橋梁鉆孔灌注樁水下混凝土施工控制要點

摘要：橋梁鉆孔灌注樁水下混凝土灌注是成樁的關鍵環節，施工過程容易出現質量事故，施工管理人員須運用科學、實用的混凝土灌注工藝以確保工程質量。文章著重就橋梁鉆孔灌注樁水下混凝土施工控制要點進行討論和分析。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；混凝土；施工過程；控制要點

Bridge bored underwater concrete construction control features wanglei

China Gezhouba Group Corporation Three Gorges Branch443002

Abstract: Bored piles into the underwater concrete pouring is the key to the pile, the quality of the construction process prone to accidents, construction managers must use the scientific, practical and concrete pouring process to ensure project quality. Article focuses on the construction of underwater concrete bored piles bridges control points for discussion and analysis. Keywords: bored; concrete; the construction process; control points

0 引言

鉆孔灌注樁基礎以其抗震性好、承載力大、可以解決特殊地基承載力等諸多優點，被廣泛應用于各類土木建筑工程中。目前在國內鐵路、公路橋梁基礎工程領域鉆孔灌注樁基礎已占據了首要地位，但其地下施工不可預見因素多，工程質量較難控制。特別是水下混凝土施工要求嚴格，稍有不慎，就有可能出現孔底沉泥、縮頸、夾渣、斷樁等，以致造成質量事故。新建武漢至宜昌鐵路工程全線橋梁基礎均采用鉆孔灌注樁。

我部施工的某橋為5-32m后張法預應力混凝土簡支T梁橋。墩臺基礎均采用φ1000 mm鉆孔灌注樁，共有樁60根，樁長為26.5～29.5m。

1 混凝土灌注前的施工控制

鉆孔灌注樁成孔后，應立即進行清孔及鋼筋籠的吊裝。鋼筋籠就位固定好后，立即安裝導管。導管采用內壁光滑圓順，內徑一致的無縫鋼管，直徑選用φ300mm。導管中間節長2m、底節長4m，漏斗下配制長為1m的上端節，使用前須進行試拼、試壓、抗拉等試驗，合格后方可進行節號編排，并自下而上標明尺度。其軸線偏差不得超過0.5%，且不得大于10cm。組裝時，為了拆卸方便，將螺帽朝上，導管接頭法蘭盤加錐形活套，以免提升時牽掛鋼筋籠。導管吊放用鉆機作業，為防止混凝土澆注過程中出現斷管后無法清理，導管用兩根鋼絲繩分別系在最下一端導管上，并沿導管壁與最頂上導管系在一起。

2 水下混凝土參數

為保證水下混凝土具有良好的和易性和流動性，宜于在導管中流動，而又不至于離析，原材料的選用須嚴格遵守規范。

本橋基礎樁身混凝土設計強度等級為C30，坍落度為160～200mm，初凝時間不小于2.5h，水灰比為0.55。其原材料質量要求如下：

水泥：采用普通硅酸鹽水泥，強度等級為P.042.5，用量不低于310kg/m3，初凝時間不早于2.5h。

細骨料：選用級配合理、質地堅硬、顆粒潔凈的天然砂，細度模數2.5～2.9。

粗骨料：選用堅硬的碎石，骨料最大粒徑不大于導管內徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，且不大于40mm，本工程選用碎石級配為5～31.5mm。

粉煤灰：選用I級粉煤灰，摻量20%。

外加劑：為改善混凝土的和易性和延緩凝結時間，摻入減水劑、緩凝劑等外加劑。

3 水下混凝土灌注

3.1 首批混凝土計算及灌注

首批混凝土澆注前，進行孔底標高檢測，及再次探測孔底沉淀厚度，如果沉淀超標，須進行二次清孔。自檢合格報請監理工程師檢驗合格后立即灌注水下混凝土。灌注樁混凝土由自動計量拌和站負責生產，灌注樁除首批混凝土由儲料斗、漏斗下料外，其余采用專用混凝土罐車運輸直接入漏斗。澆筑時，為保證混凝土連續輸送,須合理安排發車間隔時間，始終保證有至少一臺混凝土罐車在樁孔附近等候。

導管下端口距孔底30～50cm，首批混凝土保證導管埋深1.0m以上。按公式V≥（πD2/4）×(H1+H2)+(πd2/4)×h1計算首批混凝土灌注量。

式中:V—灌注首批混凝土所需方量(m3)；

D—樁孔直徑，取1.05m；

H1—樁孔底至導管底端口間距，取0.4m；

H2—導管初次埋置深度，取1.0m；

d—導管內徑，取0.28m；

h1—樁孔內混凝土達到埋置深度H2時，導管內混凝土柱平衡導管外壓力所需的高度(m)，即：

h1= Hwγw/γc

式中：Hw—樁孔內泥漿的深度，按30m計；

γw—樁孔內泥漿的重度，取11kN/ m3；

γc—混凝土拌和物的重度，取24kN/ m3。

故h1=30×ll/24=13.75(m)

灌注首批混凝土所需方量：V=3.14×1.052/4×(0.4+1.0)+3.14×0.282/4×13.75=2.2 m3

首批混凝土灌注采用提拔法，即用10mm厚鋼板加工成比導管內徑稍大的圓形板，在圓板中心焊一根重于圓板的φ16圓鋼吊筋，與卷揚機鋼絲繩連接。儲混凝土前，將圓板置于料斗底部，待裝滿混凝土初存量后，用卷揚機迅速拔出圓鋼板，混凝土將導管內水壓出而滿入孔底。首批混凝土灌注完成后立即探測混凝土面高度，計算出導管埋深，符合要求后，繼續灌注。

3.2 后續混凝土灌注

正常澆筑時，隨時檢測混凝土上升的高度以控制導管埋深，便于拆卸導管。導管的埋深是一個重要的施工指標。導管插入混凝土中的深度應根據攪拌混凝土的質量、供應速度、澆注速度、孔內護壁泥漿狀態來決定，一般情況下，澆注混凝土過程中導管底端始終保持插人混凝土內，以2～6m為宜。導管埋深過大，以及灌注時間過長，易導致已灌混凝土流動性降低，從而增大混凝土與導管壁的摩擦力，加之導管采用提升阻力較大的法蘭盤連接，在提升時易導致連接螺栓拉斷或導管破裂而產生斷樁事故。一根樁的混凝土必須連續、快速灌注，中間間斷時間不宜超過15min，每根樁的澆注時間按首批混凝土的初凝時間控制，并嚴格控制導管提升速度。提升導管要準確可靠，防止斷樁事故發生，且應及時用測錘探測混凝土面的上升高度，計算導管埋深，正確指揮導管的提升和拆除。測錘探測次數不宜小于所用的導管節數，并應在每次提升導管前，探測一次管內外混凝土面的高差。導管拆除應迅速、有序。

3.3 后期混凝土灌注

混凝土灌注距樁頂約5m處時，應將坍落度控制在160～170mm，以確保樁頂浮漿不過高。且再往上，由于孔內壓力較小，往往上部砼不如下部密實，此時應稍提漏斗增大混凝土落差，以提高其密實度。混凝土澆注過程中溢出的泥漿必須及時引至廢漿池，嚴防對周圍環境造成污染。

3.4 樁頂標高及樁頂處理

樁頂混凝土的灌注標高要求高出設計標高0.5～0.8m，以便于清除樁頂的浮漿渣層。混凝土灌注完畢后，立即測量樁頂的實際標高，待樁頂混凝土強度達到設計強度的70％時，將高出設計標高的部分鑿除，或待承臺基坑開挖后鑿除，且必須鑿到質量符合要求的混凝土為止。

3.5 混凝土灌注過程記錄

混凝土灌注過程中，現場施工員或質檢員必須做好各項記錄。原始記錄要求真實、準確、及時，務必做到圖文并茂，簡潔明了，從客觀上真實反映施工情況。下圖為某根樁混凝土澆筑過程記錄圖。

4混凝土質量檢查

混凝土施工中，應對其材料的質量和用量進行嚴格檢查。并應按要求進行坍落度測定，本工程單樁混凝土用量22～26 m3不等，每根樁測定1次。試塊要求1根樁做1組（3塊150mm×

×150mm×150mm），同組試塊取自同車

混凝土，試塊脫模后在混凝土試塊標準養護室中養護，試塊試驗及試驗結果判斷堅決執行國家標準《混凝土強度檢驗評定標準》（GB/T 50107-2010）的有關規定。

5 結語

對于鉆孔灌注樁水下混凝土施工，施工管理人員必須進行現場全過程控制。要求施工隊伍在施工技術措施上務必要落實，并加強施工質量管理，密切注意抓好施工過程中每一個環節，力爭將隱患消除在成樁之前。

參考文獻

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[2]向中富．橋梁施工控制技術[M]．北京：人民交通出版社，2001．

[3]中國鐵路工程總公司．客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南.北京：中國鐵道出版社，2005.

作者簡介：王磊，1982－11，男，陜西西安人，助理工程師，研究方向為道路與橋梁工程。

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。