董艳峰

【摘要】作者结合某建筑桩基础工程，阐述了大直径桩混凝土的施工方案，从施工准备、原材料控制、施工措施等方面重点阐述了挖孔桩大体积混凝土浇筑的关键技术。

【关键词】桩基础；大体积混凝土；温度控制；施工技术

1、工程概况

拟建某建筑桩基础采用人工挖孔桩，其中塔楼下采用超大直径人工挖孔桩，总计22根.该部分桩桩长在19.60～35.20m，属于超大直径超深人工挖孔桩，单桩混凝土浇筑最大方量接近1000m3，为大体积混凝土浇筑。桩身混凝土的强度等级为C40～C45，水泥用量大，施工及养护过程中容易產生温度裂缝，影响桩身质量。

2、桩身混凝土浇筑方案的选择

1） 方案1 采用冷凝管，采用此方案能通过控制管中水的温度、水流量、出口温度等，较好控制混凝土温度，但是人工挖孔桩的桩身混凝土属于地下工程，形状为长柱状，施工难度较大，影响施工工期且成本较高。

2） 方案2 在常规工艺基础上在混凝土配制、搅拌、浇筑、振捣、养护、测温等阶段实行温度控制。

2 种方案各有优缺点，方案1 在结构大体积混凝土浇筑中用得较多，技术较成熟，但在人工挖孔桩中使用不多，冷凝管对桩身质量的影响未有成熟的研究成果，且桩身较长，冷凝管布设施工难度大，成本高。方案2 成本降低，施工速度快，综合经济效益可观，但是需要在施工前进行合理科学的设计统筹，并在每一个环节严格控制，并且监测温度变化，以确保施工质量。经综合分析后决定采用方案2。

3、施工准备

3. 1 孔内浇筑操作平台布设

浇筑前在孔内搭设临时操作平台，操作平台垂直间距2m。平台采用100mm×100mm方木搭设于主筋上，搭设长度≥200mm，方木间距900mm，上铺250mm×900mm竹胶板。当混凝土浇筑面距离操作平台约500mm 时，拆卸下一级施工平台，浇筑工人上移至上一操作平台浇筑振捣施工。当桩径为3.0m和3.2m时，按内层钢筋笼搭设平台，设置2个浇筑串筒。

3. 2 地下水处理

根据地质报告显示：挖孔桩主要穿越的地层为全风化、强风化、中风化及微风化，而强风化为相对较强的透水层。场地的地下水水位较高，如地下水处理不好，会使桩身混凝土产生离析，影响质量。桩身混凝土浇灌前进行涌水量的测定，当孔内涌水量<0.3L/s时，采用明排抽水，抽水完成后浇筑混凝土。当孔内涌水量>0.3L/s时，应采用水下混凝土浇灌方法施工。根据现场情况，本工程桩的涌水量都不大，配备2～3台30m3潜水泵抽水能满足要求。

3. 3 封底混凝土与桩身混凝土的接缝处理

浇筑前，先清除封底混凝土表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，使其表面均匀露出粗骨料。然后清除凿出的混凝土碎块，再进行桩身混凝土浇筑，以保证接缝处的黏结质量。

3. 4 预埋测温管

采用JTM-V10A 测温仪器，共选取了4根桩进行桩身混凝土温度监测。桩长25.0m 以内的桩每根设6个测温点，分别在桩头距表层混凝土100mm（A）、桩长中心点（B）、桩底距封底混凝土50mm（C）3个截面各设2个测温点，在桩半径方向中心处和桩半径方向距离护壁500mm 处。

3. 5 科学统筹

1） 提前签订商品混凝土供货合同，签订时说明具体供应时间、强度等级、所需车辆数量及间隔时间，搅拌桩根据入模温度、坍落度等特殊要求做好混凝土配合比试验。

2） 计算单桩桩身混凝土量，根据混凝土浇筑强度，配备足够的浇筑设备和人员。考虑运距、塞车、现场排队等候等因素的影响，计算混凝土运输车数量，并做好突发事件的预案，以免影响混凝土质量。

4、施工关键技术

4. 1 原材料控制

4. 1. 1 混凝土配合比

桩身混凝土的强度等级为C40～C45，混凝土强度等级高，因此原材料配合比需减少水化热。

1） 水泥选用大型旋窑水泥厂生产的质量稳定、水化热相对较低的台泥P·O42.5R 水泥，铝酸三钙含量低于8% ，能有效减少混凝土的早期水化热。

2） 细骨料采用河砂与人工砂比例为7∶3的混合砂，大大降低了混凝土用砂的含泥量和氯离子含量，更能保证混凝土质量。

3） 粗骨料采用5～25mm 碎石，该碎石颗粒级配良好，石粉含量低，对裂缝控制非常有利。

4） 减水剂采用CSP-1缓凝高效减水剂，降低混凝土的用水量，减少游离水，减少毛细孔隙从而提高混凝土强度。

5） 采用ZY高性能混凝土膨胀剂，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。

6） 为了降低混凝土的早期水化热，采用Ⅱ级以上粉煤灰作为矿物活性掺和料。

4. 1. 2 混凝土的拌制、运输

为防止水泥水化热峰值的提前上升，采用缓凝及降温措施。根据要求，混凝土搅拌站在砂石骨料堆上采用了遮阳、降温措施，以降低骨料的温度。同时，搅拌站配备足量的冰块，混凝土拌合用水加入打碎的冰块，以冰水拌制混凝土，降低混凝土的入模温度。

4. 2 施工措施

4. 2. 1 浇筑方法

桩身混凝土必须一次浇筑完，不留施工缝。采用分层浇筑的方法，每层厚度约500mm，从下至上依次浇筑，混凝土浇筑时必须保证第1层混凝土初凝前进行第2层混凝土浇筑。搅拌车在卸料之前，要求高速运转1min，确保进入地泵受料斗的混凝土质量均匀。

4. 2. 2 振捣

混凝土振捣采用斜坡式分层振捣，即大斜面下料，分皮振捣，做到快插慢拔，均匀振捣。插点要均匀排列，桩径6.1m挖孔桩每个串筒出料口各配备2台振动棒，内层钢筋笼以内配备3 台振动棒；桩径3.2m 和3.0m 挖孔桩配备2～3台振动棒。振动棒插入到下层尚未初凝的混凝土中约50～100mm，振捣时依次进行，不要跳跃式振捣，以防发生漏振。

4. 2. 3 混凝土表面处理

在混凝土浇筑过程中，及时清除混凝土表面的泌水。对于表面泌水，当每层混凝土浇筑接近尾声时，泌水或浮浆会沿坡面往下流，使用潜水泵在每层混凝土的底部将其抽排走。出现严重的泌水时，要及时调整施工工艺或适当调整混凝土配合比。

4. 3 混凝土养护

一般情况下，混凝土保湿采取表面洒水养护，使强度正常增长；混凝土保温则在表面用保温材料（塑料薄膜、草垫） 覆盖，使其缓慢降温。因人工挖孔桩桩身混凝土四周是混凝土护壁，护壁外为地层，环境温度变化较小。桩身混凝土与空气接触只有桩头一面，采用桩头蓄水法可同时满足保湿和保温的要求。在混凝土达到初凝状态后开始蓄水，经计算分析，蓄水深度≥0. 16m，该深度可以根据大体积混凝土内外温差的监测结果进行必要调整。

4. 4 混凝土测温

混凝土浇筑完成后进行桩身混凝土升降温、内外温差、降温速度及环境温度等监测，由专人负责，每隔1h测1次，直至下降到合理温度。本工程测温14～15d，温度下降渐渐趋于稳定。

结语

通过在原有工艺上进行优化组合，在混凝土配制、搅拌、浇筑、振捣、养护、测温等阶段控制，某建筑人工挖孔桩工程的桩身混凝土浇筑方案论证充分，工艺简单，不需采用冷凝管，节省了造价，缩短了工期，有效保证了工程质量。混凝土原材料中添加了粉煤灰等掺和料、外加剂等，减少水泥用量，同时混凝土拌制中采用混合砂、冰块，养护采用桩头蓄水措施，节能环保。通过上述措施，该工程桩身混凝土裂缝控制达到了预期效果，桩基础经过超声波、抽芯等检测合格，没有出现有害裂缝，保证了工程质量。

参考文献：

[1] 张时敏. 论述建筑工程混凝土施工技术与质量管理[J]. 城市建筑，2014（2）：172.