刍议桥梁钻孔灌注桩施工技术常见问题

2010-07-31赵雄

中国新技术新产品 2010年21期

关键词：孔底孔壁护筒

赵雄

（中铁八局集团昆明铁路建设有限公司，云南昆明 650200）

1 钻孔灌注桩技术

首先了解一下桩基施工

1.1 孔底清渣挖孔桩爆破终了时，孔底应预留20-30cm，用人工、风镐凿除至设计标高，将松散石渣、淤泥等拢动软土层清理干净，如地质复杂，应用钢钎探明孔底以下地质情况，并报经监理工程师复查认可后方可灌注混凝土，以保证桩底嵌岩效果。

1.2 钢筋笼制作安装钢筋笼根据孔深在施工现场分节制作成型，吊车起吊入孔，采用2台电焊机单面焊接。桩基检测管下端用钢板封底焊牢，并牢固绑扎在加强箍筋内侧，随钢筋笼接长用套管焊接密封，最后一节焊好后应灌满净水用木塞堵死。

1.3 采用水下灌注砼的方法要求：当孔底及孔壁渗入的地下水上升速度大于6mm/min的人工挖孔桩及采用钻机直接成孔的钻孔桩。灌注混凝土之前，孔内水位至少应与孔外地下水位相同：若孔壁土质易坍塌，应使孔内水位高于地下水位1-1.5m，水下砼采用中30cm导管灌注，导管使用前进行水密试验，灌注时采用砼罐车配合吊车运送砼，首批砼采用剪球灌注，其容量应保证导管埋深不小于1.0m，砼灌注应连续进行，导管埋深控制在2-6m，每根桩的灌注时间控制在8h以内。

2 钻孔桩施工工艺

桩基施工采用冲击钻机钻孔，其工艺流程为:

2.1 材料准备。水泥强度等级采用42.5MPa，其初凝时间不早于2.5h；粗集料采用级配良好的碎石，最大粒径不应大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm；细集料宜采用级配良好的中砂；混凝土配合比的含砂率为40%～50%，砼坍落度宜为180～200mm，水灰比宜为 0.5～0.6；钢筋规格经检验合格。

2.2 施工前先清除桩基位置的杂草和淤泥换填山皮土并刮平压实，保证钻机在施工中平稳，然后进行定位复测，准确确定桥位，并埋设必要的护桩，设置水准基点，桥墩中线在桥轴线方向上的位置中误差不应大于±15cm，成排成列放样，放样后用钢尺校核。

2.3 护筒埋设。护筒采用钢板制作，护筒内径比桩经大200～400mm，护筒顶端高程，应高出地下水位1.5～2.0m，护筒底端埋置深度，对于粘性土应为1.0～1.5m，对于砂土不得小于1.5m，并将护筒周围0.5～1.0m范围内的土挖除，夯填粘性土至护筒底0.5m以下。埋设时位置要准确，护筒要竖直，护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许误差50mm，竖直线倾斜不大于1%钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并及时纠正。

2.4 钻孔。钻机必须放置平稳，开钻前，应核对钻机对位是否准确。钻孔采用泥浆护壁，以保持孔壁在钻进过程不坍塌。泥浆采用膨润土悬浮泥浆或合格的粘土悬浮泥浆作为钻孔泥浆，泥浆的性能指标为:相对密度1.2～1.4，粘度22～30，含砂率≤4%。开钻时应先在孔内灌注泥浆，钻孔泥浆应始终高出孔外水位或地下水位1.0～1.5m，开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位1.5～2.0m，并低于护筒顶面0.3m，掏渣后应及时补水。在淤泥层和粘土层冲击时，钻头应采用中冲程(1.0～2.0m)冲击；在砂层冲击时，应添加小片石和粘土采用小冲程(0.5～1.0m)反复冲击，以加强护壁。钻进时，机手要随进尺快慢及时放主钢丝绳，使钢丝绳在每次冲击过程中始终处于拉紧状态，既不能少放，也不能多放，放少了，钻头落不到孔底，打空锤，不仅无法获得进尺反而可能造成钢丝绳中断、掉锤；放多了，钻头在落到孔底后向孔壁倾斜，撞击孔壁造成扩孔。

2.5 成孔检测和清孔。孔的中心位置应在±100mm范围内，孔径>设计桩径，倾斜度小于1%，孔深不小于设计规定。只有成孔检测合格后才可清孔。清孔采用换浆法，清孔时，将附着于护筒壁的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。成孔检查合格后立即进行第一次清孔；钢筋笼下好，浇注砼前若沉碴厚度超过设计规定时，必须进行二次清孔，符合要求后立即灌注水下砼。清孔后孔底沉淀物厚度必须不大于10cm。

2.6 下钢筋笼。桩的钢筋骨架，应紧接在混凝土灌注前，整体放入孔内。钢筋骨架应有强劲的内撑架，防止钢筋笼在运转就位时变形，在顶面应采取有效方法进行固定，防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上升。支承系统应对准中线防止钢筋骨架倾斜和移动。钢筋骨架上应事先安设控制钢筋骨架与孔壁净距的混凝土垫块，这些垫块应可靠地以等距离绑在钢筋骨架周径上，其沿桩长间距不超过2m，横向圆周不小于4处。钢筋骨架底面高程允许偏差为±50mm，根据设计要求设置内径不小于50mm的检测管。吊放钢筋笼作业见图1。

2.7 下导管。导管采用钢导管，使用前进行水密、承压和接头抗拉等试验。吊装时导管应位于井孔中央，并应在灌注砼前进行升降试验，应使位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和孔壁碰撞，导管下口到孔底的距离一般控制在30～50cm之间。

2.8 灌注水下混凝土。首批灌注混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部间隙的需要。在整个灌注时间内，出料口应伸入先前灌注的混凝土内至少1m，以防止泥浆及水冲入管内，且不得大于3m。应经常量测孔内混凝土面层的高程，及时调整导管出料口与混凝土表面的相应位置，并始终予以严密监视，导管应在无水进入的状态填充。如为泵送混凝土，泵管应设底阀或其他的装置，以防水和管中混凝土混合。泵管应在桩内混凝土升高时，慢慢提起。管底在任何时候，应在混凝土顶面以下2m。输送到桩输送到桩中的混凝土，应一次连续操作。为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。混凝土应连续灌注，直至灌注的混凝土顶面高出设计1m以上才可停止浇注，以保证截断面以下的全部混凝土均达到强度标准。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。隔水栓式导管法施工程序见图2，a.安设导管，b.悬挂隔水栓，使其与导管内面紧贴，c.灌入首批混凝土，d.剪段铁丝，隔水栓下落孔底，e.连续灌注混凝土，上提导管，f.混凝土灌注完毕，拔出护筒。