大广北高速公路大桥灌注桩施工质量控制技术.doc
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大广北高速公路大桥灌注桩施工质量控制技术
刘昀，陈怀均
（葛洲坝集团第二工程有限公司，四川，成都610091）
摘要：
本笔者重点对大广北高速公路大桥灌注桩施工成孔、清孔、泵送混凝土的配制和灌注以及灌注中常见问题的处理等施工关键工艺作了论述。
关键词：
高速公路、灌注桩、质量控制、施工技术
1.工程概况
大庆至广州高速公路全线采用双向四车道高速公路标准建设，计算行车速度采用100公里/小时，路基宽度26米。
葛洲坝集团大广北项目部第三合同段起点（K23+920）位于麻城市顺河镇安畈村朝阳寺东侧，路线全长14.781112公里。
有路基、桥涵、麻城互通和其它构造物工程等。
重点工程为朝阳寺大桥、罗铺停车区、麻顺公路分离式立交、麻城互通的大桥灌注桩施工。
2灌注桩施工技术
2.1混凝土灌注桩施工技术
2.1.1测量定位
采用J2经伟仪测量定位桩基础坐标。
其误差应满足：
2C值误差不大于30"，垂直度盘指标误差不大于１'。
利用控制网轴线点或坐标点作控制点，用直角坐标法进行放样，沿桥纵向桩位方向距离误差不大于5mm。
护筒标高采用S3型水准仪测定，其误差不大于10mm。
2.1.2护筒制作及埋设
护筒用6mm钢板卷制而成，高2.0m，直径1.7m，直径误差不超过10mm按施工进度要求及备用，护筒不少于3个。
护筒埋深1.7m，顶端高出地面0.3m，以防止杂物入孔及冲击钻入孔时泥浆涌起。
其埋设方法是：
在桩位挖一圆坑，坑深比护筒预埋深多0.5m，直径比护筒直径大0.6m。
在坑底填0.5m粘土并分层夯实。
在坑底标出钻孔中心位置，将护筒埋吊进坑内并调正，在护筒周围对称、均匀回填粘土分层夯实，填土时须监测护筒中心位置和垂直度防移位，偏斜。
2.1.3钻孔
钻孔机械为两台太原机械厂生产的C30型冲击钻，主要性能：
电动机功率40KW，钻具冲击频率：
40次~50次/min。
平整场地，精确测量轨道位置，铺设冲击钻轨道，在轨道上适当位置将钻机安装就位，并经验收试机合格方可施钻。
钻机施钻时利用钢丝绳带动钻头冲击破碎岩层，严格控制钻孔偏斜率不大于0.4%。
如遇含孤石、漂石地层或基岩面倾斜度较大时，钻机偏斜率不应超过0.6%，孔位偏差不大于3cm。
护筒埋设及钻孔应用经纬仪进行校正，其位置偏差为±3cm，垂直度偏差小于0.3%，椭圆度偏差小于2cm。
控制泥浆的各项指标，冲击钻进时直接投放粘土，以钻锥将其冲击成泥浆，粘性土塑性指数不大于25，其中小于0.0025mm粘土颗粒含量要大于50%。
开孔时，一定要低锤勤击，以防开成斜孔。
钻进时用十字钻头将岩石砸碎后，再用抽筒捞碴。
十字钻头底部用硬质耐磨块加固。
钻孔时要控制各个阶段的冲程和进尺，随时控制垂直度、防止塌孔、漏浆、埋钻、孔倾斜等事故发生。
如发现探头石、地基软硬不均等现象及时处理。
终孔后孔径、孔深自检合格应立即清孔。
清孔时采用捞渣筒捞渣。
清孔泥浆比重控制在1.15～1.20之间。
符合要求后进行成孔终验。
主要检查项目
（1）孔深：
钻孔前，用水准仪测定孔口护筒标高。
并以此为基点，按设计要求的孔底标高及进入中风化基岩深度确定孔深。
（2）孔径：
用孔径仪测量，若出现缩径现象应进行扫孔，直至符合设计要求。
（3）孔底沉渣厚度：
用重锤测量孔底沉渣厚度应≤20cm。
确认各项均符合设计要求后，才允许灌注水下混凝土。
3灌注桩钢筋施工
灌注桩的钢筋笼按分段长度在厂内加工制作，主筋采用3m设一个支架，各支架相互平行，圆心在同一轴线上。
制作时先将下半圆主筋放在支架内，然后按设计要求放置加强筋校正后与主筋点焊。
加强筋与主筋应垂直度，灌注桩钢筋笼的净保护层为5cm。
保护层设置是把宽5cm的扁钢切割成10cm一段，侧向焊在骨架主筋外侧，间距4m一道每道4个，沿圆周对称布置。
在护筒上端临时焊接定位筋，以确保钢筋笼中心与桩位中心重合。
钢筋笼分节形成后运至已验收合格的孔位处。
钢筋笼安装时第一节钢筋笼，用吊车将其徐徐放入孔位内并留出工作高度，临时卡托于孔口以便与第二节钢筋笼搭接，第一节钢筋笼与第二节的主筋用单面焊接，焊接长度按规范执行。
焊好后再将第二钢筋笼徐徐下放以此类推，直到钢筋笼达到设计标高。
最上一节即孔口钢筋笼就位后用4根型钢将其与预制混凝土井圈连结牢固，以防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上浮及偏位等。
4灌注桩混凝土施工
灌注桩用混凝土由搅拌楼运至灌注孔位后进行二次搅拌，灌注入孔采用混凝土泵、漏斗、导管相结合的方法进行。
混凝土灌注的主要工具为：
漏斗、储料斗、导管。
导管是混凝土灌注的主要工具，采用外径273mm，壁厚10mm的无缝钢管，其管接头按快速接头加工，内设两道O型密封圈止水。
导管定位采用20#槽钢及20mm厚钢板加工的活动反板式的支架定位板。
导管在使用前需进行必要的试压和接头抗拉的试验。
漏斗容量为1.5m３，用δ=4mm厚钢板加工制成。
下端焊有快速接头与导管连接；储料斗容量为3m3，用于首批混凝土的灌注。
5混凝土灌注前的质量检查
钢筋笼下放完成并定位进行灌注前的有关检查：
（1）孔底沉渣厚度;
（2）钢筋笼长度及顶部和底部标高等是否符合设计要求。
检查并确认均满足设计要求后方可进行混凝土灌注。
5.1混凝土原材料及配合比
水泥必须有出厂合格证，并复检合格。
砂、石骨料：
粗骨料为碎石，粒径采用10mm-30mm规格，砂为优质中粗砂。
混凝土施工配合比见表1。
表1灌注桩混凝土施工配合比表
配合比
水泥：
砂：
石子：
水
水灰比
1：
1.75：
2.47：
0.43
0.43
5.2混凝土灌注
要计算每根桩的混凝土灌注量及灌注时间，首批混凝土灌注的数量必须能完全排除导管内的水，使导管初次埋置深度大于1.0m且能填充导管底部的间隙。
转入正常灌注，应经常观测孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋入深度，导管在混凝土灌注时，埋置深度控制在2.0～6.0m之间。
最后桩顶混凝土面标高，应比设计标高超出0.8m以上，并立即清除顶部浮浆。
5.3灌注桩混凝土灌注
初灌注量，要保证导管埋入混凝土中0.8m～1.3m，本项目混凝土初量不少于1.6m3。
灌注浇筑混凝土过程中，现场质检员须随时测量混凝土液面高度并记录。
导管埋入深度严禁将导管提出混凝土面。
当混凝土面接近孔顶时，严格控制最后一次灌注量，并保证顶面浮浆高度超过桩顶不少于800mm。
5.4泥浆处理及废浆排放
钻孔排出及灌注混凝土排出的泥浆，通过泥浆沟排到泥浆坑中，各施工钻机施工排出的泥浆就近排放到泥浆坑中，好泥浆继续使用，沉渣捞出后用汽车运走至弃渣场。
桩孔灌注完毕后在４h～６h用吊车将护筒拔出来清洗后周转使用。
6混凝土灌注过程中的事故预防和处理
桩孔混凝土灌注过程中常发生导管进水和卡管事故，经笔者对施工过程的观察并参考有关资料，对事故原因进行了分析归纳。
将若干事故的处理总结见表2：
表2桩孔混凝土灌注过程中的事故原因分析及处理方法
事故名称
原因分析
处理方法
特别
注意
导管进水
1
首批混凝土储料不足或导管距孔底的间距过大，混凝土下落后，不能埋没导管底口；
可将导管提出孔外，把散落在孔底的混凝土用空气吸泥机清除，重新插入导管灌注水下混凝土；
为杜绝废桩，最好的办法应有备用机械设备，做好各种准备。
2
导管接头不严；
3
导管提升过快或测深错误，使导管底口脱离原混凝土面。
提出导管，堵住导管口，再插入混凝土中1.5m左右，继续灌注混凝土，当漏斗和导管充满混凝土后，微提升导管，使混凝土冲出导管口，再进行混凝土灌注。
卡管
1
混凝土坍落度过小，流动性差或拌和不均匀等；
插入长钢筋，用吊锤锤击，冲击导管内的混凝土，或在导管上安装附着式振动器使其下落；
2
导管内混凝土不满，有空气后又继续灌注混凝土，使导管内造成高压空气囊；
3
机械故障或其他原因，使混凝土在导管内停留时间过长形成卡管。
在机械发生故障时，孔内混凝土量较多，提升导管使导管内的混凝土全部进入孔内。
此时，组织人员进行抢修，如未超过混凝土初凝时间，可按导管进水的处理方法处理，然后继续灌注。
7混凝土灌注桩施工中的质量控制
为保证灌注桩混凝土施工的连续性提高成桩的质量，每次混凝土灌注前，必须备足所需的各种材料、工具、设备。
灌注过程中应分工明确，密切配合，统一指挥。
对灌注混凝土时影响质量的因素进行提前预防，杜绝出现缺陷桩或废桩。
导管使用前，要对其分节数量及拼接构造进行认真检查，必须进行水密、承压和接头抗拉试验，所用导管必须完全合格。
混凝土配合比经过试配、试压后报监理工程师批准。
搅拌站由专职试验人员负责，严格控制混凝土的配比、和易性、坍落度及各种材料计量的准确性。
首批混凝土灌入孔底后，立即测定孔内混凝土面的高度，计算出此时导管埋置深度。
如符合要求即可灌注。
每次灌注混凝土前，严格检查各种机械，排除故障，在灌注过程中派维修人员在现场值班，一旦出现事故及时抢修，并做好混凝土灌注记录。
8、结语
钻孔灌注桩质量的好坏直接影响整个桥梁的质量安全,其质量要严格控制。
通过各方面的控制,经检测钻孔桩质量均符合有关技术规定,没有一根断桩、缩径、桩孔偏斜等现象。
通过施工实践,笔者认为不但要保证钻孔桩的施工质量,还应加强现场管理人员的责任心,以防为主,对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工,只用这样桩基的质量控制才能全方面得到保证。
作者简介：
1、刘昀，1964，男，湖南新化，助理工程师，工程管理部部长，长期从事水利水电工程施工技术管理。
2、陈怀均，1962，男，湖北宜昌，本科，国家注册安全工程师，中国葛洲坝集团二公司四川省甘孜州雅江县葛洲坝集团二公司两河口项目部质保部部长，长期从事公路和大中型地下水电站建设质量安全管理。
联系电话号码：
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