橋梁鉆孔灌注樁水下混凝土施工控制要點(diǎn)

摘要：橋梁鉆孔灌注樁水下混凝土灌注是成樁的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，施工過程容易出現(xiàn)質(zhì)量事故，施工管理人員須運(yùn)用科學(xué)、實(shí)用的混凝土灌注工藝以確保工程質(zhì)量。文章著重就橋梁鉆孔灌注樁水下混凝土施工控制要點(diǎn)進(jìn)行討論和分析。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；混凝土；施工過程；控制要點(diǎn)

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(chǔ)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(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各類土木建筑工程中。目前在國(guó)內(nèi)鐵路、公路橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域鉆孔灌注樁基礎(chǔ)已占據(jù)了首要地位，但其地下施工不可預(yù)見因素多，工程質(zhì)量較難控制。特別是水下混凝土施工要求嚴(yán)格，稍有不慎，就有可能出現(xiàn)孔底沉泥、縮頸、夾渣、斷樁等，以致造成質(zhì)量事故。新建武漢至宜昌鐵路工程全線橋梁基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁。

我部施工的某橋?yàn)?-32m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁橋。墩臺(tái)基礎(chǔ)均采用φ1000 mm鉆孔灌注樁，共有樁60根，樁長(zhǎng)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(yīng)立即進(jìn)行清孔及鋼筋籠的吊裝。鋼筋籠就位固定好后，立即安裝導(dǎo)管。導(dǎo)管采用內(nèi)壁光滑圓順，內(nèi)徑一致的無縫鋼管，直徑選用φ300mm。導(dǎo)管中間節(jié)長(zhǎng)2m、底節(jié)長(zhǎng)4m，漏斗下配制長(zhǎng)為1m的上端節(jié)，使用前須進(jìn)行試拼、試壓、抗拉等試驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行節(jié)號(hào)編排，并自下而上標(biāo)明尺度。其軸線偏差不得超過0.5%，且不得大于10cm。組裝時(shí)，為了拆卸方便，將螺帽朝上，導(dǎo)管接頭法蘭盤加錐形活套，以免提升時(shí)牽掛鋼筋籠。導(dǎo)管吊放用鉆機(jī)作業(yè)，為防止混凝土澆注過程中出現(xiàn)斷管后無法清理，導(dǎo)管用兩根鋼絲繩分別系在最下一端導(dǎo)管上，并沿導(dǎo)管壁與最頂上導(dǎo)管系在一起。

2 水下混凝土參數(shù)

為保證水下混凝土具有良好的和易性和流動(dòng)性，宜于在導(dǎo)管中流動(dòng)，而又不至于離析，原材料的選用須嚴(yán)格遵守規(guī)范。

本橋基礎(chǔ)樁身混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，坍落度為160～200mm，初凝時(shí)間不小于2.5h，水灰比為0.55。其原材料質(zhì)量要求如下：

水泥：采用普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)為P.042.5，用量不低于310kg/m3，初凝時(shí)間不早于2.5h。

細(xì)骨料：選用級(jí)配合理、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的天然砂，細(xì)度模數(shù)2.5～2.9。

粗骨料：選用堅(jiān)硬的碎石，骨料最大粒徑不大于導(dǎo)管內(nèi)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(jí)配為5～31.5mm。

粉煤灰：選用I級(jí)粉煤灰，摻量20%。

外加劑：為改善混凝土的和易性和延緩凝結(jié)時(shí)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(jì)算及灌注

首批混凝土澆注前，進(jìn)行孔底標(biāo)高檢測(cè)，及再次探測(cè)孔底沉淀厚度，如果沉淀超標(biāo)，須進(jìn)行二次清孔。自檢合格報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)合格后立即灌注水下混凝土。灌注樁混凝土由自動(dòng)計(jì)量拌和站負(fù)責(zé)生產(chǎn)，灌注樁除首批混凝土由儲(chǔ)料斗、漏斗下料外，其余采用專用混凝土罐車運(yùn)輸直接入漏斗。澆筑時(shí)，為保證混凝土連續(xù)輸送,須合理安排發(fā)車間隔時(shí)間，始終保證有至少一臺(tái)混凝土罐車在樁孔附近等候。

導(dǎo)管下端口距孔底30～50cm，首批混凝土保證導(dǎo)管埋深1.0m以上。按公式V≥（πD2/4）×(H1+H2)+(πd2/4)×h1計(jì)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(dǎo)管底端口間距，取0.4m；

H2—導(dǎo)管初次埋置深度，取1.0m；

d—導(dǎo)管內(nèi)徑，取0.28m；

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

h1= Hwγw/γc

式中：Hw—樁孔內(nèi)泥漿的深度，按30m計(jì)；

γw—樁孔內(nèi)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(dǎo)管內(nèi)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?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩連接。儲(chǔ)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?yè)P(yáng)機(jī)迅速拔出圓鋼板，混凝土將導(dǎo)管內(nèi)水壓出而滿入孔底。首批混凝土灌注完成后立即探測(cè)混凝土面高度，計(jì)算出導(dǎo)管埋深，符合要求后，繼續(xù)灌注。

3.2 后續(xù)混凝土灌注

正常澆筑時(shí)，隨時(shí)檢測(cè)混凝土上升的高度以控制導(dǎo)管埋深，便于拆卸導(dǎo)管。導(dǎo)管的埋深是一個(gè)重要的施工指標(biāo)。導(dǎo)管插入混凝土中的深度應(yīng)根據(jù)攪拌混凝土的質(zhì)量、供應(yīng)速度、澆注速度、孔內(nèi)護(hù)壁泥漿狀態(tài)來決定，一般情況下，澆注混凝土過程中導(dǎo)管底端始終保持插人混凝土內(nèi)，以2～6m為宜。導(dǎo)管埋深過大，以及灌注時(shí)間過長(zhǎng)，易導(dǎo)致已灌混凝土流動(dòng)性降低，從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力，加之導(dǎo)管采用提升阻力較大的法蘭盤連接，在提升時(shí)易導(dǎo)致連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁事故。一根樁的混凝土必須連續(xù)、快速灌注，中間間斷時(shí)間不宜超過15min，每根樁的澆注時(shí)間按首批混凝土的初凝時(shí)間控制，并嚴(yán)格控制導(dǎo)管提升速度。提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，防止斷樁事故發(fā)生，且應(yīng)及時(shí)用測(cè)錘探測(cè)混凝土面的上升高度，計(jì)算導(dǎo)管埋深，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除。測(cè)錘探測(cè)次數(shù)不宜小于所用的導(dǎo)管節(jié)數(shù)，并應(yīng)在每次提升導(dǎo)管前，探測(cè)一次管內(nèi)外混凝土面的高差。導(dǎo)管拆除應(yīng)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(shí)，應(yīng)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(nèi)壓力較小，往往上部砼不如下部密實(shí)，此時(shí)應(yīng)稍提漏斗增大混凝土落差，以提高其密實(shí)度。混凝土澆注過程中溢出的泥漿必須及時(shí)引至廢漿池，嚴(yán)防對(duì)周圍環(huán)境造成污染。

3.4 樁頂標(biāo)高及樁頂處理

樁頂混凝土的灌注標(biāo)高要求高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5～0.8m，以便于清除樁頂?shù)母{渣層。混凝土灌注完畢后，立即測(cè)量樁頂?shù)膶?shí)際標(biāo)高，待樁頂混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70％時(shí)，將高出設(shè)計(jì)標(biāo)高的部分鑿除，或待承臺(tái)基坑開挖后鑿除，且必須鑿到質(zhì)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(xiàn)場(chǎng)施工員或質(zhì)檢員必須做好各項(xiàng)記錄。原始記錄要求真實(shí)、準(zhǔn)確、及時(shí)，務(wù)必做到圖文并茂，簡(jiǎn)潔明了，從客觀上真實(shí)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(zhì)量檢查

混凝土施工中，應(yīng)對(duì)其材料的質(zhì)量和用量進(jìn)行嚴(yán)格檢查。并應(yīng)按要求進(jìn)行坍落度測(cè)定，本工程單樁混凝土用量22～26 m3不等，每根樁測(cè)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(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)，試塊試驗(yàn)及試驗(yàn)結(jié)果判斷堅(jiān)決執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50107-2010）的有關(guān)規(guī)定。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于鉆孔灌注樁水下混凝土施工，施工管理人員必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)全過程控制。要求施工隊(duì)伍在施工技術(shù)措施上務(wù)必要落實(shí)，并加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，密切注意抓好施工過程中每一個(gè)環(huán)節(jié)，力爭(zhēng)將隱患消除在成樁之前。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：王磊，1982－11，男，陜西西安人，助理工程師，研究方向?yàn)榈缆放c橋梁工程。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。