对水中钻孔桩成孔工艺及水下混凝土浇筑进行质量控制分析

内容提要：根据工程实例，介绍水中钻孔成孔技术、水下混凝土灌注技术。

关键词： 水上;钻孔;水下混凝土;质量控制

Abstract: According to the engineering example, introduce the water drilling hole technology, technology of pouring concrete under water.

Key words: water; drilling; underwater concrete; quality control

中图分类号：[TU761.5] 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）01-0020-02

1工程概况

埒子口特大桥水中桩基为36#～40#墩，桩长为67m，桩径1.6m，桩基采用搭设水中钻孔工作平台施工方案进行水中钻孔桩施工，水上钻孔平台采用φ42cm钢管桩基础、双拼I28工字钢纵梁、2组共4路贝雷片为横梁，横梁上铺设桥面板作为钻孔平台

2搭设水上施工平台

制作完成的φ42cm钢管桩用运输车辆由施工便桥运至钻孔平台施工位置，将钢管桩焊接接长到20米，采用汽车吊整体吊装垂直插入淤泥中贴便桥放置，采用DZ45型振拔锤施打至河床面以下14m处。采用全站仪定位，钢卷尺测量入土深度，钢管桩入土深度以振拔锤振动后无法继续进尺为准。钢管桩的位置偏差宜在300mm以内，倾斜度控制在1%以内。

每排钢管桩插打到位后，应进行桩与桩之间的连接，增加桩的稳定性，桩与桩之间采用10#槽钢连接，连接分横向和纵向连接，连接系杆与钢管间采用焊接方式。

3桩顶连接及分配梁安装

纵梁采用双拼I28b型工字钢，长为6m，在长度方向焊接成整体。钢管桩顶部焊接牛腿，牛腿上焊接双拼工字钢。

横梁采用贝雷组，用跨马螺丝与双拼工字钢连接。平台顶板采用150mm厚桥面板铺设。

4钢护筒制作与埋设

桩基钢护筒设计内径为Φ200cm，钢护筒采用厚度为12mm的A3钢板卷制而成。护筒成形采用定位器，确保卷筒圆、接缝严。为加强护筒的整体刚度，在焊接接头焊缝处加设厚10mm宽20cm的钢带，护筒底脚处加设厚14mm宽30cm的钢带作为刃脚。钢护筒每节加工长度为10m。焊接采用坡口双面焊，所有焊接必须连续，以保证不漏水。

钢护筒顶标高比双拼工字钢面高30cm，护筒埋入土层深度为4米，钢护筒下沉采用45KW振动锤振动下沉。

5钻机就位

在施工平台上安装钻机。钻机安装用吊船配合,安装完毕后,用机械配合准确对位,并将钻机调平,以防钻进过程中发生偏斜。接通各设备电源后，将钻头稍提起，进行试机。

钻机就位过程中，要使回转钻机转盘中心或冲击中心（钢丝绳）对准桩位中心，中心对准后在护筒周围用十字交叉法进行控制。在成孔过程中，要随时观察钻机的转盘中心或冲击中心是否与桩位中心一致，若有偏差要及时纠正，以防孔斜。

6成孔工艺

6.1水中桩的施工，开孔阶段，砂层及卵石层钻进泥浆比重要大。钻进时随时控制孔内水头，确保有足够的水头压力。

6.2控制电流。钻孔时，钻机操作人员应随时监视控制柜上电流表和指示灯信号显示情况，土质地层高速运转，电流控制在52A，如自动转换到低速运转，说明切削力较大，此时，电流应控制在40A以内，然后再钻。

6.3控制钻压。根据地质情况，选用合适的钻压，以保持钻孔效率。

6.4每次起动钻机时，应空载启动，先低速启动再转换为高速。如地质较硬，低速启动后不必再换高速。

6.5保持护筒内水位并经常检查泥浆比重。反循环钻进时，孔内水位下降较快应及时补水，在钻进过程中，始终保持护筒内水位与护筒顶基本平齐，同时还应控制泥浆比重。如在砂粘土地层中钻孔，泥浆比重在1.05～1.15范围较好，既能获得较高的钻进度，又能做到不坍孔。如易坍地层泥浆比重可适当提高到1.2左右。

7终孔后清孔

本工程终孔孔深进入持力层厚度进行控制，在钻孔达到设计要求深度后，应采用探孔器对孔深、孔径、孔形等认真检查，符合设计要求后，填写“终孔检验单”。经监理工程师验收合格后，立即进行清孔工作（避免隔时过长引起泥浆沉淀过厚，导致孔壁坍塌），使孔内泥浆各成份含量符合规范和设计要求。清孔后泥浆指标要求：相对密度（r）1.08~1.10，含砂率（η）（%）

8钢筋笼加工及安装

在成孔过程中，钢筋笼同时制作，因本桥桩基较深，钢筋笼也比较长，为保证钢筋笼的质量及整体刚度，主筋采用机械连接和对焊，箍筋采用电焊连接，同时每隔2m增加一道φ16箍筋，与主筋点焊，每隔4m在加强箍筋处增设十字钢筋加固钢筋笼。钢筋笼分节制作，每节长度为9m，以防止在吊装过程中变形。

清孔后安放钢筋笼，在吊放钢筋笼过程中，钢筋笼垂直缓慢下沉，防止撞击孔壁引起坍孔。应根据制作的分节接长第和编号，逐步下放，钢筋笼主筋接头采用焊接，钢筋笼就位后应固定牢靠（为防止钢筋笼上浮钢筋笼底部加设锚固钢筋），钢筋笼中心与钻孔中心偏差不应大于5cm。钢筋笼在运输安装过程中应尽量避免扭曲、变形。钢筋笼吊点设在总长度上部的1/3处。在安装钢筋笼同时，钢筋笼外侧绑扎混凝土垫块，确保桩基保护层厚度。

9灌注水下混凝土

9.1导管、漏斗安装完毕，二次清孔达到要求后，在漏斗口安装拨球法，及时灌注水下混凝土。第一车混凝土坍落度可稍大，最高控制在22cm。在漏斗混凝土达到4m3以后，一边继续放混凝土，一边用钻机主吊拔起拔球法，灌注首批混凝土，使混凝土压出管内之水并将导管埋入混凝土的深度不小于1.0m。为便于施工，在第一次拆卸导管时，卸掉4m3漏斗，换上2m3的漏斗和支架，用钻机配合提升漏斗，副吊拆卸导管。

9.2水下混凝土灌注开始后，应连续地进行，严禁中途停工，以免形成坍孔和断桩。

9.3在混凝土灌注过程中，测量人员应随时测量护筒内混凝土顶面的标高，由技术人员作好混凝土灌注记录，如灌注时间、混凝土面的高度、导管埋深、导管拆除等，计算要准确。准确掌握并严格控制导管埋深2～6米，避免导管提升困难，指挥员根据技术员的计算结果，指挥准确的提升或拆除导管，避免桩身夹泥或断桩等质量事故产生。

9.4当导管提升时，要保持位置居中。严格控制埋管深度，严禁导管提离砼面，埋管也不可超过6m，以免造成灌注埋管事故。根据导管埋置深度确定提升高度，拆除导管时动作要快，一般不宜超过15min。提升后导管埋深不得小于2米。同时提升导管时要缓慢，防止导管碰挂钢筋笼而造成其定位偏移。应认真谨慎操作防止掉管事故发生。当灌注砼面接近钢筋笼底端时，要控制灌注量，以防止钢筋笼上浮。

9.5在灌注过程中，当导管内混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整个地灌入漏斗和导管，以免导管内形成高压气囊，使混凝土灌不下去，造成断桩。

9.6桩顶灌注标高应比设计标高超灌0.5～1.0m，多余部分应在承台施工前予以凿除，桩头应无松散层，以保证整个桩身混凝土达到设计要求的质量。

作者简介：姓名：谷华，性别：男，江苏淮安人，学历：大专，出生年月：1983年11月25日，工作单位：江苏开通建设工程有限公司