河北大街立交二期工程钻孔灌注桩施工重点及难点

【摘 要】本文介绍了天津市河北大街立交二期工程中Φ2.2米钻孔灌注桩施工重点及难点，其中包括施工前期准备，钻进过程中遇到的问题及解决方法，如何进行大直径灌注桩的清孔、钢筋笼吊装及混凝土灌注中需注意的控制要点。

【关键词】大直径钻孔灌注桩 质量控制 泥浆

一、工程概况

河北大街立交二期桥梁工程中由于存在与地铁待施工区域的交叉部位，为保证地铁施工能够正常进行，设计单位将与地铁位置相邻两墩位灌注桩调整为直径2.2米，桩长88米灌注桩。此类粗桩径，大桩长灌注桩在市政工程中很罕见，施工中严格控制，实时观测，保证了灌注桩施工的顺利进行，以下总结一下施工中的控制重点及施工难点。

二、施工重点及难点

1、施工准备

由于本工程灌注桩桩径大、桩深、桩位精度高于规范要求，粉质粘土中又含有姜石和砾石，所以选用扭矩大、转速高、机架稳定的钻机。采用KP-20磨盘钻，以保证灌注桩的垂直度。由于Φ2.2米灌注桩每根混凝土方量均在350m3以上，为保证混凝土浇注能够顺利进行，特采购内径350mm导管100米，保证混凝土浇注过程中若出现导管质量问题可以及时更换，能够连续施工。

在测量放样过程中，对每一个桩位均采用全站仪进行放样。测量员放样后，由测量组组长对桩位坐标的理论值、实测值及放样结果进行全面复核，逐个确定钻孔桩桩位，钻孔桩桩位放样采用定位桩法，首先以邻近的加密导线点为测站，根据坐标确定桩中心点，然后在桩周围确定四个成十字交叉的定位桩，四个定位桩十字连线的交叉点即为桩中心点。在本工程的施工中，定位桩位置准确、牢固及其标志明显等等，都使得在效验护筒中心位置及桩中心位置时，起到了重要作用。

2、钻进施工

钻进过程的控制重点是泥浆的配置，规范要求在钻进过程中泥浆比重不得大于1.2，但本工程中钻进半径大，且需穿越粉质粘土层，起重含有大量的姜石和砾石，若仍将泥浆比重控制在1.2以下，势必造成大量的姜石和砾石沉积在孔底，导致卡钻头及断钻杆等问题出现。根据现场情况，经过与监理、设计等相关单位的研究，将泥浆比重控制在1.6左右，这样孔底沉淀的大量姜石和砾石能够上翻，保证钻头可以正常钻进。

3、清孔施工

清孔过程也是需要严格控制的，因为钻进过程中泥浆比重控制较高，若仍采用此泥浆比重将导致浇注混凝土时泥浆压住混凝土导致堵管情况出现。 在实际施工中，清孔前期仍保持1.6左右的泥浆比重，待孔底不再向上翻出姜石或砾石后，调整泥浆比重至1.1左右。

4、钢筋笼吊装

每套钢筋笼达到70米长，重量17吨，采取将钢筋笼分三段吊装，每段钢筋笼控制在6吨以内，由于钢筋笼长度长，重量重，且场地条件不佳， 采取2台50吨，1台80吨吊车，其中2台50吨吊车负责现场倒运钢筋笼，1台80吨吊车负责下钢筋笼，现场分派5人专门负责现场调度。

1）灌注桩下设时钢筋笼中心应与桩孔中心对正，平面位置偏差20mm，钢筋笼保护层允许偏差±20mm，钢筋笼顶端高程±20mm，钢筋笼底端高程±50mm。

2）要防止钢筋笼在运输、安装过程中发生变形。

3）为确保桩体保护层厚度，在钢筋笼主筋外侧设置定位钢筋。

4）用吊车将钢筋笼吊起，对准孔位、扶稳、缓慢下入孔内，避免碰撞孔壁，直至下到设计位置。

5）钢筋笼入孔搭接宜用单面搭接焊，焊缝长度不小于10d，主筋焊缝不要在同一截面上。

6）钢筋笼入孔后，要牢固定位，并采取具体措施防止在灌注水下混凝土过程中上浮。入孔定位标高应准确，允许误差为±2cm，钢筋笼上口应和桩中心对中并固定，允许误差为±2cm。

7）桩身混凝土灌注完毕、待桩上部混凝土初凝后，即解除钢筋笼的固定措施，以便使钢筋笼随同混凝土收缩，避免粘接能力的损失。

8）钢筋笼起吊方法

钢筋笼采用双吊点起吊。吊点设在1/3笼长和2/3笼长位置。

吊放钢筋笼时要对准孔位，避免碰撞孔壁；若下放受阻，应查明原因，进行处理，不得强行下放。钢筋笼就位后应按设计要求在孔口调整钢筋笼与桩孔同心，最后采用吊筋形式将钢筋笼主筋固定在护筒顶部，使其位置符合设计要求，并防止在安装导管和浇筑混凝土过程中发生位移。待混凝土浇完并初凝后即可解除钢筋笼的固定装置。

5、二次清孔

钢筋笼下完后将进行二次清孔，此过程是重点，由于钢筋笼吊装时间长，势必有大量泥浆沉淀于孔底，此次清孔需将孔底泥浆及姜石和砾石清出，保证能够正常灌注混凝土。

1）采用抽浆筒排碴，清孔后浇注混凝土之前，孔底500mm以内的泥浆含砂率≤8%；粘度≤28s；

2）清孔时，孔内泥浆面应高于地下水位1.0m；

3） 清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注混凝土；浇注混凝土前，孔底沉碴厚度≤200mm；清孔后，应将孔口处杂物清理干净。

6、混凝土灌注

此过程的重点控制在于首次灌注的效果，由于导管底至孔底有2米，首次灌注必须将此2米灌满并保证导管埋入混凝土深度在2米以上，这就需要首次灌注混凝土方量在16m3以上， 采取2车13m3混凝土罐车同时灌注的方法，保证首次灌注混凝土完全埋住导管。

此过程的另一需控制的重点是如何确定混凝土深度是否达到设计桩顶标高，因为在灌注时间需达到8小时以上，在这个时间段内，混凝土上层泥浆势必与混凝土混合，若在最后捞灰中误将这层混合层作为混凝土顶势必造成烂桩头的结果。在实际施工中，采取保守的方法，多灌注2米混凝土，这样的做法在以后剃桩头的过程中证明是正确的，每个桩头均有1米以上的烂桩头。

导管安装前要检查其内壁光滑度，并编号记录。最后一节下口不设法兰，长度应尽量长一些，一般为4―6m，保证拔管不带动混凝土，然后依次安装2.5m管节。在考虑孔底悬空25―40cm后，计算到卡盘顶面的高度，以便最上几节用1.0m、0.5m、管节调整导管长度。

导管接口法兰面须平整，两法兰盘间须垫合适的橡皮胶垫（厚3―5mm），并在胶垫两面均匀地涂上一层黄油，以利密封。导管应进行导管水密试验，进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍，计算公式为

P-导管可能受到的最大内压力；

rc-混凝土拌合物的重度（取24kN/m3）；

hc-导管内混凝土柱最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；

rw-井孔内水或泥浆的重度（kN/m3）；

Hw-井孔内水或泥浆的深度（m）。

浇注时导管应放在钻孔桩中心位置，在导管上口接料斗，料斗使用前应用水浇湿，料斗旁应搭设工作平台。布置好上料斗、混凝土运输车和吊车等的位置关系，以便操作，进退自如。准备工作应尽量缩短时间，减少孔底沉淀。

正常浇注时用混凝土罐车运输送至待浇注桩口浇注。灌注前，应控制孔底泥浆沉渣厚度，要注意稳定孔壁，防止塌孔。本工程采用商混，现场进行坍落度的检测，除对混凝土进行现场取样检测以外，还在每根灌注桩浇注过程中取2组混凝土试块作28天抗压强度测试。

每根桩的水下混凝土灌注工作应紧凑、连续地进行，严禁中途停工，同时，注意观察导管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，保证导管埋入混凝土深度合理。并指定专人填写好施工记录以便及时总结经验指导下一根桩的施工。

混凝土接近钢筋笼底部时，应放慢灌注速度，使混凝土上升到钢筋笼底口4米以上，提升导管，使其底口高于钢筋笼底部2米以上，即可恢复正常灌注速度。孔内溢出的泥浆应通过泥浆泵抽回泥浆罐内，防止污染环境，也可重复使用。

三、施工总结

总之，在河北大街立交二期工程钻孔灌注桩的施工中，确保了桩基础施工的圆满完成，再创优质工程，为下一步的上部施工打下了良好的基础。