灌注桩在桥梁施工中的应用

摘要：水下灌注桩施工技术是工程领域的一大难点，笔者结合实际工程，较为详细的介绍了灌注桩的施工工艺以及质量控制要点，具有较强的现实指导意义，可为相关技术人员参考。

关键词：钻孔灌注桩、桥梁工程、施工工艺、质量控制

1 工程概况

某大桥工程上部箱梁结构采用现浇混凝土施工方法，支撑系统选用了贝雷架和满堂钢管支架，下部均用桩基支撑方法。钻孔采用GPS-15、GPS-18型桩机成孔。临时支撑桩基设置为中100cm钢筋混凝土桩，根据计算确定其纵向中距主跨为15m，边跨为13m，横向中距为3m，桩底标高为-21.0m。因此，全桥临时支撑桩纵向共设9排，共99根，其中有2排22根桩要待1#主墩沉井完成后，才能进行施工，先施工77根桩，钻空灌注桩砼标号为水下砼C30。(共计混凝土1652.9m3)。

2 主要施工工艺及质量控制

2.1施工技术

一般的桩基础施工分为岸上和水中两部分,岸上桩采用常规的钻冲孔桩工艺,水中桩基则通过搭设的水上施工平台和栈桥进行施工。桩基施工顺序:护筒埋设钻孔清孔安放钢筋笼水下混凝土灌注桩基检测。

2.2 钢护筒制作

①钢护筒设计:护筒长2~6m，壁厚5mm，桩护筒内径为 1100mm，钢护筒顶标高应高出地面0.5米以上

②钢护筒加工:钢护筒在钢结构加工厂进行加工。钢护筒加工标准，垂直度偏差不超过1cm/2m。椭圆度不大于2cm，焊接采用坡口双面焊，所有焊缝连接，以保证不漏水。

③护筒随孔埋设至所要求的深度，其中心线与桩位中心线的允许偏差不大于20mm，并应保持垂直，垂直度控制在1/200以内，抽拔护筒过程时，不能对灌注的砼有任何扰动，同时护壁护筒底部不应高于硅面，以防塌土，影响桩基质量。

2.3 泥浆

泥浆采用原土造浆，部分采用优质粘土夹膨润土，采用正循环。

①泥浆控制措施：控制泥浆液面，为防止钻孔垮塌，控制孔内液面标高以保证足够水头压力，以稳定孔壁。

②控制泥浆比重：泥浆比重过大，钻机成孔阻力将变大，泥浆失水量大。泥浆比重应严格按规范规程进行配比。

③泥浆循环系统：钻进时，细粒钻渣沉淀池内，沉淀后用3PNL泥浆泵抽吸排除。经沉淀池沉淀后的优质泥浆流入泥浆箱内后流回钻孔内。

2.4 成孔的一般规定

①成孔直径必须达到设计桩径，成孔用钻头应有保径装置。采用锥形钻，其锥形夹角不得小于120度。钻头直径应根据施工工艺和设计桩径合理选定。成孔用钻头应经常检查核验尺寸。

②本工程桩基施工前必须试成孔。数量不得小于两个。以便核对地质资料，检验所选的设备、机具、施工工艺以及技术要求是否适宜。如孔径、垂直度和沉淀等检测指标不能满足设计要求时，应拟定补救技术措施，或重新选择施工工艺。

③成孔开始前应充分做好准备工作，成孔施工应一次不间断地完成，不得无故停钻。施工过程应做好施工原始记录。成孔完毕至灌注混凝土的间隔时间不应大于24小时。

④成孔时钻机定位应准确、水平、稳固，钻机回转盘中心与护筒中心的允许偏差应不大于20mm。钻机定位后，应用钢丝绳将护筒上口挂带在钻架底盘上。成孔过程中钻机塔架头部滑轮组、回转器与钻头应始终保持在同一垂线上，保证钻头在吊紧的状态下钻进。

⑤护壁泥浆可采用原土造浆或人工造浆。

2.5 清孔

钻孔完成之后，经测量检查达到设计标高并经监理工程师确认，即可进行清孔，一次清孔利用钻孔的正循环系统的泥浆泵持续吸渣5~15分钟，使孔底钻渣清除干净，一次清孔结束后，迅速拆除钻杆、钻头，安放、焊接钢筋笼后下放导管，测量孔底沉渣和泥浆性能，如孔底沉渣和泥浆性能满足规范要求后即进行吊放钢筋笼，随后进行二次清孔。桩底沉渣厚度小于设计规范要求。

2.6钢筋笼的起吊

为确保钢筋起吊时不变形，采用两吊点起吊，第一吊点设在钢筋笼的上端，第二吊点设在钢筋笼的中点到三分之一点之间。

同时起吊两个吊点，使钢筋笼离开地面2m左右，第二吊点停吊，继续起第一吊点，使钢筋笼垂直，解除第二吊点，将钢筋笼徐徐放入钻孔中，并临时托卡于孔口，以便于第二节钢筋笼对接。在1节、2节焊接时，要按放钢筋混凝土保护层垫块，解除起吊钢丝绳，用同样方法将第二节钢筋笼吊于孔口上方，然后采用帮条焊对接。为节省时间，帮条的一端先焊在钢筋笼上，在孔口处只完成帮条焊的另一半，焊好后，并应征求现场旁站监理验收合格同意后，才能将整个钢筋笼下入孔中。

2.7水下混凝土浇筑

钻孔桩水下混凝土初凝时间设计为4~6小时，坍落度18~22cm，须检查坍落度和均匀度、温度、含水量合格后才能放入漏斗。灌注水下混凝土时，导管和漏斗之间设置阀门关好，并将导管提高孔底30~40cm左右，然后将灌注漏斗和储料斗装满混凝土之后方可打开阀门开始浇注水下混凝土。在混凝土灌注过程中，实测实量正在浇筑的混凝土面的标高，控制导管埋深在3~6m，最小不小于2m。混凝土灌注应连续进行不得中断，桩的灌注时导管提升不宜过大，在边灌注混凝土时边提升导管来保证桩砼密实度。严禁导管提出混凝土面造成事故，当出现堵塞情况时，可将导管少量上下升降，排出故障，但不得左右摇晃移动。同时，作好混凝土灌注记录备查，为确保桩顶质量，混凝土应超灌1.5m以上。

2.8桩基础检测

全部桩基都要求在桩身埋设超声波检测管,进行检测。主桥跨江桩基按规范要求进行抽心检测,抽心桩随机抽检至少2根；陆地连续梁每联桩基按规范要求进行混凝土抽心检测,随机抽检至少2根；凡在施工中出现塌孔等事故的桩,应行抽心检测因此对需要做检测的桩,在施工时必须注意预埋测试管线。

3 结束语

工程于2009年5月已经完成上部箱梁混凝土施工，严格按照正常工序进行,使得工程顺利完成,克服了一些现实困难,所使用的灌注桩技术是有效可行的,也可推荐用于其他同类工程的建设。最终检测结果表明质量良好，为保证桥梁的顺利竣工打下了坚实的基础，取得了良好的经济效益。