横琴二桥梁混凝土工程施工技术的探讨

摘要：文章通过结合横琴二桥北引桥及红东互通工程项目施工实例，着重从钻孔以及水下混凝土灌注两个重点环节来展开论述，总结两个施工环节的具体实施流程，同时结合实践提出相应的质量控制技术，从工程实践效果来看，施工效果良好，对桩采取检测均能满足设计承载力要求，提出的施工技术可指导同类工程施工。

关键词：桥梁工程；混凝土施工；钻孔

1、工程概况

横琴二桥项目是珠海市金港高速公路的一部分，位于珠海市西南部，北起洪湾，起终桩号K0+970～K7+776.02，路线全长6.806km，设置洪湾上下匝道接规划洪屏二路连通南琴路，主线向北延伸与广珠西线对接并设置洪湾枢纽互通立交与港珠澳大桥侧接线、洪湾至鹤洲高速公路连接。路线向南跨越马骝水道到达横琴新区，之后路线高架于在建环岛西路（F#路之上，向南上跨滨海大道、环岛北路、中心路、中心南路，终点位于中心南路附近处，并设置横琴互通连接中心南路，双向六车道，路幅全宽33.5m，桥涵设计荷载：公路―I级，路面类型：沥青混凝土，高速公路标准，设计时速100公里/小时。

本项目涉及北引桥、红东互通土建工程施工。其中北引桥长度为1119m，红东互通分为A～E五个匝道，长度分别为494.8m、224m、299.09m、255.2m、334.8m。北引桥第2联、第5联、右幅第6联采用分副现浇连续梁，其他桥跨采用装配式简支结构连续小箱梁；红东互通匝道桥均采用分节段逐孔现浇连续梁；南北引桥及互通匝道桥下部均采用花瓶式桥墩，基础均采用钻孔桩基础。

2、施工准备技术

2.1 准备工作

对本桥梁基础中准备钻孔的桩位进行场地平整，设置工作平台；场地为旱地时，应清除杂物并夯实整平，清除面积应满足钻孔需要；工作平台须牢固平稳，工作时能承受所有静、动荷载。钻孔前做好水下混凝土配合比设计，合格材料准备充分，完成导管及混凝土搅拌设备等组织工作。同时初定位及精确定位都采用全站仪控制，并埋设中心桩及中心护桩。

2.2 护筒埋设

经过场地平整规范成型后，按照中心桩及护筒尺寸定出护筒基坑开挖范围，人工开挖至既定标高，埋入护筒，周围用粘土或低标号混凝土填筑夯实。护筒须坚实、不漏水，护筒内径比桩径大2 0 m m。护筒顶高出地面3 0 c m，埋入深度2～4m。护筒埋设完毕周边挖设排水沟，做好地面排水系。对于钻孔桩护筒埋设结合工程实践，适宜采取以下控制技术：（1）护筒中心竖直线与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1%；（2）测量除中心位置外，还应在护筒外设置4个护桩，以最终校正及检查护筒埋设的位置；（3）采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘土必须分层夯实；（4）护筒宜高出地面30cm，当钻孔内有承压水时，应高于稳定后的承压水位2m以上；护筒底端埋置深度对于粘土不小于1.5m，对于砂土应将护筒周围0.5～1m范围内挖除回填夯实粘土。

2.3 泥浆配制

对本工程选择较合理的位置开挖泥浆池及泥浆沉淀池，浸泡合格粘土，将泥浆搅拌机拌制好的泥浆注入泥浆池。

3、钻孔施工策略

钻孔是钻孔桩施工的重要施工环节之一，待准备工作充分完善后，将钻机安装就位加固，启动泥浆泵及钻机，开始钻孔。成孔过程及时做好钻孔记录及地质柱状图，随时了解地质情况。对孔位、孔倾斜度及泥浆各项指标经常检查，发现问题及时调整。钻孔清渣采用掏渣筒边掏渣边补充泥浆的方法进行。对于钻孔施工过程中必须正确地处理相应情况，尤其是对钻孔灌注中遇见较硬岩石处理，当钻孔过程中遇见较硬岩石时，要查明地质资料，了解岩石的硬度、厚度、走向。根据地质资料可通过设计及监理工程师，对该孔进行终孔。通过结合本工程实践，笔者总结钻孔施工中应注意以下问题。

①施工前认真检查地质资料，掌握地质状况，分析可能发生的问题并制定预防措施。

②自开孔起，在钻孔所有时段，始终要注意泥浆的质量，并确保护筒内泥浆面标高不低于地下水位或河中施工水位，这是防止“坍孔”或“缩颈”的基本保证。

③护筒要埋入不透水土层中，宁可深不可浅。对不能埋入不透水土层中的护筒要增加泥浆的相对密度和粘度，以增加粘土土层厚度，防止漏浆。

④对于冲击钻锤来说，要注意观察自动转向装置，泥浆相对密度和粘度不能太大，冲程不能过小，防止梅花桩。

⑤施工前注意钻机安装平稳，施工中经常检查钻架位移量并测量其倾斜度，当发现有倾斜趋势时，及时处理控制，以防扩孔。

⑥从开始清孔到浇筑前这段时间里，由于换浆及吊装钢筋笼，要注意泥浆面的标高及钢筋笼下放的位置，泥浆面要保持高于地下水位1.5～2m为宜。

4、水下混凝土灌注施工策略

4.1 灌注前的施工准备技术

进行钻孔桩灌浆前必须先检查成孔后护筒顶标高，根据护筒顶标高、设计孔底标高，设计桩顶标高、设计钢筋笼顶标高、预留破桩头的高度等数据，迅速计算出钢筋笼顶标高、混凝土浇筑顶标高（桩顶预加0.5～1.0m）及确定这两个控制面，一般是从护筒顶面向下反算、反测符合要求的米数，孔内有水头或淤泥时，用钢筋或其他硬质杆件探测。检查砂、石、水泥用量及质量是否满足要求，并根据现场原材料含水量调整现场配合比，把配合比用油漆或粉笔写在施工牌上，实行挂牌施工。计算导管上端漏斗储存的混凝土数量是否满足第一次下料后埋设导管下口深度的要求。导管埋设深度一般为100cm以上。检查泥浆比重是否符合清孔中所提的指标，并检查孔底沉渣厚度，对不能满足要求的须重新清孔，直到满足要求为止。灌注前，应从孔底吊出一桶泥浆，检查其含砂率及泥浆比重，含砂率过大时，应使泥浆比重接近上限，以防砂子沉淀过快，反之应接近下限。核定拌和及运输设备的性能和数量，要求必须有备用的拌和设备及备用发电机，并组织有足够的劳动力，以保证灌注的连续性。对有外加剂的混凝土要提前用分袋称好每次拌和混凝土所需外加剂的重量，以保证施工时外加剂投放准确、及时，进一步保证混凝土的质量。孔内第一次混凝土灌注时，导管下口距钻孔孔底间距以40cm左右为宜。

4.2 灌注水下混凝土

水下混凝土须满足配合比设计要求，浇筑时先浇注首批混凝土，首批混凝土数量须经过认真计算，使其有足够的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能将孔底沉渣向外置换，同时能把导管下口埋入混凝土不小于1m深度，因而漏斗的大小须充分考虑首批混凝土数量制作。漏斗下端口设有翻转式闸阀，混凝土装满漏斗需要灌注时，打开闸

阀，混凝土立即沉入孔底，排开泥浆及沉渣，迅速埋住导管下口，完成首批混凝土灌注。随着混凝土的继续灌注，导管也相应上拔，中途停滞时间不应超过15min。导管提升过程中，下管口在混凝土内的埋深控制2～6m。水下混凝土灌注过程中由专人经常测量孔内混凝土高度，及时调整导管埋深，并填写水下混凝土灌注记录。为防止钢筋骨架因混凝土压力而上浮，当混凝土顶面接近钢筋笼底部时，适当降低混凝土灌注速度，至钢筋笼埋深4m以上时，可恢复正常灌注。随着导管的不断提升，孔口多于导管分节段拆除，拆除时间不易超过15min，拆除的导管及时清洗干净。水下混凝土是利用导管内混凝土超压力使孔内混凝土顶面不断上升，上升速度一般不小于2 m / h，孔内混凝土灌注至孔顶标高后，必须确认混凝土表面泥浆已经完全排出后方可终止灌注。孔内混凝土达到一定强度后进行桩头处理，桩头处理为0.5～1m，残余桩头须无松散层。

4.3 水下混凝土灌注的质量保证措施

鉴于混凝土灌注是确保灌注桩最终受力的重要体现，为了有效地提高水下混凝土灌注施工质量，结合工程实践，笔者总结其施工中的重点质量控制：

①对于首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1m），和填充导管底部的要求。混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注。在灌注过程中，应注意保持孔内水头。

②在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在2～6m。当导管内的混凝土不饱满时，应徐徐地灌注，禁止在导管内形成高压气带。在灌注过程中，应经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管的埋深，导管拆除要迅速。

③为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上高度，即可恢复正常的灌注速度。

④灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为50～100cm，以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。