探讨冲孔灌注桩施工技术

摘 要:本文以某公路处理冲孔灌注桩的施工方法和施工的要点,并对主要的施工环节进行了系统阐述。

关键词: 灌注桩 混凝土 施工

一、工程概况

本桥梁桩基础共有φ1.2m桥台桩24根，φ1.8m桥墩桩44根，一共68根桩。分布在铁路东侧44根，铁路西侧24根。桥台桩桩长25m左右，桥墩桩桩长17.5~28.5m。本主桥桩基必须按管理处下发的桩基终孔原则来鉴别是否能终孔。冲孔长度较长，施工存在一定的难度，在冲孔过程中必须采取措施准确控制桩的倾斜度。

二 钻进

开工前钻头护筒等精确对位，造孔时应采用小冲程开孔，使初成孔坚实，竖直、圆顺，能起导向作用，并防止孔口坍塌，在松散地层应采用中、小冲程，坚实硬漂卵石和岩层应采用中、大冲程。钻孔时孔位必需准确，钻机支垫要平稳压实，防止发生位移和沉陷，孔内须保持1.5m以上的水头高度。钻孔经过淤泥层及沙层时易塌孔，宜控制进尺，采用低档慢速，大泵量稠泥浆钻进。钻进过程中应勤松绳，少量松绳防止打空钻；勤抽碴，使钻头能钻入新鲜地层，松绳量应根据地质情况、钻头形式、钻头重量决定。

冲孔过程中应加强对桩位、成孔情况的检查工作。钻孔至设计标高时应对桩位、孔径、形状、深度、倾斜度及孔底等情况进行检验，孔位偏差不得大于5cm，经监理工程师、设计负责人、质检站监督人员检查合格后，立即进行清孔，孔底容许沉渣厚度因符合规范要求，可用抽渣法或及泥吸法进行清孔，清孔过程中应采取措施避免塌孔。

三 钢筋笼制作和吊装

1制作方法

箍筋成型法，照钢筋骨架的外径尺寸制一块样板，将箍筋围绕样板弯制成箍筋圈。在箍筋圈上标出主筋位置，同时在主筋上标出箍筋位置。然后在水平的工作平台上，在主筋长度范围内，放好全部箍筋圈，将两根主筋伸入箍筋圈外，按钢筋上所标位置的记号相互对准，依次扶正箍筋并一一焊好，再将其余的主筋穿进箍筋圈内焊成骨架。主钢采用单面搭接焊，焊缝长度不少于10d，接头处钢筋轴线弯折4°，并保证在同一轴线上。

2钢筋骨架保护层的设置

设计图的N4钢筋是用来设置保护层的，N2定位钢筋每个2米沿圆周均匀设置4根，纵向每2m设置一道，点焊在N2主筋上。N4钢筋向外突出的3.5cm。钢筋笼按常路建[2003]290号文规定设置混凝土轮定位。

3骨架存放与运输

制作好的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。存放时，每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方，以免粘上泥土。存放骨架还要防雨、防潮，不宜过多。钢筋制作场设在钻孔桩附近，避免因钢筋笼运输而使骨架变形。

4骨架的起吊就位

为保证骨架起吊时不变形，宜用两点吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。对于长骨架，起吊前应在骨架内部临时磅扎两根杉木杆以加强其刚度。起吊时，先提第一个吊点，使骨架稍提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二个吊点。随着第二个吊点不断上升，慢慢放松第一个吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊。解除第一个吊点，检查骨架是否顺直。当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。然后，由下而上地逐个解去绑扎在杉木杆的绑扎点。解去后，杉木杆受水的浮力自行浮出水面后即可取去。当骨架下降到第二吊点附近的加劲箍接近孔口时，可用木棍或型钢（视骨架轻重而定）等穿过加劲箍的下方，将骨架临时支承于孔口，将吊钩移至骨架上端，取出临时支承，继续下降到骨架最后一个加劲箍处，按上述办法暂时支承。此时可吊来第二节骨架，使上下两节骨架位于同一竖直线上，进行焊接。接头完成，稍提骨架，抽去临时支托，将骨架徐徐下降，如此循环，使全部骨架降至设计标高为止。

骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，并反复核对无误后再焊接定位。然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，将整个定位骨架支托于护筒顶端。两工字钢或槽钢的净距应大于导管外径30cm。其后撤下吊绳，用短钢筋将工字钢或槽钢及定位筋的顶吊圈焊于护筒上。一方面可以防止导管或其他机具的碰撞而使整个钢筋骨架变位或落入孔中；另一方面也可起防止骨架上浮的作用。

骨架就位焊接完毕后，还要核对在每节骨架入孔解下的标志牌，防止漏掉或接错骨架事故的发生。最后应详细检测钢筋骨架的底面标高是否与设计相符，偏差不得大于±50mm。

当灌注完毕的混凝土开始初凝时，即要割断定位骨架竖向筋，使钢筋笼不影响混凝土的收缩，避免钢筋混凝土的粘结力受损失。

四 灌注水下混凝土

1混凝土运输

本次灌注的混凝土为商品混凝土，灌注前混凝土坍落度的损失（比出罐时）不得超过2cm，如有离析或坍落度损失过大现象就要进行再次搅拌。水下混凝土的运输的延续时间不超过45分钟。

2灌注水泥混凝土的测深

绳系重物吊入孔中，使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面或表面下10cm~20cm，根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土的灌注深度。测绳应经常用钢尺校核，每根桩应在灌注前至少校核一次。

3导管的埋深控制

首批混凝土灌注时候，导管最下一节的底口应离桩底0.4~0.5m，导管埋入混凝土的深度为1m，在以后的灌注中，导管埋入混凝土的深度一般宜控制在2m~6m范围内。当拌和物内掺有缓凝剂、灌注速度较快、导管较坚固并有足够的起重能力时，可适当加大埋深，但最好也不要大于8m。内导管在顶部的长度应保证漏斗底至孔口距离大于一节导管长，拔管前仔细探测混凝土面高度。用测探锤测深时，需由2人用2个测锤测深并相互校对，防止误测。

4水下混凝土的灌注

A 灌注水下混凝土应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注混凝土。

B 灌注前，对孔底沉淀层厚度应进行一次测定。如厚度超过规定，可用喷射法向孔底喷射3分钟~5分钟，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批水下混凝土。

C 将首批混凝土灌入孔后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发生导管内大量进水，表明出现灌注事故，应及时处理。

D 灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥变稠凝结，至使测探不正确。灌注过程中，应注意观察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，正确指挥导管的提升和拆除。

导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。

当导管提升到法兰接头露出孔口以上一定高度，可拆除1节或2节导管（视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定）。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时将起吊导管的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。

拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔内。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净，堆放整齐。

E 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，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。

F 凝土面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，可采取以下措施：A尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小，建议使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性。B当混凝土面接近和初入钢筋骨架时，应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和1m以上处，并徐徐灌注混凝土，以减少混凝土从导管底口出来后向上的冲击力。C当孔内混凝土进入钢筋骨架4m~5m以后，适当提升导管，减少导管埋置长度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。

G 保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度，以便灌注结束后将此段混凝土清除。增加的高度，可按孔深、成孔方法和清孔方法确定，一般不宜小于0.5m，长桩不宜小于1.0m。

混凝土灌注到接近设计标高时，工地值班人员要计算还需要的混凝土数量（计算时应将导管内及混凝土输泵泵管内的混凝土数量估计在内），通知拌和站按需要数拌制，以免造成浪费。

为减少以后凿除桩头的工作量，可在灌注结束后，混凝土凝固前，挖除多余的一段桩头，但应保留10cm~20cm，以待随后修凿，接浇墩柱或承台。旱地施工用的钢护筒，如需回收，可在灌注结束、混凝土初凝前拔出。

H 灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减少，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

J 注混凝土时，每根桩应至少留取两组试件，桩长20m以上者不少于3组；桩径大、浇注时间很长时，不少于4组。

K 混凝土灌注情况，各灌注时间、混凝土土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象，应指定专人记录，并按市政工程规定填写《钻孔桩水下混凝土灌注记录》和《混凝土浇注记录》。

五 结束语

冲孔灌注桩的施工工艺，施工质量的好坏直接关系到上部结构的安全使用和桥梁的沉降,因此施工中必须重视每一个环节,对冲孔灌注桩的施工全过程必须严格控制,以预防为主,加强主动控制,按施工规范和设计要求精心组织施工,及时解决施工过程中出现的各种问题,就能保证混凝土灌注桩的施工质量。

参考文献

1.《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001

2.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

3.《建筑桩基技术规程》JGJ94-94