安蕓靜 水下混凝土鉆孔灌注樁施工

1、水下混凝土鉆孔灌注樁施工內(nèi)容提要 通過對水下混凝土鉆孔灌注樁施工的實踐體驗，主要介紹了鉆孔灌注樁施工的工藝標準及要求，鉆孔質(zhì)量保證措施及安全環(huán)保保證措施。關(guān)鍵詞 水下混凝土 鉆孔灌注樁 施工工藝標準 要求 1.工程概況京津城際軌道交通試驗段工程永定新河特大橋樁基施工里程DK84+210.22DK90+000，全長5790m,墩臺179個,共計1715根鉆孔灌注樁，樁長4672m,鉆孔灌注樁用C30水下混凝土，鉆孔樁徑為11.5m。地層分布情況為：瘀泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，褐黃色灰褐色，流塑軟塑，厚3.57.5m；粉質(zhì)黏土，軟塑，褐黃色，厚01.5m；粉土，密實，褐黃色，厚1.02.3m；瘀泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，

2、褐黃色深灰色，流塑，厚2.88.5m；粉質(zhì)黏土，軟塑硬塑，褐灰色，同部夾砂層、粉土、黏土透鏡體。2.施工單元劃分及施工順序 每臺鉆機施工時以相鄰三個墩臺為一個施工單元,鉆機在第一個墩臺鉆完第一根樁后，轉(zhuǎn)到第二個墩臺鉆第二根樁，再轉(zhuǎn)到第三個墩臺鉆第三根樁，再轉(zhuǎn)到第一個墩臺鉆第四根樁，依次循環(huán)直到本單元所有樁基完成后轉(zhuǎn)到下一施工單元。施工時，圍繞60+100+600懸灌梁、32+48+32現(xiàn)澆梁為重點，依次展開施工。3.主要機械設(shè)備按照“同行先進、滿足需求、性能良好、互相配套”的原則進行施工機械設(shè)備的配置。保證按時進場，足量到位。表1 機械設(shè)備配備表序 號名 稱數(shù) 量性 能1旋挖鉆機18良好225

3、t吊車16良好3混凝土運輸車12良好5挖掘機10良好6自卸車16良好7發(fā)電機5良好4.鉆孔樁施工工藝標準及要求4.1.施工準備4.1.1.施工便道已全線貫通，橫向便道也延伸至樁基施工平臺處。4.1.2.樁基施工平臺處場地已整平并碾壓密實，能保證鉆孔和灌樁的正常連續(xù)作業(yè)。4.1.3.對各樁位置由測量隊進行準確測量放樣后，布設(shè)并開挖泥漿池和沉淀池，按照泥漿各項指標拌制泥漿。4.1.4.準備埋設(shè)護筒。采用錘擊、加壓、振動等方法下沉護筒，護筒四周應回填黏土，并分層夯實。護筒要求：采用鋼護筒，堅實不漏水，直徑大于孔徑20cm，壁厚不小于4mm。埋深要求為:在岸灘上，黏性土、粉土不小于1m，砂類土不小于2

4、m，當表面土層松軟時，應將護筒埋置在較堅硬密實的土層中至少0.5m。當在水中筑島時，護筒埋入河床不小于1m。護筒頂面應高出地面0.20.3m。4.1.5.鉆機就位。要求鉆機穩(wěn)固、水平，天車輪前緣、立軸中心線必須在同一條鉛垂線上，并經(jīng)監(jiān)理工程師和現(xiàn)場質(zhì)檢員檢查驗收合格后，方可開鉆。4.2.鋼筋加工鋼筋加工應符合現(xiàn)行鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范（TB10210）中的有關(guān)技術(shù)要求。4.2.1.鋼筋必須經(jīng)抽檢合格，焊接試件必須試驗合格。4.2.2.鋼筋加工前應調(diào)直，無局部彎曲；表面無削弱鋼筋截面的傷痕；油漬、漆污、水泥漿、浮皮、鐵銹等物應提前清除干凈。4.2.3.箍筋彎制前應按照設(shè)計半徑制作相應轉(zhuǎn)盤，

5、彎起應平滑、規(guī)則、成圓形。加強固筋接頭處采用雙面搭接焊，焊接長度不得小于5d。搭接接頭鋼筋的端部應在垂直于箍筋整體截面的截面上預彎，使搭接鋼筋的軸線位于同一弧線上。4.2.4.主筋接頭處采用雙面搭接焊，焊接長度不得小于5d。搭接接頭鋼筋的端部應預彎，使搭接鋼筋的軸線位于同一直線上。4.2.5.搭接焊焊縫飽滿，焊縫深度不得小于6mm；寬度不得小于14mm，。定位應采用2點固定，定位焊縫應離搭接端部20mm以上。4.2.6.焊接時應在搭接鋼筋的一端引弧，在搭接鋼筋的另一端收弧，弧坑應填滿。要保證焊接地線與鋼筋接觸良好，主焊縫與定位焊縫應熔合良好。4.2.7.鋼筋接頭應設(shè)置在鋼筋承受應力較小處，并應

6、分散布置，相互錯開。并應避開鋼筋彎曲處，距離彎曲點不應小于20cm。4.2.8.焊接的鋼筋骨架在運輸、安裝和澆筑混凝土過程中不得有變形、開焊或松脫現(xiàn)象，并應符合下列規(guī)定：4.2.8.1.在鋼筋的交叉點處，加強箍筋用點焊與主筋連接。螺旋筋采用直徑22#的扎絲綁扎，按照逐點改變繞絲方向（8字型）交錯扎結(jié)，或雙對角線（十字型）方式扎結(jié)。4.2.8.2.鋼筋骨架的箍筋，應與主筋垂直圍緊。4.2.9.樁基鋼筋骨架應每隔2m設(shè)置穿孔圓柱混凝土塊，每個截面120度設(shè)置穿孔圓柱混凝土塊三處，并采取梅花型布置。保證保護層的厚度。表5-1 鋼筋加工允許偏差和檢驗方法序號名 稱允許偏差（mm）檢驗方法1受力鋼筋的全

7、長±10尺 量2彎起鋼筋的彎折位置203箍筋內(nèi)凈尺寸±3表5-2 鉆孔樁鋼筋骨架的允許偏差和檢驗方法序號項 目允許偏差檢驗方法1鋼筋骨架在承臺底以下長度±100mm尺量檢查2鋼筋骨架直徑±20mm3主鋼筋間距±0.5d尺量檢查不少于5處4加強筋間距±20mm5箍筋間距或螺旋筋間距±20mm6鋼筋骨架垂直度1%吊線尺量檢查4.3.施工過程4.3.1.護筒埋設(shè)采用錘擊、加壓、振動等方法下沉護筒，護筒四周應回填黏土，并分層夯實。埋深：黏性土、粉土不小于1m，砂類土不小于2m，當表面土層松軟時，應將護筒埋置在較堅硬密實的土層中至少0

8、.5m。護筒頂面應高出地面0.5m。護筒中心線與樁中心線重合，平面誤差小于5cm，傾斜度小于1%。4.3.2.護壁泥漿由于本工程地下水位高且地層中大多存在淤泥層、粉砂、細砂層，旋挖鉆機施工時，采用靜態(tài)泥漿護壁，在現(xiàn)場每兩個墩身位置根據(jù)泥漿用量設(shè)一個泥漿拌合池和泥漿存放池。泥漿指標根據(jù)試驗室提供數(shù)據(jù)控制，并符合規(guī)范要求，比重應在1.11.3克/cm3，泥漿黏度在1622s,含砂率4%，PH值6.5。廢棄的泥漿，存于場內(nèi)的泥漿池內(nèi)，用泥漿罐車或其他方式倒運到指定的棄渣場處理。4.3.3.鉆機安裝安裝鉆機時，底架應墊平，保持穩(wěn)定，不得產(chǎn)生位移或沉陷，否則要及時處理。鉆頭或鉆桿中心與護筒頂面中心的偏差

9、不得大于5cm。4.3.4.鉆孔開鉆時，待泥漿輸進鉆孔中高于護筒底0.5m，方可開始鉆進。開始鉆進時，低檔慢速鉆進，待鉆進深度超過護筒刃腳處，方可按正常速度鉆進。在粘質(zhì)土中鉆進時，由于泥漿粘性大，易糊鉆，采用中等轉(zhuǎn)速、大泵量、稀泥漿鉆進；在砂類土或軟土層鉆進時，易坍孔，宜控制進尺、輕壓、低檔慢速、大泵量、稠泥漿鉆進。鉆屑進入筒體，裝滿一斗后，將鉆頭提出卸落鉆渣，再將鉆斗下落至地面，正旋關(guān)蓋復位。起、落鉆頭速度要均勻，不得過猛或驟然變速。孔內(nèi)出土，應立即清走，不得堆積在鉆孔周圍。鉆孔作業(yè)分班連續(xù)進行，一次成孔。在鉆進過程中，根據(jù)鉆進速度及鉆碴情況，準確判定并詳細記錄鉆進過程地質(zhì)變化情況，必要時請

10、監(jiān)理工程師確認。鉆進過程中產(chǎn)生的泥漿、鉆碴經(jīng)沉淀池凈化處理后方可排放沉淀水。在排放過程中不能造成對農(nóng)田及周圍水源的污染，沉淀池中的沉淀物用汽車運至指定棄淤場堆放處理。4.3.5.驗孔、清孔鉆孔達到設(shè)計樁底標高后，停止鉆進，在監(jiān)理工程師在場的情況下，對孔位中心偏差、孔徑、孔深、鉆孔垂直度、孔底沉碴厚度等采用測量儀器、測繩、驗孔器等工具進行全面檢查，簽字確認合格后，換漿清孔。在清孔時，注意保持孔內(nèi)水頭高度，防止塌孔。清孔后，孔底沉碴厚度、泥漿質(zhì)量指標要滿足規(guī)范要求。沉碴厚度要求10cm，泥漿密度1.1g/cm3。表5-3 鉆孔樁鉆孔允許偏差和檢驗方法序號項 目允許偏差檢驗方法1護筒頂面位置50mm

11、測量檢查傾斜度1%2孔位中心50mm3傾斜度1%444.3.6.安裝鋼筋籠及導管驗孔、清孔并經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，安放鋼筋籠。鋼筋籠在鋼筋加工場按設(shè)計圖下料加工，采用整體吊裝，加強箍筋采用雙面搭接焊，焊縫長度、高度等應符合現(xiàn)行鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范有關(guān)要求。鋼筋籠要垂直緩慢吊放，防止安裝過程中撞擊孔壁引起塌孔，鋼筋籠安放至設(shè)計標高后，用短鋼筋將鋼筋籠焊接在鋼護筒上，以防止鋼筋籠在混凝土灌注過程中下沉或上浮。鋼筋籠安放完成后，安放混凝土灌注導管，導管采用內(nèi)徑為250、300mm，內(nèi)壁光滑的鋼管，底節(jié)長4m，普通節(jié)2-3m，加配1m、0.5m長的調(diào)節(jié)導管。導管在安放前要通過試拼，進行水密、

12、承壓和接頭抗拉試驗，試驗合格后將每節(jié)導管進行編號。下導管時要按照編號進行，緩慢下放，防止碰掛鋼筋籠。每節(jié)導管應聯(lián)結(jié)牢固，有防止松脫裝置。導管長度根據(jù)孔深、漏斗高度等計算確定，導管底距孔底距離為25-40cm。444.3.7.灌注水下混凝土導管下放完成后，再次檢查孔底沉碴厚度，不符合要求時，采取二次換漿清孔，清孔至孔底沉碴厚度滿足要求后，及時快速灌注首盤混凝土，封底混凝土量經(jīng)計算后確定，保證封底后導管埋入混凝土中的深度不得小于1m并不宜大于3m。灌注開始后必須連續(xù)進行，不得中途停頓，拆除導管時，盡可能縮短拆除導管的間隙時間。在混凝土灌注過程中，由專人負責經(jīng)常測量、記錄混凝土灌注面高度及導管埋入混

13、凝土的深度，以便指導拆、拔導管，調(diào)整導管埋深，導管的埋深控制在26m之間，防止埋管過深提升困難和導管拔出混凝土面而造成斷樁事故，保證灌注混凝土時混凝土順利上翻，當混凝土灌注至比設(shè)計樁頂標高高出1m時，方可停止灌注混凝土，以保證樁頂混凝土強度，樁頂多余部分混凝土在承臺施工前鑿除至設(shè)計標高。在混凝土灌注過程中，孔內(nèi)溢出的泥漿，引至泥漿循環(huán)池內(nèi)回收，防止污染環(huán)境。4.3.8.鑿除樁頭在混凝土初凝時，應及時清除樁頭富含泥漿混凝土，使樁頂無浮漿，露出包含碎石的新鮮混凝土面，清除時應預留1020cm，在混凝土達到一定強度后人工進行清除至設(shè)計標高。4.3.9.樁基檢測樁基灌筑完畢后，由試驗室負責聯(lián)系檢樁單位

14、對各墩鉆孔樁采用無破損法逐根進行完整性檢測。要求樁身勻質(zhì)、完整，達到規(guī)范中、類樁的要求。5.鉆孔質(zhì)量保證措施5.1.鉆孔控制嚴格規(guī)范鉆孔樁施工工藝，尤其是對樁基沉降和樁徑摩擦力影響較大的沉碴厚度和泥漿護壁厚度的控制，確保鉆孔樁各個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。具體控制措施如下：5.1.1.嚴格成孔后、一、二次清孔后和灌注前孔深及孔底沉渣厚度的檢測，盡量縮短終孔到灌注的時間。5.1.2.配備必須的、足夠的檢測儀器，完善檢測手段。5.1.3.嚴格控制泥漿比重、含砂率、稠度等性能指標，以控制泥皮厚度，保證成孔質(zhì)量。5.1.4.選用相同的施工機械設(shè)備和方法，保證施工工藝的穩(wěn)定性，以確保相鄰墩臺的工后沉降差。5.1.

15、5.嚴禁采用加深孔底深度的方法代替清孔。5.2.施工過程中重點控制項目5.2.1.鋼筋籠長度在鋼筋加工場骨架加工完畢后，應立即測量檢查骨架長度并予以記錄；運至現(xiàn)場后，再次檢查鋼筋籠長度，并記錄好。5.2.2.樁基位置由測量隊現(xiàn)場定位后，引出護樁并保護好。同時將水準高程引測至樁基附近或護筒邊緣上，以便于控制樁底高程（樁基深度）、鋼筋籠下放深度。5.2.3.泥漿比重由試驗室按照鉆孔進度適時檢測泥漿比重、指導泥漿拌和，以防止坍孔等現(xiàn)象的發(fā)生。5.2.4.鉆孔深度在鉆孔過程中，利用測錘等檢測工具準確地控制好鉆孔深度。5.2.5.沉渣厚度沉渣厚度檢測過程分三次進行：鉆到設(shè)計高程時測量鉆孔深度、鋼筋籠下放

16、完檢測沉渣厚度、導管安裝完檢測沉渣厚度。如果沉渣厚度超標（大于20cm），應根據(jù)現(xiàn)場情況采取換漿、射水（射風）沖射孔底等方法進行清孔。5.2.6.導管安裝順序、安裝長度、混凝土灌注過程中拆除長度導管的安裝應遵照試拼時的順序進行，不得隨意更改。安裝的深度應比孔底高25-40cm?；炷凉嘧⑦^程中應測量、記錄好灌注高度、方量，指導好導管拆除長度，防止導管提出混凝土面或埋置過深，形成斷樁。5.2.7.現(xiàn)場技術(shù)員對施工工序?qū)φ諜z查，詳細列出了每道工序質(zhì)量控制的指標，嚴格按此標準進行質(zhì)量控制，合格后在現(xiàn)場認真填寫，實行“誰簽字誰負責”的責任追究制。5.3.鉆孔樁沉降控制措施對橋梁墩臺基礎(chǔ)工后沉降量及相鄰

17、墩臺沉降差要求標準很高，須在設(shè)計和施工中嚴格進行沉降控制。沉降控制是一個系統(tǒng)工程，需要對墩臺基礎(chǔ)的沉降及時監(jiān)測，以便隨時掌握其沉降值，確保達到工后沉降的標準。在承臺施工完成后，測定承臺上沉降觀測點的高度，并以此作為承臺沉降觀測點的初測高程。在墩身澆筑前、后，蓋梁澆筑前、后，架梁前、后，軌道板安裝前后等各階段分別再進行沉降觀測。根據(jù)觀測結(jié)果，分階段對后續(xù)施工的蓋梁頂面標高進行適當調(diào)整；梁部架設(shè)完成后，采用調(diào)整支座標高的形式對沉降差進行調(diào)整。5.4.鉆孔樁成品保護措施5.4.1.鋼筋籠采用下墊上蓋保護，防止受潮淋雨；在下鋼筋籠前，用隔離材料將設(shè)計伸入承臺部分的鋼筋進行密封包裹，防止灌注混凝土過程及

18、以后過水生銹。5.4.2.對樁基混凝土頂部1.0m的樁頭部分到強度后再鑿除，以保護樁基本身強度。5.5.施工異常處理5.5.1.鉆孔中發(fā)生坍孔后，應立即報現(xiàn)場技術(shù)員，查明原因和位置，進行分析處理。坍孔不嚴重者，可加大泥漿比重繼續(xù)鉆進；嚴重者回填夯實重鉆。5.5.2.出現(xiàn)流沙現(xiàn)象后，應增大泥漿比重，提高孔內(nèi)壓力或用黏土作成大泥塊投下。用鉆頭將大泥塊擠入流沙層，加強孔壁，堵住流沙。5.5.3.出現(xiàn)彎孔，不嚴重時可重新調(diào)整鉆機繼續(xù)鉆進。發(fā)生嚴重彎孔、梅花孔、探頭石時，應回填修孔，必要時要反復幾次修孔。5.5.4.出現(xiàn)縮孔時，可提高孔內(nèi)泥漿面或加大泥漿比重采用上下反復掃孔的方法，恢復孔徑。5.5.5.

19、發(fā)生卡鉆時，不宜強提。應查明原因和鉆頭位置，采取晃動大繩或鉆頭以及其他措施，使鉆頭松動后再提起。5.5.6.發(fā)生掉鉆時，應及時摸清情況，查明原因，采取措施，盡快處理。如鉆頭被埋住，應首先清除泥砂，再進行打撈。5.5.7.澆筑過程中，當因?qū)Ч苈┧虬纬龌炷撩?、機械故障、操作失誤或其他原因，造成斷樁事故時，應報現(xiàn)場技術(shù)員同意重鉆或會同有關(guān)部門研究補救措施。5.6.冬季混凝土施工質(zhì)量保證措施5.6.1.當晝夜平均氣溫低于5或最低氣溫低于-3時，冬季攪拌混凝土前，先經(jīng)過熱工計算，并經(jīng)試拌確定水和骨料需要預熱的最高溫度，以滿足混凝土最低入模溫度（不小于5）要求。優(yōu)先采用加熱水的預熱方法調(diào)整拌和物溫度。

20、當加熱水還不能滿足要求或骨料中含有冰、雪等雜物時，也可先將骨料均勻地進行加熱。水泥、外加劑及礦物摻和料可在使用前運入暖棚進行自然預熱，但不得直接加熱。5.6.2.嚴格控制混凝土的配合比和坍落度。投料前，先用熱水或蒸氣沖洗攪拌機，投料順序先放骨料，再加水，拌合后，最后加水泥和摻外加劑，攪拌時間較常溫時延長50%，直至混凝土拌合均勻為止。5.6.3.混凝土的運輸時間應盡可能縮短，確保入模溫度不得低于5，可采用混凝土輸送車或輸送泵外包裹棉被等減少散熱，入模時插入溫度計觀測。5.6.4.鉆孔樁冬季施工時，為保證樁頭混凝土的質(zhì)量，采取比規(guī)范要求再超灌100厘米的技術(shù)保證措施。 5.6.5.鋼筋的焊接、冷

21、拉要根據(jù)實際使用的環(huán)境溫度選用，并在使用時和環(huán)境溫度條件下進行配套檢驗，以滿足規(guī)范要求的使用標準。6.安全環(huán)保保證措施6.1安全保證措施6.1.1.建立安全保障體系，明確各自崗位職責。6.1.2.鉆機各崗位工作人員，在上崗之前，都必須經(jīng)過針對性的培訓，持證上崗，全部人員都必須熟知樁基的整個施工過程，同時要熟練掌握自己所承擔的工作內(nèi)容和操作規(guī)程。不符合條件者不得上崗。6.1.3.堅持“安全第一，預防為主”的方針，定期和不定期組織人員進行安全學習和安全教育。6.1.4.鉆機就位后，必須經(jīng)技術(shù)人員檢查，合格后方可作業(yè)。6.1.5.鉆機作業(yè)時設(shè)指揮一名，在作業(yè)過程中，鉆機工作人員必須嚴格執(zhí)行指揮的調(diào)度指令。6.1.6.施工現(xiàn)場設(shè)專職安全員一名，各醒目部位要張貼各種安全提示標志，時刻提醒施工人員安全生產(chǎn)。6.1.7.