【摘 要】結(jié)合工程實(shí)例，介紹了水下灌注樁的施工方法和施工工藝，詳細(xì)敘述了水下灌注樁的施工工藝流程和施工過程中混凝土澆注的過程控制。

【關(guān)鍵詞】施工工藝、水下混凝土

Light on the concrete cast-in-place pile construction technology control

Xing Chao-yang

(Anhui and huai river water resources reseach institute Bengbu Anhui 233000)

【Abstract】With an engineering example, introduced the underwater cast-in-place pile the construction of the methods and construction processes elaborates underwater cast-in-place pile the construction process and workmanship during construction to concrete is the process of control.

【Key words】The construction process;The underwater concrete

1. 前言

水下混凝土灌注樁的施工是隱蔽工程施工，主要應(yīng)用于水下混凝土封底和混凝土樁的水下灌注，由于鉆孔灌注樁是在水下進(jìn)行的，其施工過程和成樁質(zhì)量是關(guān)鍵，這就要求對施工的前期條件和施工工藝進(jìn)行控制，對每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格要求，力爭把隱患消除在成樁之前，避免不必要的損失。

2. 某工程水下混凝土棍注樁的施工

新建某大橋全長303.8m，共設(shè)橋墩9座，橋梁一般以32m的簡支T梁為主，24m簡支梁用于調(diào)跨，大于40m的通航主跨，采用40+64+40m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁。其中3#、4#墩為水中墩，水面寬度約為100m，水深最大約為3.5m。

2.1 施工方法及施工工藝。本橋3#、4#兩個水中墩采用鉆孔樁柱樁基礎(chǔ)，樁直徑均為1.5m；樁長:3#墩為40m、4#墩為42m；承臺高度均為3.0m。根據(jù)現(xiàn)有水文資料確定圍堰尺寸及堰頂標(biāo)高，先進(jìn)行圍堰施工。從河岸上游做起點(diǎn)對水中平臺用土袋以U字形填成臨時施工圍堰，堰體圍好后，將堰內(nèi)圍起部分水抽干，清除里面淤泥， 設(shè)置防滲層，回填粘土，并壓碾密實(shí)。對圍堰各控制點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算，在現(xiàn)場對填土圍堰軸線及高程控制采用設(shè)置方向標(biāo)，臨時擬定點(diǎn)等，保證軸線及高程正確。鋼板樁圍堰利用鋼管樁進(jìn)行定位，在鋼管樁上焊接工字鋼設(shè)置導(dǎo)向架和高程控制標(biāo)志，確保打入的鋼板樁在同一直線上，同時打入的深度符合設(shè)計(jì)要求。

2.1.1 鋼板樁施工注意事項(xiàng)。

（1）導(dǎo)向樁打好之后，以槽鋼焊接牢固，確保導(dǎo)向樁不晃動，以便提高打樁精確度。

（2）線樁插打，鋼板樁起吊后人力將樁插入鎖口，動作應(yīng)緩慢，防止碰撞損壞鎖口，插入后可稍松吊繩，使樁憑自重滑入。

（3）鋼板樁振動插打到離設(shè)計(jì)標(biāo)高40cm時，小心施工，防止發(fā)生超深。

（4）封口時，精確計(jì)算異形鋼板樁的尺寸，確保止水質(zhì)量。

2.1.2 鋼板樁圍堰填芯。鋼板樁插打施工完成后，在鋼板樁頂下來1米處，采用［40］槽鋼設(shè)置內(nèi)撐及外箍，加強(qiáng)鋼板樁的平面結(jié)構(gòu)；圍堰填芯材料采用片石墊層、粘土回填，片石、粘土由汽車運(yùn)至施工地點(diǎn)，鋼板樁圍堰填芯的目的是構(gòu)筑樁基施工作業(yè)平臺。填芯完畢后在鋼板樁圍堰平臺兩側(cè)堆碼2米寬的沙袋對平臺進(jìn)行加固。其施工工藝與上述土袋圍堰相同。

2.2 鉆孔樁施工工藝。鋼板樁施工、平臺填筑完成后進(jìn)行鉆孔樁的施工。

2.2.1 護(hù)筒加工及埋設(shè)。

（1）護(hù)筒按規(guī)范要求加工，護(hù)筒直徑較樁基設(shè)計(jì)直徑加大20cm。護(hù)筒用15mm厚鋼板通過卷板機(jī)卷制而成，每節(jié)高度2.0m左右。護(hù)筒上部留一個高40cm、寬20cm的出漿口，并設(shè)吊環(huán)。護(hù)筒按規(guī)范要求打入河床下深度不小于1m.并高出施工水位50cm。

（2）為減少護(hù)筒打入時的摩阻力，確保護(hù)筒打入河床面下的深度不小于1m，鋼板樁插打完成后在圍堰填芯前進(jìn)行護(hù)筒的打入施工，利用已打入的鋼板樁設(shè)置導(dǎo)向架，確保護(hù)筒的垂直度符合規(guī)范要求。

2.2.2 泥漿制備。泥漿采用重粘土。根據(jù)鉆孔方法及地層情況，泥漿性能指標(biāo)如下：泥漿比重：1.1～1.3 ；PH值：大于6.5；粘度：19～28s ；含砂率：小于4％。

2.2.3 沖擊成孔。

（1）開孔：為防止沖擊振動使鄰孔坍壁或鄰孔剛灌注砼的凝固，待鄰孔砼灌注完畢，一般經(jīng)24小時后或待鄰孔混凝土灌注完畢并達(dá)到2.5MPa抗壓強(qiáng)度后方可開鉆。開孔前在孔內(nèi)多放一些粘土，使用旋挖鉆機(jī)，泥漿比重1.1～1.3左右。開鉆時，宜低檔慢速鉆進(jìn)，鉆至護(hù)筒下1m后，再以正常速度鉆進(jìn)。

（2）鉆孔：在鉆進(jìn)過程中，應(yīng)該經(jīng)常注意土層變化，對不同的土層采用不同的鉆速、壓鉆、泥漿比重和泥漿量。在砂土、軟土等容易坍孔的土層宜采用低檔慢速鉆進(jìn)，同時提高孔內(nèi)水頭，加大泥漿比重。使用反循環(huán)鉆機(jī)鉆孔時，應(yīng)將鉆頭提離孔底約20cm，待泥漿循環(huán)暢通，方可開始鉆進(jìn)。

（3）鉆孔異常處理：鉆孔中發(fā)生坍孔后，應(yīng)查明原因和位置，進(jìn)行分析處理。坍孔不嚴(yán)重者，可加大泥漿比重繼續(xù)鉆進(jìn)，嚴(yán)重者回填重鉆；出現(xiàn)流沙現(xiàn)象后，應(yīng)增大泥漿比重，提高孔內(nèi)壓力或用粘土做成大泥塊或泥磚投下；彎孔不嚴(yán)重時，可重新調(diào)整鉆機(jī)繼續(xù)鉆進(jìn)。發(fā)生嚴(yán)重彎孔時，應(yīng)回填修孔，必要時反復(fù)幾次修孔；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掃孔的方法恢復(fù)孔徑。

（4）檢孔：為保證孔形正直，鉆進(jìn)中，應(yīng)常用檢孔器檢孔，檢孔器用鋼筋制成，直徑與鉆頭直徑相同，高度為鉆孔直徑4～6倍。更換鉆頭前，必須經(jīng)過檢孔。如檢孔器不能沉到原來已鉆到的深度，或鋼絲繩拉緊時的位置偏移護(hù)筒中心，則可能造成了縮孔、彎孔、斜孔等，應(yīng)及時糾正或回填重鉆。

（5）終孔檢查：當(dāng)孔底已達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，可停止鉆進(jìn)，把鉆頭提到孔外，進(jìn)行成孔檢查（孔徑、孔深、傾斜率等檢查），符合施工規(guī)范要求后方可清孔，在終孔與清孔的間隙時間應(yīng)保持孔內(nèi)水頭高度。

2.2.4 清孔。

（1）鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)終孔檢查后，即可清孔，清孔標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)為摩擦樁，其沉碴厚度不應(yīng)大于20cm。

（2）清孔采用換漿法：抽碴或吸泥時，應(yīng)及時向孔內(nèi)注入清水或新鮮泥漿，保持孔內(nèi)水位，避免坍孔。換漿法的清孔時間，以排出泥漿的含沙率與換入泥漿的含沙率接近為度。

（3）清孔后的泥漿性能指標(biāo)：含砂率不大于2%，比重為1.03～1.10，粘度為17s～20s。

2.2.5 鉆孔灌注樁施工技術(shù)措施。

2.2.5.1 鉆孔要連續(xù)進(jìn)行，不得隨意中途停鉆?？變?nèi)水位始終保持在地下水位線以上2m，以加強(qiáng)護(hù)壁，防止塌孔。升降鉆頭要平穩(wěn)，以免碰撞孔壁。拆裝鉆桿要迅速，盡量減少停鉆時間。

2.2.5.2 鋼筋籠在鉆進(jìn)過程中提前進(jìn)行加工制作，鋼筋籠在鋼筋加工場分段制作，運(yùn)至現(xiàn)場，汽車吊吊裝。在孔口進(jìn)行焊接接長。主筋鋼筋焊接采用搭接焊，焊縫長度須滿足施工技術(shù)規(guī)范的要求。為使鋼筋籠有足夠的剛度以保證在運(yùn)輸和吊放過程中不產(chǎn)生變形，在鋼筋籠內(nèi)部設(shè)十字撐。為了保證鋼筋籠起吊時不變形，用兩點(diǎn)吊。第一吊點(diǎn)設(shè)在鋼筋籠的下部，第二吊點(diǎn)設(shè)在其長度的中點(diǎn)到上三分點(diǎn)一之間。起吊時，先提起第一吊點(diǎn)，使鋼筋籠稍提起，再與第二吊點(diǎn)同時起吊。待鋼筋籠離開地面后，第一吊點(diǎn)停止起吊，繼續(xù)提升第二點(diǎn)。隨著第二吊點(diǎn)不斷上升，慢慢放送第一吊點(diǎn)，直至鋼筋籠同地面垂直，停止起吊。解除第一吊點(diǎn)，檢查骨架是否順直。如有彎曲應(yīng)整直。當(dāng)鋼筋籠進(jìn)入孔口后，應(yīng)將其扶正徐徐下降，嚴(yán)禁擺動碰撞孔壁。鋼筋籠達(dá)到標(biāo)高后，要牢固地用吊筋將籠體與孔口護(hù)筒電焊聯(lián)接，以防掉籠或浮籠。

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2.2.5.3 水下混凝土灌注。

（1）混凝土灌注采用下導(dǎo)管水下灌注，導(dǎo)管采用壁厚6mm無縫鋼管，底部距孔底30～50cm，導(dǎo)管要有足夠的剛度和強(qiáng)度，導(dǎo)管使用前和使用一個時期后應(yīng)做壓水試驗(yàn)，并試驗(yàn)隔水栓能否順利通過。水密試驗(yàn)時的水壓不小于孔內(nèi)水深的1.3 倍壓力；壓水試驗(yàn)根據(jù)施工中可能出現(xiàn)的最大壓力確定。導(dǎo)管自下而上作標(biāo)尺和編號，灌注前還要進(jìn)行升降試驗(yàn)。

（2）混凝土灌注要及時進(jìn)行，若時間過長須再測沉渣，沉渣厚度摩擦樁不大于20cm，超過此范圍需重新清孔。

（3）混凝土必須具有良好的和易性，配合比由項(xiàng)目部中心攪拌站提供。為防止水下混凝土在灌注過程時間較長，混凝土凝固而導(dǎo)致重大事故的發(fā)生，混凝土中可摻入高效緩凝減水劑以延緩凝結(jié)時間，改善混凝土的和易性及節(jié)約水泥?；炷良袛嚢?，泵送澆筑。

（4）首批封底混凝土的隔水措施采用拔球法，灌注砼后必須即時清洗導(dǎo)管。首批混凝土灌注前精確計(jì)算首盤混凝土方量，制作足夠容積的封底用漏斗，確保封底順利，確認(rèn)封底成功后，進(jìn)行正常澆注。灌注過程嚴(yán)格依照規(guī)范進(jìn)行，隨時進(jìn)行混凝土質(zhì)量、導(dǎo)管埋置深度等各項(xiàng)檢測以保證整個灌注過程的順利。

（5）澆注開始時，要連續(xù)有節(jié)奏地進(jìn)行，當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿時，徐徐地澆注，防止在導(dǎo)管內(nèi)造成高壓氣囊，壓漏導(dǎo)管。導(dǎo)管底端要始終埋入混凝土面以下2～6m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出混凝土面。混凝土澆筑過程中注意觀察鋼筋籠是否上浮，否則采取加固措施。

（6）在澆注將近結(jié)束時，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高度相對減少，導(dǎo)管內(nèi)混凝土壓力降低，而導(dǎo)管外井孔的泥漿稠度增加、比重增大。若出現(xiàn)混凝土頂升困難，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，減少泥漿比重，使?jié)沧⒐ぷ黜樌M(jìn)行。拆除導(dǎo)管時速度要快，時間不宜超過15min。拆下的導(dǎo)管立即沖洗干凈。在混凝土灌注過程中，專人測量導(dǎo)管埋深并填寫水下混凝土灌注記錄表。

（7）灌注結(jié)束后，用測繩準(zhǔn)確測出樁頂?shù)幕炷撩鏄?biāo)高，并按規(guī)范要求考慮超灌余量，超灌深度按1m考慮，以便鑿除浮漿。

（8）該工程3#、4#墩混凝土灌注樁通過超聲波和低應(yīng)變檢測，結(jié)果均為Ⅰ類樁，說明灌注效果良好。

3. 結(jié)語

水下混凝土灌注樁施工是隱蔽工程項(xiàng)目，要保證施工質(zhì)量，必須做好每一道施工工序，對施工過程中發(fā)生的問題進(jìn)行分析后制定出適合的方案，嚴(yán)格控制施工過程，只有這樣才能有效的控制樁基質(zhì)量，灌注處高質(zhì)量的水下混凝土。

參考文獻(xiàn)

［1］ 楊全華，費(fèi)涵昌.水工混凝土研究與應(yīng)用 中國水利出版社，2005.2.

［2］ 宋功業(yè)，邵界立.混凝土工程施工技術(shù)與質(zhì)量控制 中國建材工業(yè)出版社，2003.1.

［作者簡介］ 邢朝陽（1978-），男，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱：工程師，就職于安徽省?水利部淮委水利科學(xué)研究院，主要從事地基基礎(chǔ)及橋梁結(jié)構(gòu)研究檢測工作。

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