淳安县城中湖南路2号桥桩侧填石压浆施工技术

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摘要：淳安县城中湖南路2号桥桩基采用桩侧填石压浆技术施工，即采用φ2.0m钢管桩外接φ2.6m钻孔桩形式，φ2.0m钢管桩距离设计孔底3m，设计要求桩侧混凝土顶面与河床标高平齐，同时需保证灌注水下混凝土时最小外翻高度必须达到钢管桩底2倍桩径以上，外翻高度不够时采用桩侧填石压浆进行补救。桩侧填石压浆作为2号桥桩基础施工关键技术，项目部对压浆配比选择、压浆工艺等做了认真细致的研究，并取得较大的进步，水中桩基填石压浆质量效果好、符合要求，并经取芯试验验证。该工艺的成功应用为同类型水下混凝土缺陷处理和小直径桩基施工积累了经验。

关键词：桩侧 填石压浆 技术

1 概况

淳安县城中湖南路2号桥位于千岛湖珍珠半岛与翡翠岛之间的深水湖区，钻孔桩桩基采用φ2.0m钢管（钢管壁厚25mm）桩外接φ2.6m钻孔桩形式（钻孔桩桩长为13.5m～55m，桩间距5.2m），φ2.0m钢管桩距离设计孔底3m，设计要求桩侧混凝土顶面与河床标高平，同时保证灌注水下混凝土时混凝土最小外翻高度必须达到钢管桩底2倍桩径以上，以确保桩基嵌固深度，然而在施工过程中由于外加剂不同批次减水效果不同、混凝土原材料不同、温度影响等种种原因造成桩侧混凝土外翻高度不能达到要求，因此需采用桩侧抛填碎石并进行压浆施工。

2 施工方案

填石压浆施工用于桩侧混凝土外翻高度达不到设计要求（钢管桩底2倍桩径以上），在桩侧设置压浆管、投放混凝土骨料，并进行二次混凝土填充。该施工方案主要包括压浆配合比确定、压浆用材料和设备选择、主要施工过程控制、技术参数及要求等，具体内容如下：

2.1 压浆配合比确定

压浆前必须进行试验比选最佳配合比。由于桩基混凝土采用C35微膨胀混凝土，压浆用水泥浆的质量按照与桩基混凝土相同进行试配，并经压浆试验最终确定配合比，水泥：水：膨胀剂：外加剂=1：0.39：0.11：0.0045，水泥采用强度等级为42.5Mpa的普通硅酸盐水泥，碎石采用级配符合要求的粒径5～10mm碎石，碎石空隙率为50%，压浆量按碎石体积的50%计算。

2.2 压浆用材料和设备选择

根据现场桩侧压浆试验确定压浆用材料和设备。压浆钢管采用φ内=31mm无缝钢管，管壁厚度为3.5mm，底部钻φ8mm圆孔，在管壁钻φ6mm圆孔，共钻三排，每排4个，12个孔按梅花状布置；压浆管下部12m范围内采用焊接接头，以减少拔管时的阻力，上部20m范围每2m一节，中部4～6m一节，车丝，采用φ内=38mm管箍接头，方便安装和拆卸。

压浆设备选择2台BM-150型压浆机配相应长度高压软橡胶管和分流器，压浆机最大压浆压力可达7MPa，高压胶管可耐压4MPa，每台压浆机压浆量控制在50L/min～60L/min，且整个压浆过程在水泥浆初凝期间完成。拌浆机采用4台HJI-200灰浆搅拌机，工作容量200L，搅拌时间5min，满足2小时内完成。

2.3 工艺施工过程

2.3.1 进行填石压浆前，必须测量桩基实际混凝土顶面标高，然后计算理论压浆量及抛填碎石工程量。

2.3.2 沿φ2.0m钢管桩和孔壁间隙对称均匀布置4根压浆管，对角两根底标高相同，相邻两根压浆管按高差2m进行交错布置，压浆管顶端高出φ3.0m护筒顶面0.5～0.7m，利用夹箍固定在钢护筒顶部。

2.3.3 在桩侧四周均匀缓慢投放2m碎石骨料，要求碎石级配良好，粒径在5mm～10mm之间，然后填充粒径为5mm碎石至设计标高，最后覆盖80cm中粗砂做密封层。

2.3.4 在钻孔平台上除去孔位外满铺脚手板，并在距桩位较近处安放四台压浆机及两台拌浆机。

2.3.5 压浆时采用2台压浆机同步压浆，每台压浆机连接2根压浆管，通过分流器连接压浆机和高压胶管。水泥浆自拌制到压入的延续时间，视气温而定，一般在30～45min之间，水泥浆在使用前和压注过程中应连续搅拌。与压浆机分流器连接的耐压胶管采用4MPa以上的高压胶管，接头须用管箍夹紧，压力表须经过校验后方能使用。桩侧压浆须连续进行，压注过程中不得无故中断。压浆时采用“双控”，即以压力表读数控制为主，水泥浆用量作为校核。根据计算压浆量和观察压浆机压力表压力（要求压力达到0.8MPa），每压注2m高填料须交叉拔管一次，然后再压浆，如此循环，直至压浆完成。

2.3.6 压浆后的清洗

压浆后及时将压浆机、压浆管、拌浆机、储浆罐、分流阀等清洗干净，以便下次使用。拆卸管时，要先拆压浆管顶的减压阀，以免管内高压清水喷出伤人。

2.4 填石压浆技术参数和要求

2.4.1 骨料投放

骨料采用粒径5mm～10mm连续级配的碎石，碎石投放时需在压浆管两侧均匀缓慢投放，以防因填料高差对压浆管造成偏压，导致压浆管发生弯曲或偏移，骨料投放时要认真测量并详细记录，以校核骨料用量及顶面标高。骨料投放至设计标高后，投放80cm厚中粗砂覆盖。

2.4.2 水泥浆拌制

①水泥浆按配制掺入一定量的高效缓凝减水剂，水胶比为0.35（胶体为水泥加膨胀剂）。②水泥浆采用机械拌和，使用普通硅酸盐水泥，水泥强度等级为42.5MPa，要求水泥不得含有结块，不得使用雨淋、过期水泥。拌制前和水泥浆拌制完后转入储浆罐时均需过筛，筛孔孔径不得大于0.9mm。③宜采用具有低含水量、流动性好、最小渗出等特性的外加剂，其掺量通过试验确定。④水泥浆的泌水率最大不得超过3%，拌和后3小时泌水率宜控制在2%以内，泌水应在24小时内重新全部被浆吸回。⑤水泥浆的流动度宜控制在18～24s之间，初凝时间不小于6小时。

2.4.3 填石压浆混凝土质量检验评定标准

附表1 填石压浆混凝土质量评定标准

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3 方案执行情况评价

淳安县城中湖南路2号桥对水中16根桩基中的11根桩进行了桩侧填石压浆，质量控制合格。在围堰施工前，由“浙江大学建筑设计研究院地勘队”对2#、3#墩进行现场钻芯取样，通过试样分析除桩顶部分由于压力小强度稍低外，其余填石压浆部分混凝土完整性良好，所取的填石压浆混凝土强度均超过设计的20%以上，满足设计及规范要求。

4 结语

桩侧填石压浆技术不仅有利于增强桩基混凝土与钢管桩的粘结力，还有利于增强桩的水平刚度及垂直承载能力，而且施工投入设备较简单，现场可操作性强，将水下作业变为水上作业，施工质量更有保证，可以弥补水下混凝土施工同类型缺陷。该工艺在淳安县城中湖南路2号桥的成功应用，为同类桩基施工提供了一定的参考价值。