桥梁孔桩钻孔桩水下混凝土灌筑施工应用
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摘 要：日趋完善的钻孔灌注砼桩被广泛的应用于桥梁孔桩施工中，钻孔灌注桩的水下砼灌注是成桩的关键环节，但往往由于施工工艺不当，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。因此，运用科学、实用的砼灌注工艺以确保工程质量显得极为重要。
1、概述
厦蓉高速公路BT十二同段，康细沟二号大桥左右线3#桩基为3m的圆形桩，桩长25m上。孔桩正好落于河床上，小河过水量较大，经现场勘察研究适合采用钻孔桩水下混凝土灌注法施工。钻孔灌注桩数量大，桩身长，施工质量的优劣直接关系到桩基工程质量，关系到整座大桥的质量，由于我们正确地选用了科学合理的施工工艺。现对其施工作以下要点分析：
2、水下灌注砼选料
2.1砼原料
粗骨料尽量选用卵石碎石，石子含泥量小于2％，以提高砼的流动性，防止堵管。骨料最大粒径不应大于导管直径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4，同时粒径在40mm以内。粗骨料的级配应保证混凝土具有良好的和易性。细骨料宜采用级配良好的中、粗砂。混凝土的含砂率一般为45％～50％，水灰比宜采用0.5～0.6。
2.2砼初凝时间
一般砼初凝时间仅3～5小时，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为5～7小时，因此应加缓凝剂，使砼初凝时间大于 8小时。
2.3砼搅拌方法和搅拌时间
为使砼具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开动搅拌机并加入30％的水，然后与拌合料一起均匀加入60％的水，最后再加入10％的水(如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量)，最后加水到出料时间控制在60～90秒内。
2.4坍落度选择
坍落度应控制在180±20毫米之间，砼灌注距桩顶约5米处时，坍落度控制在160～170毫米，以确保桩顶浮浆不过高。气温高，成孔深，导管直径在250毫米之内，取高值，反之取低值。
3、砼灌注施工工艺
3.1首批砼灌注
3.1.1钢筋笼和钻孔的中心要对应，定位要准确。如果是不放到孔底的钢筋笼，要特别注意吊环、吊钩的强度及牢固性。钢筋笼吊放时要保持轴线顺直，位置居中，严禁碰撞孔壁，以免产生坍孔。钢筋笼安放到位后应立即安设导管。
3.1.2在灌首批混凝土之前最好先配制0.1～0.3m3水泥砂浆放入滑阀以上的导管和漏斗中，然后再放入混凝土，确认初灌量备足后，即可剪断铁丝，借助混凝土重量排除导管内的水，使滑阀留在孔底，灌入首批混凝土。
3.1.3注意首批混凝土量必须满足导管埋深不能小于1.5M，所以漏斗和储料斗及漏斗和输送泵的混凝土储存数量要充足。根据导管内混凝土压力与管外水压力平衡的原则,导管内混凝土必须保持的最小高度为:Hd=RwHw/Rc。而管中混凝土的体积就应为Vd=πd2・Hd/4（d为导管直径）。首批混凝土若埋深不足，混凝土下灌后不能埋没导管底口，会导致泥水从导管底口进入。如果出现这种导管入水现象应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗机清出，然后重新下导管灌注。
3.1.4首批混凝土灌注正常后，必须连续进行，不得中断。否则先灌入的混凝土达到初凝，将阻止后灌入的混凝土从导管中流出，造成断桩。同时在灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升、逐级拆卸导管，保持导管的合理埋深。此时要注意，混凝土灌到孔口不再返出泥浆时可以微向上提动导管，而如果要提升导管0.5到1M以上才能灌入混凝土就应该拆除部分导管。要注意观察孔口是否返出泥浆。当混凝土接近钢筋笼时，宜使导管埋得较深。要注意正确控制导管埋深，如果导管埋人混凝土过深，易使导管与混凝土间摩擦阻力过大，致使导管无法拔出造成事故。而提管过程中要缓缓上提，如过猛易使导管被拉断。所以埋管深度一般应控制在2到6m，或使用附着式震捣器，使导管周围的混凝土不致过早的初凝。同时应注意灌注速度。
3.2后续砼灌注
后续砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼，牵动导管的作用如下。
3.2.1有利于后续砼的顺利下落，否则砼在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间磨擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使砼与管壁摩擦阻力增强，灌注砼下落困难，导致断桩，同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续砼加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状砼，严重影响成桩质量。
3.2.2牵动导管增强砼向周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦阻力，同时加大砼于钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。
4、后期砼的灌注
在砼灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。
5、砼灌注速度
在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对提高砼的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作
6、小结
通过实践证明，该项处理技术是成熟的。该桩基采用此施工工艺有效，解决了施工中的水患问题，确保了桩芯混凝土不受水的侵袭而造成胶结不良，采用导管法施工，解决了桩芯混凝土离析的问题。严格的操作规程，精细的施工工艺，保证了混凝土的强度。后经超声波检测法检测全部符合设计和工程质量规范要求。它不仅缩短了工期，也节约了工程成本。