Road & Bridge 浅谈大直径水中桩的施工与质量控制 夏锦友 中铁十局集团有限公司，山东 济南 250101 摘要：本文主要研究了中铁十局承建的武荆高速公路土建5标工程中大直径水中桩的施工及其质量控制，首先概述了大直径水中桩施工的难点，然后从施工准备以及施工过程两个部分分析其施工质量控制措施。最终确保大直径水中桩的施工质量符合要求。 关键词：大直径；水中桩；施工；质量控制 中图分类号：U443.15 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）07-0162-01 1 工程概况 中铁十局承建的武荆高速公路土建5标工程，起止里程为DK35--DK45长度10km，主要工程量有路基7km，小桥涵25座，0.4km，大中桥3座0.8km，汉北河特大桥一座1.8公里，特大桥主桥采用110m连续梁，主桥桩基采用4根直径2m长度95m的钢筋混凝土群桩。汉北河主河道宽130m，水深平均5m，水流0.5m每秒，二级通航条件，河床土质为粉砂土3.5m,亚黏土2.5m。 2 大直径水中桩施工难点 大直径水中桩施工突出大直径与水下施工两个特点，因而较之陆上桩的施工难度更大。 首先是大直径，由于桩体直径较大长度较长，增加了施工的工程量；使用的钢筋笼重量大，运送困难，而且刚度较差，容易发生变形问题；混凝土浇筑方量更大。 其次是水下施工，有流速、水深，与陆上施工不同，水中桩的施工需要搭设施工平台；桩孔更深，导致清孔难度更大；水下混凝土灌注质量影响因素更加复杂，容易因为导管质量不足引发空气、水泄漏问题，乃至于桩的折断。 3 施工准备及其质量控制 大直径水中桩施工需要做好的准备工作主要包括技术交底、场地平整、栈桥搭设、钻孔平台搭设、钢护筒插打、泥浆制备。下面将详细进行分析。 3.1 技术交底 做好技术交底工作是保证工程施工质量的重要措施。在正式施工之前，进行详细的技术交底工作，明确施工技术方案以及组织方案，具体包括了工程特点、施工工艺要求、施工工艺顺序等。要让施工人员清楚如何科学施工。 3.2 场地平整 施工场地的清理、平整也是施工准备工作的重要内容，具体内容包括；清除杂物、换除软土、夯打密实。为了保证施工场地平整有序，要加强统筹调度与管理。 3.3 施工平台搭设 完成场地的清理、平整之后就可以开始栈桥与水中施工平台。水中施工平台搭设主要使用的材料包括贝雷梁、钢管桩，为了保证平台的稳固，要控制好搭设材料的质量。同时要控制好平台的标高，要与栈桥标高一致。 3.4 钢护筒插打 护筒材质选择14mm钢板，较为坚实，可避免漏水及变形问题。在大直径水中桩的施工中，护筒的作用主要是导向定位，防止孔口坍塌。因而，护筒位置的准确性至关重要，在插打之前，施工人员要先测量复核其坐标以及竖直度。在引导护筒下沉时，要先利用经纬仪观测其垂直度，符合要求后再进一步下沉。完成下沉之后，测量护筒的偏位情况，斜度控制在1%以内。同时要控制好钢护筒插打深度，本护筒打入河床下6m。插打振动锤的选择要根据其激振力以及桩周土体对护筒的动摩擦系数进行，要保证振动锤的最大激振力满足施工需要，本施工选用170吨振动锤。 3.5 泥浆制备 泥浆的制备关系到灌注桩施工的质量，因此必须严格控制。泥浆在钻孔过程中起着保护孔壁、悬浮钻渣、及时循环出碴的作用。因而泥浆的材质十分重要，粘土可选择水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土。 4 施工过程及其质量控制 本工程中，大直径水中桩的施工工序主要包括了钻孔、清孔、钢筋笼施工、混凝土浇筑。下面将分析各工序的施工过程及其质量控制。4.1 钻孔 在进行钻孔之前先要进行检查确保各准备工作已经就绪，然后再︱162︱2017年7期 让钻机稳固就位，进行钻孔。进行钻孔时首先要确保开孔的孔位准确，与设计相符，再进行钻进。刚开孔时，钻机的钻速要小，避免发生孔斜问题，等到钻头全部进入地层之后再提高钻机的钻速，以尽快完成施工，减少失误。钻进过程中，要确保钻头中心、钢丝绳与桩中心在同一垂线上，以保证桩位及其垂直度符合施工需要。本工程采用的是KP2500循环钻机，钻机扭矩较大，钻杆稳固，再配备PHP膨润土泥浆护壁及ZX-250型泥浆分离器，能够降低孔底沉渣，提高成孔效果。 钻孔过程中可能发生塌孔、钻孔偏斜、掉钻落物、糊钻、扩孔、缩孔、钻孔漏浆等问题，一旦发现要及时采取对应措施加以解决。完成钻孔施工之后需对孔深、孔径、倾斜度等进行检测，确保其符合要求。 4.2 清孔 完成钻孔之后要及时的清孔以降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率，清除钻渣，防止桩底沉渣过厚而降低桩基的承载力，确保桩基水下混凝土顺利灌注及桩基质量。 通常来说，要进行两次清孔。第一次是在钻孔完毕，已钻到设计深度之后利用钻具进行换浆清洗工作。第二次是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔。对于大直径水中桩的施工来说，这两次清孔十分重要，尤其是第一次清孔，由于冲力大，能够将大部分的沉渣清理出空外，特别是体积大的泥块。 清孔时需注意必须注意保持孔内水头，防止坍孔，且不能采取加深钻孔深度来代替清孔。完成清孔后要及时测定孔底的沉渣，当沉渣的厚度小于10cm时停止清孔，并开始灌注混凝土。 4.3 钢筋笼施工 95m长的钢筋混凝土桩由于长度太长，需采取分节制作，根据本工程中施工现场的具体状况以及起吊能力，混凝土桩钢筋笼制作分为6～7节。吊装时保持钢筋笼的顺直，尽量缓慢，避免出现碰撞，导致钢筋笼受到损坏。为了避免出现以上问题，在起吊过程中可以采取两点吊的方式。这两点分别设置在钢筋笼的下部以及钢筋笼长度的中点到上三分点之间。起吊时，可先提钢筋笼下部的吊装点，再提另一点。在焊接钢筋笼时，为了避免因为沉渣而再次清孔，要提高焊接的速度，缩减空孔时间。 在本工程中钢筋笼内还设置了声测管，主要用于检测成桩结果。钢筋笼下完后，向声测管里灌满水，并用塞子塞紧。为了避免声测管弯曲，可多加定位点钢筋，保证其与钢筋笼连接可靠。 4.4 混凝土浇筑 混凝土灌注是大直径水中桩施工的关键工序。本工程中水下混凝土灌注采取的是直升导管法。导管经过严密的抗拉试验，且都经过密封处理，杜绝渗水、漏水问题。导管顶部要设置漏斗。 为了保证水下混凝土浇筑的质量，在施工过程中应做到以下几点：一、控制灌注的时间，尽量缩短，且要保证浇筑的连续性；二、严格把控好混凝土材料质量，其水泥、砂石料等要符合施工要求，避免出现堵塞问题；三、导管顶部的漏斗口要加设过滤网，防止过大的粗骨料和搅拌不均的水泥块进人导管；四、设计并控制好混凝土的配合比，避免混凝土出现过干或者是离析问题，最终引发断桩；五、控制好导管底部到孔底之间的距离，最好是在30-50cm；六、当混凝土面上升到钢筋笼底端时，混凝土要徐徐灌人，以减少混凝土对钢筋笼向上的冲击力。 参考文献： [1]刘颖.浅谈水中大直径桥梁钻孔桩的全过程质量控制要点[J].现代经济信息,2013(22):387-387. [2]罗志新.浅谈水下混凝土灌注桩的施工质量控制[J].城市建设理论研究:电子版,2011(22). [3]黄辉.大直径水下混凝土桩基施工质量控制[J].科技资讯,2011(4): 118. [4]韦庭昌,韦德诚.探讨大直径水下混凝土桩基施工质量控制[J].城市建设理论研究:电子版,2013(13).
