陳永剛 龍巖市高速公路建設指揮部

車頭大橋樁基水下混凝土灌注施工及質(zhì)量控制

陳永剛 龍巖市高速公路建設指揮部

結(jié)合永武高速公路A 7合同段車頭大橋鉆孔灌注樁的混凝土施工過程，簡要介紹了樁基礎水下混凝土澆筑的施工方法及注意事項。

水下混凝土；灌注；施工

underwater concrete; pouring; construction

1 工程概況

車頭大橋位于福建永武高速A7合同段內(nèi)，永武高速公路是國家高速公路“長春至深圳”福建省境內(nèi)段的組成部分,起點位于福建永安市，終點福建武平。大橋全長307米，橋型布置為：10×30米預應力混凝土連續(xù)T梁，跨越新泉河。橋墩采用柱式墩，基礎采用鉆孔灌注樁基礎，樁基布置為2×2×9共36根，樁徑分為1.6m、1.8m。全橋樁長最長40m,最短15.83m設計混凝土強度等級均為C25。

2 水下混凝土澆筑前的準備工作

2.1 水下混凝土砼制備

水下混凝土配合比設計注意控制砼初凝時間及坍落度。一般砼初凝時間僅3～5小時，只能滿足淺孔小樁徑灌注要求，而深樁灌注時間約為5～7小時，因此應加緩凝劑，使砼初凝時間大于8小時。坍落度應控制在180±20毫米之間，砼灌注距樁頂約5米處時，坍落度控制在160～170毫米，以確保樁頂浮漿不過高。原材料選擇根據(jù)要求采用級配良好的中砂，嚴格控制并檢測每批砂的含泥量、含水率、堅固性、泥塊含量及堿集料反應等，篩分試驗要求其細度模數(shù)控制在2.3～2.8;粗集料采用級配良好的石灰?guī)r或花崗巖碎石。要求粒徑在5～25mm，滿足JTJ041－2000《公路橋涵施丁技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的最大粒徑不應大于導管內(nèi)徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4。同時不應大于40mm的要求，并嚴格控制并檢測碎石的含泥量、針片狀顆粒總含量、巖石的抗壓強度、壓碎指標、泥塊含量和堿集料反應等。選用的硅酸鹽水泥，除進場時提供相應的質(zhì)保書外，還須嚴格按規(guī)范對其取樣進行標準稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性及膠砂強度試驗，檢驗合格后方可投入使用。

2.2 導管檢驗準備

車頭大橋樁基水下混凝土灌注采用直升導管法，導管采用φ273mm×8mm無縫鋼管制成，接頭為快速接頭。使用前必須做水密試驗，其方法是把拼裝好的導管先灌滿水，兩端封閉，一端焊接出水管接頭。另一端焊接迸水管接頭，并與水泵出水管相接，啟動水泵給導管注入壓力水，當水泵的壓力表壓力達到導管須承受的計算壓力時，穩(wěn)壓10 min后接頭及接縫處不滲漏即為合格。 砼灌注量與泥漿至砼面高度、砼面至孔底高度、泥漿的密度、導管內(nèi)徑及樁孔直徑有關(guān)。計算導管可能承受的最大內(nèi)壓力Pmax如式：

式中：Pmax-導管可能承受到的最大內(nèi)壓力（Kpa)；

rc-混凝土密度（KN/m3),取24.0KN/ m3；

hc-導管內(nèi)混凝土柱最大高度（m),取車頭大橋最長樁基40米；

rw-孔內(nèi)泥漿的密度（KN/m3),取11.0KN/m3；

hw-孔內(nèi)泥漿的深度(m)；

計算Pmax=676Kpa,進行水密試驗。

2.3 樁基清孔準備

當樁基礎成孔至設計標高后，應充分利用鉆桿在原位進行第1次清孔，直到孔口返漿比重持續(xù)小于1.00～1.20，測得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導管，沉放導管時檢查導管的連接是否牢固和密實，以防止漏氣漏漿而影響灌注，由于孔內(nèi)原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導管這段時間內(nèi)使處于懸浮狀態(tài)的沉渣再次沉到樁孔底部，最終不能被混凝土沖擊反起而成為永久性沉渣，從而影響樁基工程的質(zhì)量。因此，必須在混凝土灌注前利用導管進行第2次清孔，當孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求后，應立即進行水下混凝土的灌注工作。

3 水下混凝土灌注操作技術(shù)

3.1 導管下放就位

鋼筋籠下放定位完成后，及時下放混凝土澆筑導管。導管下放前檢奄每根導管是否干凈、暢通、有無小孔眼以及止水“O”型密封圈的完好性。導管接長時采用兩根工字鋼加工而成的活動卡盤固定，逐節(jié)吊裝接長下放，導管底標高要求控制在距樁底標高以上40cm處。下放過程中注意垂直快速，并保持與孔位中心線一致。導管接長中要檢查“O”型密封圄的完好性和涂抹黃油，保證導管密封性和拆除方便。

3.2 二次清孔

安裝導管到位后，采用標準測繩和標準錐形測錘(重4～6kg，錐底直徑13～15cm，高20～22cm)來檢測實際孔深，根據(jù)終孔孔深反算孔底的沉渣厚度，檢查泥漿指標和沉渣是否滿足要求。如果不能滿足要求，馬上利用混凝土澆筑導管進行二次清孔，直到孔底沉渣厚度滿足設計要求。及時報請現(xiàn)場監(jiān)理檢測泥漿指標和沉渣厚度，合格后，立即拆除吸泥彎頭，開始澆筑水下混凝土。

3.3 首批混凝土澆筑

按JTJ 041-2000《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，首批混凝土的用最應滿足導管初次埋深H2≥1.0m和填充導管底部間隙的需要。設導管下口離孔底40cm，參照規(guī)范進行計算各墩樁基首批混凝土用量（式2計算)：

式中:V-首批混凝土所需用量（m3)

D-樁孔直徑（m)

H1-導管底端至孔底間距（m)

H2-導管初次埋置深度（m)

D-導管內(nèi)徑（m)

h1-混凝土面高度到達H2頂面時，導管內(nèi)混凝土柱平衡導管外（或泥漿）壓力所需的高度(m),h1=rwhw/rc（rw、hw、rc意義同式1）

以車頭大橋右幅1#墩-1號樁基為例，樁徑1.6米，樁基礎長28.908米，計算V=2.85m3，首批混凝土澆筑的集料斗容量采用4m3大于V。首批封底混凝土采用拔塞法施工。先在小料斗底口安裝塞子封住小料斗，集料斗混凝土裝滿后。稍微打開集料斗閥門放混凝土入小料斗，同時吊車起吊拔塞，在小料斗混凝土下落的同時全面打開集料斗閥門，連續(xù)補充混凝土進入小料斗中，封底混凝土在沒有灌注完前保證小料斗不要漏空。

3.4 正常澆筑

首批混凝土封底成功后，隨即轉(zhuǎn)入正常灌注階段?；炷两?jīng)泵送，不斷地通過集料斗、澆筑料斗及導管灌注至水下，直至完成整根樁的澆筑。正常灌注階段導管埋深控制在2～6m，且每30min左右測量一次混凝土面標高，測點不少于2個，當測點出現(xiàn)較大的高差時，應及時調(diào)整導管埋深。當混凝土灌注臨近結(jié)束時，核對混凝土的澆筑數(shù)量，以確定所測混凝土的高度是否準確，當確定混凝土頂面標高到位后，停止灌注。灌注完成后，混凝土頂面應高于設計樁頂標高0.5～1.0m，以保證樁頭混凝土質(zhì)量。

4 注意事項

4.1 防止混凝土澆筑時出現(xiàn)堵管現(xiàn)象

堵管現(xiàn)象主要分為兩種，一種是氣堵，當混凝土滿管下落時，導管內(nèi)混凝土(或泥漿)面至導管口的空氣被壓縮，當導管外泥漿壓力和混凝土壓力處于平衡狀態(tài)時就出現(xiàn)氣堵現(xiàn)象，解決氣堵現(xiàn)象的措施有：首批混凝土澆筑時，在泥漿面以上的導管中間開孔排氣，當首批混凝土滿管下落時，空氣能從孔口排掉，就不會形成堵管。首批過后正常澆筑時，應將絲扣連接的小料斗換成外徑小于導管內(nèi)徑的插入式輕型小料斗，使混凝土小于滿管下落，不至于形成氣堵：另外一種堵管現(xiàn)象為物堵，是由于混凝土施工性能不好，石子較多，或混凝土原材料內(nèi)有雜物等。在混凝土垂直下落時，石子或雜物在導管內(nèi)形成拱塞，導致堵管。其控制的前提要求混凝土有較好的流動性，同時加強原材料進場檢驗管理，使混凝土原材料中不含有任何雜物，并在澆筑現(xiàn)場層層把關(guān)，確?；炷翝仓樌?。

4.2 防止出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象

斷樁主要是導管埋置深度不夠，導管拔出了混凝土面(或?qū)Ч馨螖?，形成了泥漿隔層。防止措施為：對導管埋深進行記錄，同時用攪拌站澆筑量校核測深錘測得混凝土面標高，始終保持導管埋深在4m以上，同時對導管要進行試壓，并舍棄使用時間長或壁厚較薄的導管，確保導管有一定的強度。

5 結(jié)束語

車頭大橋36根樁基水下混凝土已順利澆筑完畢，經(jīng)過樁基檢測質(zhì)量合格率100%，目前已經(jīng)順利建成通車。水下混凝土澆筑施工過程中具有不可見性，施工過程無法觀察，成樁后也不能進行開挖驗收。因此現(xiàn)場施工人員要嚴格把握每道工序質(zhì)量，高度負責，仔細檢查，認真記錄，及時消除隱患，防止?jié)仓^程中堵管及斷樁情況的發(fā)生，對樁基各個施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心施工，確保樁基質(zhì)量。

[1]吳運華.鉆(沖)孔混凝土灌注樁施工方法與措施[J].土工基礎.2005年03期

[2]翟新杰.淺談如何控制水下混凝土灌注樁的施工質(zhì)量[J].山西建筑.2008 34(16)：215—216

[3]崔登云.深水超長鉆孔樁成孔工藝及水下混凝土施工技術(shù)們.鐵道建筑技術(shù).2007(2)：39—42

Combined with the concrete construction of bored pouring pile for Chetou Bridge in Contract A7 of Yong-Wu Expressway Project, this paper briefly introduces the construction methods of underwater concrete placement for pile foundation and matters needing attention.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.035

陳永剛，男，1977年7月出生，2000年畢業(yè)于福建林學院交通工程系，交通工程專業(yè)，本科。