1、1海河水中大直径灌注桩施工控制摘要：本文依据在海河水中灌注桩基础施工经历，在此介绍了水中灌注桩的施工控制过程，以供类似工程进行参考。 关键词：钻孔灌注桩 施工控制 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况 海河水中灌注桩工程特点: 1)水下地质条件比较复杂，河床为饱和流塑状淤泥，厚 1.55m，下面为淤泥粉质粘土，粘土，粉粘土，细砂，和细砂夹粉砂层。 2)河水较深，桩位处一般水深 810m，并且存在水流，护筒埋设难度大，技术要求高，需要采用专门的措施以保证施工质量。 3)钻孔灌注桩桩顶标高比较低，一般均在河床内或高出河床1.02.0m。 4)主墩桩基位全部在海河中，施工测
2、量比较复杂，桩位及桩顶标高不易控制。 5)禁止污染河水，要求施工时，考虑海河环境保护， 6)在海河中施工，必须兼顾航运和施工两者安全。 7)工程技术要求：桩位中心偏差5cm，钻孔垂直度 95%。 二、施工测量控制 2施工测量是确保大桥线形线位正确的基础,应重点进行控制. 基准点的校核和水准路线布设 1）基准点校核 由于海河水面较宽，水面反光和大气折光等因素影响，需要对河两岸高程控制点进行仔细的复核。 通过在海河两岸采用双镜双置,分别在上午 9 点以前和下午 5 点以后,对海河两岸的水准点进行闭合，如两岸控制高程点不闭合，立即上报业主后，由专业测量单位进行复核，从而保证了海河两岸高程控制系统统一
3、。2）水准路线布设。为了施工方便，需要将水准点引至水上施工平台。施工时用于测量护筒标高，控制桩顶桩底标高。因此，要求施工单位按四等路线要求布置跨河水准路线，保证高程控制的精度。 2 .导线点校核和施工放样 1）导线点布置和校核 以海河两岸控制点作为导线控制点，跨海河建立平面控制系统，使用控制点在跨河桥段建立单三角网，另设陆上控制点，配合三角网进行施工控制，根据施工需要可从该导线支出支导线进行放样。施工前和施工中严格按规范规定进行复核，支导线按 1/10000 精度验收。 施工放样 将桩位投放在施工平台上，考虑桩基为群桩基础，采用检验四角的桩位坐标加排距法检验其他桩位的方法进行复核。其中，四个角
4、桩的桩位做为控制重点。由于在施工过程中，平台可能会受到振动，水流冲击3及意外碰撞，应在平台作好观测点，定时观测平台的偏移和沉降。 三、施工过程控制 灌注桩施工工艺流程如下： 根据施工工艺流程，在施工时重点进行以下控制。 1、水上施工平台搭设 水上施工平台为固定平台，平台搭设的好坏，直接影响到整个墩位的桩基施工，因此必须周密地设计，考虑能够承担上部荷载的同时能够保证平台安全稳定，通过计算采用 L=16m52.9cm 钢管桩做基础，上铺I36cm 工字钢及 2020cm 方木搭设平台。施工平台四周作好防护栏杆，并设标志牌和标志灯，保证水上施工安全和通航要求。 2、钢筋笼的制作及安装 钢筋笼的制作
5、a 进场的钢筋需经检查合格后方可使用，严格按图纸进行加工焊接，并应符合规范要求。 b 由于钢筋笼较长 L=41m，考虑浮船的运输长度，浮吊的起吊高度，分三段制作，控制钢筋笼在同一截面内的主筋接头不超过主筋总数的50%。 c 由于桩基为高桩，为保证桩头砼质量不受淤泥影响，并保证浇筑完成后利于护筒的拔出，在桩头往下 6m 范围的钢筋笼外包裹铁皮护圈，作为隔离层。 42)钢筋笼运输 钢筋笼内加劲箍内设“十”字撑，多点起吊。通过二次倒运，由陆地吊运到河中浮船上，然后利用浮吊起吊就位。起吊运输过程中小心，防止钢筋笼变形扭曲。 3）钢筋笼安装 a 吊放时使钢筋笼对准钻孔中心，缓缓放入，严禁碰撞孔壁或强行下
6、压。 b 钢筋笼孔口对接，保证垂直，采用双帮条焊，焊缝长度宽度厚度应符合规范，应作为重点部位进行检查。合格后才允许继续下笼。 c 严格控制钢筋笼下放深度，控制好桩顶标高，在孔口进行固定，并用吊筋吊住，防止跑笼或上浮。 3、成孔质量控制 护筒安装 采用 1317m 长钢护筒，钢护筒安装采用“井”字架置于钻井平台固定，并调整水平，使中心线垂直并与桩中心线重合（误差小于 5cm） 。护筒置于“井“字架内，用振动锤将护筒压入粘土层，以便保证护筒在施工过程中稳固。护筒倾斜度应控制在 0.5%以内，并且其顶面应高出水面不低于 1.5m。 钻机就位 考虑到孔径孔深，采用正循环钻机。钻机安放应稳固、周正、水平
7、。钻轴垂直，并与护筒中心线在一条线上。开孔前应经检查验收后方可开孔。 5钻孔 开始钻孔时，应慢钻，试钻至粘土层 3m 以下，检查护筒是否有筒底穿漏现象，并做好补救措施。钻进过程中，应先缓后快。当地层由软变硬时，应减压慢钻，逐渐加大泵量，进入正常状态后方可加大钻速、钻压。钻进时应随时查看钻渣，核对地质情况，针对不同地质采用不同的钻进措施。 本工程在施工过程中发现地下 50m 处左右地质为硬粘土含小卵石层，该层粘度和硬度很大，极易糊钻，小卵石不易被泥浆带出，通过及时调整钻进速度，放慢钻速，勤换泥浆。从而避免了糊钻现象，保证进度。 护壁 钻孔时，针对不同的地层特点，采用不同性能指标的泥浆，以维持孔壁
8、稳定，保证钻孔和清孔效果。要求现场必须配制优质泥浆护壁。优质泥浆由 10%15%膨润土，3%5%纯碱，0.3%0.5%纤维素配备。泥浆控制比重为 1.101.20，粘度 2226 秒。严格控制孔内水头，一般高出水面1m 。 5)清孔 a 终孔前要求进行清孔，采用大泵量，优质泥浆自孔至泥浆池的反复循环，调整泥浆比重，先稠后稀，把大量沉渣带出，当测试含砂率10%，逐渐将泥浆换稀，直至含砂量4%，并且孔底无沉渣，停止清孔。 b 二次清孔是在安放钢筋笼和导管后，混凝土浇注前，利用导管进行清孔，导管底口距离孔底 50cm 左右。 6）成孔注意事项 6a 由于铁护筒较长，需要严格控制护筒垂直度，否则极易造
9、成钻孔倾斜，并在钻进过程中严禁碰撞振动铁护筒，否则会造成护筒底部漏浆，形成孔口坍塌。 b 钻孔过程中遇到地层有突变地段，一定要放慢钻进速度。根据试钻的可靠性再调整钻进速度，同时降低泵量，减少对孔壁的冲击，调整泥浆稠度，以适应护壁条件和反渣条件，减少孔壁砂层的剥落。 c 由于孔深较深，钻进地质条件复杂，为了保证钻孔垂直度，在整个钻进过程中，随时检查校正钻机的平整度和钻杆的垂直度，另外在钻进中如果出现孔曲及台阶状应进行扫孔。 d 严格控制孔内泥浆指标，防止孔内水头急速下降和泵量忽高忽低，造成孔内塌陷。 e 做好孔口的防护工作，避免杂物掉入孔内。 f 清孔重点放在第一次清孔上，第一次清孔将孔内钻渣彻
10、底清除干净，泥浆指标达到要求，尤其是泥浆的含砂率和粘度达到要求后，浇注混凝土前孔底回淤量很小，基本满足规范要求，即使不符合规范，二次清孔也较为容易。 4、砼浇注 1)导管的检验和安装 a 导管水密试验 砼浇注导管应进行水密试验，受压合格后方可用于混凝土浇注。 导管水密承压计算： 导管壁和焊缝可能承受混凝土最大压力 P=RcHc-RwHw 7P导管可能受到的最大压力（kPa） Rc混凝土的容重,取 25kN/m3 Hc导管内混凝土柱最大高度，取 70m Rw孔内泥浆的比重，取 11.0 kN/m3 Hw孔内泥浆的深度，取 67 m 规范规定进行水密试验的水压不应小于导管壁和焊缝可能承受混凝土最大
11、压力的 1.3 倍，得出现场水密试验的压力1.3P=1.32Mp。 通过现场对两套 30cm 导管进行水密试验，全部合格。 b 在使用过程中经常检查胶垫质量，坏的必须换掉，以防导管漏水。c 导管居中，防止挂钢筋笼,其底部应高于孔底 3050cm。浇注前在导管内放入隔水球胆。 2)混凝土浇注 a 混凝土采用 CSR 商品混凝土，现场检查要求混凝土具有较好的和易性和流动性，并控制混凝土坍落度 1820cm。 b 混凝土浇注要连续，及时测量混凝土上升面及导管埋置深度，控制在 26m，在接近钢筋笼底时放慢浇筑速度，防止钢筋笼上浮。 c 混凝土最后浇注，混凝土面应上升到桩顶 1m 以上，由于混凝土面在水
12、下 68m，混凝土上面覆有较多浮浆和沉渣，无法用测锤测到混凝土的具体位置，所以采用一根长钢筋，端部焊小钢桶，当小钢桶探深至设计要求深度，并能够取得质量较好的混凝土为止。 四、施工中出现事故及处理方法 81、孔壁漏浆问题 在进行灌注桩钻孔施工时，当钻至河床底下发生漏浆时，经配制优质泥浆，加入锯末，仍然不解决问题。后回填重新钻孔仍发生漏浆事故。分析该处地质较差，可能有流砂层。处理方法为重新回填，采取桩周围打旋喷桩，稳固桩周围土，改善护筒外围泥土的稳定性，加长护筒长度，从而顺利完成了灌注桩的施工。 2、桩头标高问题 在开始进行灌注桩施工时，浇注完混凝土，测混凝土面高出设计桩顶标高 1m,但在混凝土初
13、凝前拔掉铁护筒后，实测桩头砼面与刚浇注完毕后实测的桩头砼面相比，砼面下沉量达 12.4m。 分析原因为：a 钢筋笼护圈长度不够，可能没有穿过淤泥层压入粘土层，由于砼比重大，使得混凝土从钢筋笼护圈下端坍落出去。b 钢筋笼铁皮护圈上口太低，不能护住桩顶面混凝土，起不到保护桩头作用。c 混凝土未初凝时还具有流动性，上面淤泥压力，水流冲刷和振动锤振动，使得在铁护筒被拔掉时，混凝土在上面的压力下从钢护筒和桩顶之间空隙流出，从而使混凝土面下降。 处理方法为：加长钢筋笼端部外裹铁皮护圈的长度，使之高出桩顶1m，铁皮护圈长度根据淤泥的厚度适当加长。通过在以后凿桩头时检查，效果很好，桩顶标高符合设计要求，有效的
14、防止了桩头混凝土下沉，保证了桩头混凝土质量。对桩顶标高低于设计标高的灌注桩，必须进行处理，应将桩头顶面凿至质量好的混凝土为止，并采用高一级标号的混凝土接长。 9五、环保施工 由于施工在海河中，具有施工环保的要求，保护水质，防止污染河水。在施工过程中，为了防止泥浆直接流放到海河里，采用铁箱作为泥浆池储备泥浆，吊挂在施工平台工字钢下面，铁箱 2/3 入水中，通过水的浮力和平台的拉力，将铁箱安置在平台下面，节省平台空间。钻孔时泥浆循环至铁箱，当泥浆指标超标时，将废浆泵送至岸边的废浆池，避免了泥浆直接流入河中。 六、结束语 通过在钻孔灌注桩施工过程对海河大桥主桥桩基础进行严格控制，根据其特点采用不同的施工方法和控制方法，取得良好效果，I 类桩数达到 95%以上，很好的保证了海河水中桩基质量。
