二级建造师论文冲击成孔混凝土灌注桩施工技术

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　　摘要：本文通过国外某公路项目桥梁施工的具体实践，介绍了冲击成孔混凝土灌注桩施工技术，该施工技术充分利用当地设备资源，借鉴当地施工经验，操作简单，方法可靠，保证了施工质量和安全，从而降低施工成本。

　　关键词：冲击成孔,灌注桩,施工技术

　　1.概述

　　国外某高等级公路项目桥梁基础均为混凝土桩基础，混凝土桩径φ1000mm，由于各桥梁所处位置不同，基础桩长短不等，最长桩长为27m，最短桩长为18m。9座桥梁基础桩总数为240根，总长5584.80m。

　　桥梁施工区地层主要为砂土层，地表土为均质灰色沉积粉沙土，部分带有黑色淤泥夹层，地表以下为均质浅黄色粘性粉砂土，没发现孤石和砂砾石层，且地下水位高。

　　2.冲击成孔灌注桩施工工艺

　　2.1施工布置

　　2.1.1施工道路及施工平台

　　由于新收道路工程为某国现有N1国道的扩建，新修道路位于N1国道右侧并与N1国道紧邻，灌注桩施工交通利用现有N1国道，交通较为方便。

　　灌注桩施工平台主要为钻机塔架提供操作平台。根据业主提供的桥梁施工图，左右岸边墩基础位于河岸两侧边坡上，为便于架设钻机塔架，需对河两岸基础部位进行拓宽和平整，以形成钻架施工平台。

　　2.1.2围堰施工

　　为保证桥梁中墩基础桩施工在旱地作业，必须在拟施工的中墩上下游修建围堰。本工程围堰设计为土袋填土围堰，迎水面围堰坡比为1:0.5~1:1.0，背水面围堰坡比为1:0.2~1:0.5，背水面坡脚距结构物基础面不少于1.0m，围堰顶宽为1.0~2.0m，围堰顶部超过施工当月最高水位0.5m。围堰的布置根据小河的水流情况、河道宽度及基础桩分期施工情况而定。

　　2.1.3施工供水和供电

　　施工供水，主要是提供钻孔护壁和灌注桩混凝土浇注施工用水。通过检测，河道内的水能满足施工要求，施工用水用水泵直接从河道中取水即可。

　　施工供电，主要为水泵和照明提供施工用电。在施工现场布置一台小型发电机，即可满足施工供电要求。

　　2.1.4泥浆池及排水和排污

　　在灌注桩施工区附近，修建泥浆池，以生产桩孔护壁用泥浆。

　　在灌注桩施工区附近低洼处，修建污水沉淀池，施工废水和污水经沉淀处理合格之后，排放到附近小河中。

　　2.1.5钻孔及混凝土浇筑塔架

　　基础桩施工塔架主要包括一个由3根长约15~18m直径φ200mm钢管组成的三角架、固位钢桁架、带刹车把柄的卷扬机（由电机带动）、塔顶滑轮、吊钩和钢丝绳组成。吊钩吊2吨重的钻具可以造孔，吊钩吊φ200mm导管可进行水下混凝土浇筑。施工塔架可用吊车耸立，也可用人工竖立，施工较为方便，施工塔架是灌注桩施工的主要设备之一。

　　2.2施工工艺

　　2.2.1灌注桩施工工艺流程如下图1。

　　2.2.2成孔原理分析

　　灌注桩钻具由一根5m长的钻杆和一个1m高的扩大钻头组成，扩大钻头直径为灌注桩孔径，灌注桩钻具重约2.5T。钻具系于施工塔架的吊钩上，由卷扬机牵引，作垂直往返运动。2.5T重的钻具吊至一定高度（一般为3m）后，松开卷扬机控制杆，钻具做自由落体运动，钻头对打桩区域土层做冲击性切割，再由卷扬机慢慢起吊钻具，孔内一部分土由钻头带出，孔壁由于钻头的剪切力而得到加固。当孔钻至一定深度后，更换带进水孔的起吊头（该部分与钻具最上部螺纹连接），进水孔与水泵及管路连接，泥浆池中的洗液（由膨润土、水、粘土等组成，也有护壁作用）通过水泵、水管、起吊头进水孔、起吊头、钻杆、钻头，再进入孔内进行孔内冲洗，孔内松土体遇水溶化，并从孔口流出至孔外。这样，循环往复完成一个孔的钻孔。

　　2.2.3施工要点

　　（1）造孔

　　l造孔前，要进行场地开挖和平整，地平面开挖至承台底部。

　　l调整三角支架，使钻头中心与基础桩中心重合。

　　l在灌注桩顶部预埋薄钢板制成的定位钢筒，该铁筒长不少于3.0m。

　　l孔内洗液要高于施工部位地下水平面1.5m，洗液由膨润土等材料按一定比例制成。

　　（2）洗孔

　　l钻孔到设计深度后，要进行洗孔。

　　l在进行洗孔时，洗液颜色不发生变化，再持续洗孔40min之后，洗孔完毕。

　　（3）下放钢筋笼

　　l下放钢筋笼之前，要再次测量钻孔深度。

　　l要严格按基础桩施工图要求，加工制作钢筋笼，在进行钢筋笼安装时，要确保钢筋笼保护层厚度。

　　l钢筋笼吊装时，前一个钢筋笼顶部固定在孔口定位薄壁钢筒上，后一个钢筋笼由塔架吊装，与前一个钢筋笼进行焊接或搭接。这样，依次安装所有钢筋笼。

　　（4）混凝土浇注

　　l钢筋笼就位，并经检查合格后，进行基础桩身混凝土浇筑。

　　l混凝土浇注前，进行导管分节安装，第一节导管底部安装混凝土塞子，保证导管下至孔底后，孔内液体不能进入导管内。

　　l用于灌注桩浇注的混凝土必须按设计配合比进行拌和，用于混凝土拌制的材料（如碎石、砂和水等）必须满足AASHTO规范要求。

　　l当导管内混凝土达到一定的量之后，轻轻地将导管提升5~10cm，导管底部塞子脱落，导管内混凝土进入灌注桩孔底部。在混凝土浇注过程中，通过计算和测量，确定导管的提升速度，以避免灌注桩孔内护壁泥浆进入导管内。

　　l随着灌注桩孔内混凝土面的升高，导管被分节拆除，孔内护壁泥浆从孔口排出。直至桩孔内混凝土上升至桩的顶部，孔内护壁泥浆全部从孔口排出，所有导管被拆除。这时基础桩身混凝土浇注完成。

　　2.3施工质量控制措施

　　在混凝土灌注桩施工过程中，必须采取以下质量保证措施。

　　2.3.1基础桩施工区域场地平整后，要仔细对桩孔位进行测量放样，保证测量精度，以避免因测量不准确，而重新进行桩基施工。

　　2.3.2护壁冲洗浆液要严格按配合比进行配制，严禁使用不合格浆液，以避免因使用不合格浆液而产生塌孔现场发生。

　　2.3.3要保证钢筋笼的保护层厚度和钢筋的搭接长度。

　　2.3.4在进行基础桩身混凝土浇注时，要严格控制导管的提升速度，以避免灌注桩孔内护壁泥浆进入导管内，而影响桩身混凝土的浇注质量。

　　2.3.5要严格按混凝土配合比进行混凝土拌制，确保混凝土的塌落度，以避免混凝土堵管现场发生。

　　3.结论

　　国外某高等级公路项目桥梁施工是本工程施工的难点，桥梁基础灌注桩又是桥梁施工的重要内容之一，它是桥梁施工进度的关键点。项目部从具体的施工条件出发，并结合当地的实际情况，充分借鉴当地的施工经验和利用当地资源，采用冲击成孔灌注桩施工技术，在2012年9月底圆满完成所有240根灌注桩施工，保证了工程质量，降低了施工成本。

　　3.1采用钻具自重冲击成孔工艺，设备操作简单，技术含量低，工人劳动生产率大大提高。

　　3.2选用低廉的桩基础施工塔架，机械台班费低，大大降低了施工成本。

　　3.3采用导管法水下混凝土浇注工艺，施工工艺成熟，施工难度不大，把握混凝土浇注的各个环节，保证了混凝土浇注质量。

　　3.4所有以上施工工艺都是根据孟加拉当地的具体情况而采用的施工工艺，本施工工艺经常为当地人所使用，施工工艺简单，容易掌握，大大降低了工艺使用风险，也就提高了工艺使用的安全性，从而保证施工安全。

　　参考文献

　　[1]浅谈桥梁灌注桩施工技术[J].毕文东.《中国新技术新产品》.2012，(13).

　　[2]大桥钻孔灌注桩基础工程施工技术[J].崔广永，董根深.《安徽建筑》.2006，(06).

　　[3]混凝土灌注桩施工技术[J].王坤武，艾丽.《甘肃科技》.2004，(06).