摘要：本文以酉沿高速公路第四合同段K21+746红岩水库2号大桥钻孔桩为例，根据自己的工程实践经验，总结了灌注水下混凝土施工要点和断桩防止措施的施工经验，为今后再施工钻孔灌注桩提供参考。
关键词：工序；水下切割钢筋笼；控制要点；防治措施；断桩
1、工程概况
重庆酉阳至贵州沿河（重庆段）高速公路第四合同段K21+746红岩水库2号大桥桥位区地貌呈两沟夹一脊地形，地理条件为红砂岩石地段，设计图纸中本桥桩基均为嵌岩桩。2号桥墩4根桩基位置正处在水库当中，平均水深为15m。2号桥墩桩基设计桩径为2.5m，桩长25m。由于4根桩基均处于水中，根据实际地理条件并经过几套施工方案的对比，最后采用筑岛法填筑桩位，冲击钻成孔并灌注水下混凝土。在灌注右幅2-1桩基混凝土到3.6m时混凝土停止下沉，抽拔抖动导管后仍然没有效果，将导管全部拔出，此桩确认为断桩。
2、原因分析
导管拔出后将导管内混凝土敲出来，发现混凝土呈现“包心”状态，经现场分析后初步判断：1、由于拌合站混凝土的搅拌时间不足，（实际搅拌时间为15s小于规范要求的120s）使得混凝土中的粗骨料和细集料没有被水泥浆所包裹，大大降低了混凝土的和易性和流动性。2、由于当地地理条件原因混凝土配合比采用的是机制砂而不是河砂，河砂的流动性要好于机制砂，所以在灌注混凝土时出现骨料和水泥浆分离现象，产生离析，最终导致混凝土将导管堵住，形成断桩。
3、处理方法
由于钢筋笼底部在混凝土面以下3.6m，且钢筋笼总重量为9.41t，无法将钢筋笼提出桩孔，最后聘请专业技术人员潜水到孔底进行水下切割钢筋笼（注意为了保证水下人员的安全，在水下切割钢筋笼时要保持起重机持荷钢筋笼重量的80%～85%，切割完成时起重机持荷略大于钢筋笼的重量），并将钢筋笼提出孔外，重新冲击成孔。
在重新冲击的过程中，将电磁铁装置在钻头底部用于吸出孔内剩余钢筋，并与冲击钻孔交替操作，待冲到桩底设计标高后，再重新清孔、吊装钢筋笼，灌注水下混凝土。
4、钻孔灌注桩施工的主要工序
4.1埋置护筒
护筒的作用是能够稳固孔口、防止坍孔，还有隔离地表水、保护孔口地表周围不塌陷、固定桩孔位置和起到钻头导向的等作用。
护筒一般常用坚固耐用、刚度大且不漏水的钢护筒，护筒平面位置的偏差不得大于50mm，倾斜度不得大于1%。
4.2制作泥浆
泥浆一般由水、黏土和添加剂组成，泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、增大静水压力，并能够在孔壁周围形成泥浆层，防止塌孔等作用。
4.3钻孔
由于红岩水库2号桥处于红砂岩地层，其他类型钻机不适用于此地形，故采用冲击钻成孔。优点是在冲孔过程中，由于一部分石渣与泥浆被挤入孔壁孔隙中，使得孔壁更加坚实，不容易塌孔，有利于保证桩基的质量。
4.4清孔
根据红岩水库2号桥的地质条件选用抽浆法进行清孔。优点是抽浆法清孔较为彻底、操作方便且适用于大多数成孔方式的灌注桩。
4.4.1清孔的质量要求
孔底沉渣的厚度，中、小桥不大于0.4-0.6倍桩径，大桥按设计文件规定。清孔后的泥浆性能指标要求含砂率小于2%，密度为1.10-1.25，黏度为18-20s。
嵌岩桩孔底沉渣厚度不得大于500mm。对于沉淀渣土厚度的测量，用冲击钻时，沉淀土厚度为钻头底部到孔底平面的距离。测量沉渣时可在清孔后，将开口铁盒吊到孔底，待灌注混凝土前再取出，直接量测沉淀在盒内的沉渣厚度。
4.5灌注水下混凝土施工的关键点：
4.5.1灌注水下混凝土前的准备工作
a、灌注混凝土前要提前观察施工的地理位置，修筑好运输通道，保证运输车辆畅通运行并能连续灌注。
b、灌注混凝土前要检测导管的密封性，并要做水密性试验确保导管不漏水，在拼接导管的过程中导管的接头处要涂抹润滑剂，以便于快速拆卸导管，导管安装完毕后要把导管内的空气排干净。
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c、灌注混凝土前要始终保持孔内泥浆循环，防止沉渣落到孔底造成塌孔。
d、根据孔径大小设计合理的接料斗，计算出首盘混凝土体积，保证首盘混凝土能封住孔底，且使导管埋置深度至少达到1m。
4.5.2施工过程中的控制要点：
a、每辆混凝土运输车到现场时，都要现场检查混凝土的质量，包括：混凝土的和易性、流动性，还要现场实测混凝土坍落度并和出厂时的坍落度进行对比，计算坍落度损失，以便于调整后续混凝土的质量。
b、灌注完每车混凝土后必须立即量测混凝土面到孔口的距离，计算出混凝土上升高度和导管的埋置深度，并认真做好记录。
c、在灌注过程中要随时有专人观察，发现混凝土不再下沉时，要立即停止放料，查明原因并采取有效措施后才能继续灌注。由于水下混凝土是从下而上“自密式”形成的结构，为了保证桩头混凝土的质量，一般灌注到桩顶设计高程后还要超灌0.5-1.0m，在后续施工下部结构时再破除超灌部分混凝土。
5、形成断桩的原因分析
断桩是成桩后经超声波检测，桩身局部没有混凝土、混凝土强度不够或者存在泥夹层，这是最严重的一种质量缺陷，直接影响结构基础的承载力。
5.1混凝土坍落度太小，骨料太大，混凝土和易性差，致使导管堵塞。
5.2泥浆性能指标没有达到要求，不能有效悬浮钻渣，导致孔底沉渣过多。
5.3计算导管埋管深度不正确，使导管脱离混凝土面，再灌注混凝土时，中间就会形成夹泥层。
5.4导管与桩孔平面有倾斜角度，使钢筋笼将导管卡住，用力拔导管时，使泥浆进入混凝土中。
5.5运输距离过长，混凝土供应不连续，中断时间太长，超过混凝土初凝时间，使先灌入的混凝土发生凝结，从而导致造堵管。
6、预防形成断桩的控制要点
6.1混凝土拌和站要备有发电机进行应急，合理组织运输车辆、原材料准备充足，以保证混凝土能够连续灌注。
6.2混凝土的和易性和流动性要好，坍落度控制在180-220mm。若灌注时间较长时，可在混凝土中加入缓凝剂，以防止先灌注的混凝土凝结。
6.3制作钢筋笼时，最好采用滚焊机进行施工，以保证钢筋笼的外观尺寸，主筋最好采用机械连接（直螺纹套筒连接），以保证钢筋接头平顺，防止钢筋笼卡管。
6.4导管的直径应根据桩径和混凝土骨料的最大粒径确定，尽量采用大直径的导管，使用前必须对导管进行水密性和抗拉力试验，以防止导管出现渗漏。
6.5下导管时，导管底口到孔底的距离要控制在0.3-0.4m，同时要保证首盘混凝土灌注后能埋住导管1.0m以上。在随后的灌注过程中，导管的埋置深度一般控制在2-6m的范围内。
6.6在提拔导管前要通过测量混凝土面到孔口的距离和已拆下导管的长度，计算出导管提升的高度，不能凭经验随意拔出导管。
6.7当混凝土堵管时，可采用上下抖动导管的方法，但不能将导管拔出混凝土面，施工过程中还要要对管道内部定时进行清洗，压实混凝土，保证其均匀受力。
7、结束语
随着科学技术的不断发展，工程施工技术也有了非常快的发展，更新换代也非常快。但钻孔灌注桩水下混凝土施工仍是我国建筑工程施工中的一项重要技术，由于其应用广泛，且具有非常多的优点，也促进了我国工程建设的发展。在工程实践中，控制的要点是做好灌注前的各项准备工作，在施工过程中要勤观察、勤量测、勤记录，对整个施工过程实施有效的动态管理，严格控制好各种试验检测及影响混凝土性能的各项参数，掌握好施工的步骤和关键点，使钻孔灌注桩水下混凝土施工技术的优点能够得到充分发挥。
参考文献：
[1]丁士昭，逢宗展.《公路工程管理与实务》中国建筑工业出版社2014年4月第四版
[2]孙萌.桥梁钻孔灌注桩灌注水下混凝土施工控制要点[J].智能城市，2016，2（11）：159-160.
[3]邢永君.钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工要点[J].科技创新与应用，2014（20）：230.
[4]朱伟民.钻孔桩灌注水下混凝土的施工[J].山西建筑，2004（19）：65-66.
论文作者:屠海东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期
论文发表时间:2018/7/11
标签：混凝土论文; 导管论文; 水下论文; 钢筋论文; 钻孔论文; 泥浆论文; 沉渣论文; 《基层建设》2018年第13期论文;