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浅谈防波堤钻孔灌注桩施工关键技术研究符策俊

发表时间：2021/7/26 来源：《基层建设》2021年第14期作者：符策俊

[导读] 摘要：本文以海口滨海大道以北游艇基地项目为例，对西防波堤钻孔灌注桩施工进行了详细的分析和阐述，供大家参考和借鉴。

        身份证号码：46002219870525xxxx
        摘要：本文以海口滨海大道以北游艇基地项目为例，对西防波堤钻孔灌注桩施工进行了详细的分析和阐述，供大家参考和借鉴。
        关键词：防波堤；钻孔灌注桩；施工；技术

        1、工程概况
        本工程游艇基地位于海口滨海大道以北，海南省石油公司5000吨级油码头位置处。西防波堤堤根段靠近帆船基地，桩基基础采用灌注桩，直径1000mm，长度26m，总计灌注桩38根，分19个排架，每个排架2根，每根纵横向间距为3m，混凝土采用水下C40混凝土。由于堤根处无钢筋笼加工场地，为了满足钢筋加工制作条件，需设置钢筋加工平台，平台宽度8m、长度15m，采用钢木混合结构。
        2、西防波堤钻孔灌注桩施工关键技术
        2.1施工工艺流程

        2.2总体施工技术
        施工前先清理桩基位置的石层，桩机就位后吊安护筒，采取边钻孔边沉护筒的方法，直到护筒沉放到预设位置，如钻机钻不进去采用冲孔，冲孔到松软地质就继续采用钻机钻孔。
        2.3钻机就位
        进场钻机采用GPS10钻机。按规范要求将钻机部件：动力机、卷扬机、钻架、泥浆泵、钻头等组装好，经技术人员检查后，方可使用。用起重机将钻机吊至施工平台上。桩芯位置用全站仪测出，并用红线作出2条方向线。钻头尖对准十字中心，偏差不得大于200mm，再调整钻机，校核钻头是否与桩中对齐。
        2.4护筒的制作与埋设
        钢护筒制作是钻孔灌注桩的一个重要环节，它直接关系到钻孔灌注桩的质量。护筒采用圆型立柱模板结构形式，由钢板卷成直径1150mm的钢护筒，壁厚8mm。圆形通过卷板机加工成型，要保证钢护筒的圆度：钢护筒的拼接定位应在水平、稳固的特定工作平台上进行，对接时须调校几段护筒在同一轴线上且其累计误差不超过3mm方可进行，焊缝强度不低于钢材本身强度。钢护筒需进行筒易防腐，防腐涂层采用环氧树脂封闭漆底层+聚氨酯煤焦油沥青漆（厚度不小于300µm）。根据地质资料，钢护筒要进入黏土层1m，钢护筒平均长度约18.5m。
        护筒埋设工作是钻孔施工的开端，其平面位置与竖直度准确与否，其周围和底脚是否紧密，对成孔成桩的质量都有重大的影响，埋设护筒一定要准确无误。采用锤击法下埋护筒，沉设时采用十字拉线和吊锤严格控制桩位及垂直度，护筒平面位置由测量仪器定位，引测到工作平台上，用红漆标明。严格保持护筒竖直位置，其最大偏差不得大于10cm，并将护筒埋入较为密实的粘性土层，保证护筒位置平直、稳定、准确、不偏位、不漏水，保持孔内不坍塌，护筒顶顶标高为+2.5m。
        2.5泥浆制备与循环
        根据工程地质条件，护壁泥浆由粘土和水搅拌而成，并掺加优质膨润土和外加剂。粘土应选用水化快、造浆能力强、粘度大或接近地表经过抗冻的粘土为好。选择时应参照一下条件：1）粘土风干后不易碾碎，颜色较深；2）水浸后有黏滑感，浸水后能大量膨胀；3）胶体率不低95%；4）含砂率：4%~6%。
        泥浆主要起到护壁和浮悬钻渣的作用，在本工程选用的泥浆比重控制在1.3~1.4之间。将泥浆池、储浆池、沉淀池设置在灌注桩平台上，并用循环槽连接，做好环境保护。
        循环出来的泥浆先通过泥浆处理机再进入泥浆池，调整其性能指标后，再进入循环使用。泥浆处理排出的钻渣用专用泥浆车及时清除转运到指定地点，运距约30km。
        2.6钻进成孔
        护筒正位后，将钻机就位，纠正其偏差后，下钻头开钻。钻孔开孔时，应先启动泥浆泵和转盘，待泥浆进入护筒一定数量后，方可开始开钻。
        钻进时注意控制进尺适当。在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚韧的泥皮护壁，钻至刃脚处1m后，按土质以正常速度钻进。在粘土钻进时，宜采用中等钻速，大泵量、稀泥浆。在粉砂土中钻进时，宜采用低档慢速，大泵量，稠泥浆。
        泥浆要注意补充和净化。开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进中如泥浆有损耗、损失，应予以补充，并按时检查泥浆指标。遇土层变化应增加检查次数，并调整泥浆指标。每钻进2m或地层变化处，应在泥浆池中捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对。
        2.7清孔
        清孔的目的是抽、换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止柱底存留过厚沉淀土而降低桩的承载力；其次，清孔还为灌注水下砼创造良好条件，使测深正确，灌注顺利。
        当钻孔进尺达到设计深度后，按规范对成孔进行质量检查，孔位、孔深、孔径符合要求后，应迅速清孔，不得停歇过久，使泥浆、钻渣沉淀增多，造成清孔工作的困难甚至坍孔。清孔遵循“一次清孔为主、二次清孔为辅”的原则，保证孔底沉渣厚度符合技术规程要求。回旋钻机采用反循环成孔正循环清孔。沉渣厚度：≦300mm。清孔后的泥浆指标应控制在如下范围：相对密度：1.10~1.20；粘度：20~22s；含砂率：4%~6%；胶体率>98%。
        2.8钢筋笼的制作和安装
        钢筋选用具有质量保证书，并通过质量复检合格的钢筋。焊接采用电焊，接头的位置相互错开，错开间距不小于40倍钢筋直径和500mm。同一断面接头数量不应大于钢筋笼主筋数量的50%。焊接时焊缝长度应大于10倍钢筋直径。钢筋骨架要有足够的刚度以保证运输和吊放过程中不产生变形。
        由于施工场地限制，堤根处设置8m宽、15m长的钢筋加工平台（同灌注桩施工平台结构相同），钢筋笼在钢筋加工平台上分段加工制作，制作在支架或台座上进行。箍筋与主筋点焊连接。
        在骨架主筋外侧，应在每隔2.0m的断面上对称设置形定位钢筋控制保护层厚度的装置。
        为保证钢筋笼在吊运过程中不变形，每隔2m布置一个⊕形钢筋与主筋焊接在钢筋笼内部，增加钢筋笼的刚度。在下放钢筋笼的时候边下放边将⊕中的十字形钢筋拆下，避免影响导管的安放。
        开始向孔内插笼时，应注意使笼子一侧靠紧护筒，将钢筋笼竖直。第一段入孔内后，用型钢临时搁置在护筒口，再起吊另一段，对正位置，焊接后逐渐放入孔内至设计标高，最后将最上面一段钢筋笼临时与护筒口焊牢，以防砼浇筑过程中钢筋笼上浮。钢筋笼下放时应注意碰撞孔壁，如下放困难，应查明原因，不得强行插入。钢筋笼安放好后的顶面和底面标高

        应符合设计要求，其误差不大于5cm.
        2.9混凝土浇筑
        （1）灌注桩机具的准备：
        漏斗和储料斗必须有足够的容量（即砼的初存量），应保证砼灌注后，导管埋入砼深度不小于1.0m，其最小初存量按下面公式计算：
        V≥ πh1r2+ πKh2R2
        式中 V——混凝土初灌量（m3）；
        h1—导管内混凝土顶面与首罐浇筑后桩内混凝土顶面
        的高差（导管内混凝土柱与导管外泥浆压力平衡所需高度）
        h1≡HWW／C
        HW——首罐浇筑后桩内混凝土顶面距桩顶面的高差（等
        于孔深h-h2）
        W——桩孔内泥浆比重，11-12KN/m3；
        C——混凝土容重，23-24KN/m3；
        h2——导管外混凝土面高度（m），取1.3-1.8 m；
        K——混凝土充盈系数，取1.3；
        r——导管半径（m）；
        R——桩孔半径（m）。
        混凝土灌注过程中导管应始终埋在混凝土中，严格控制导管不能提出混凝土面。导管埋入混凝土面的深度以2 m-6 m为宜。
        （2）水下砼的供应与质量控制
        采用搅拌站集中供应砼，并保持设备状态良好，运力充足，道路畅通，以确保灌注时的均衡连续性。原材料经试验合格后按试验室提供的配合比拌制，并在工地测定其坍落度，符合要求和方可灌注。由于灌注桩施工距离较远，所以前5排桩基采用64m的天泵施工，后面几排采用地泵施工。
        （3）水下砼灌注
        1）砼灌注时测深和导管埋深的控制
        测深：灌注水下砼时，应探测水面或泥浆面以下的孔深和所灌注的砼面高度，以控制沉淀厚度、导管埋深和桩顶高顶。如探测不准确，将造成沉淀过厚、埋管过深拔不出、导管提漏或短桩事故。因此探测是一项重要的工作，应采用较为准备的方法和探测工具。
        2）导管埋深控制
        灌注砼时，导管埋入砼中的深度一般控制在2~6m范围。在任何情况下，不得少于2m或大于6m。少于2m时易发生拔导管时拔漏（拔出砼外）事故，大于6m以上时，易发生导管拔不出来的事故。拔管前须仔细测探砼面深度。用测深锤测探时，须由2人用2个测锤测深，防止误测。
        2.10桩头处理
        灌注完毕后要注意施工相邻的桩基时尽量减少对它的扰动，待强度达到要求后方可破除桩头，再做成桩检测工作。
        3、结束语
        钻孔灌注桩作为防波堤施工的一项中要施工技术，必须要高度重视其施工过程控制，才能保证其施工质量。

        参考文献：
        [1]钢管桩穿透护岸抛石层的工程实践[J].金文龙.水运工程.2018（10）
        [2]含深厚度崩块石层开挖施工技术浅析[J].雷金波.水利科技与经济.2019（07）
        [3]钻孔灌注桩穿越抛石层的成桩施工工艺[J].赵建钢，熊炜.建筑施工.2015（01）