《桥梁工程》-下部结构施工之钻孔灌注桩基础

桥梁一般划分为下部结构、上部结构及附属工程。

又细分为五大部件和五小部件组成,五大部件是指桥梁承受汽车或其他车辆运输荷载的桥跨上部结构与下部结构,是桥梁结构安全的保证.包括(1)桥跨结构(或称桥孔结构.上部结构)、(2)支座系统、(3)桥墩、(4)桥台、(5)墩台基础

五小部件是指直接与桥梁服务功能有关的部件,过去称为桥面构造.包括(1)桥面铺装、(2)防排水系统、(3)栏杆、(4)伸缩缝、(5)灯光照明

一、准备工作

1.测量放线。建立临时施工控制网，进行施工测量、定点。

2.护筒设置及桩机定位。

（1）护筒一般用4～8mm厚的钢板加工制成，高度为1.5～2m。冲孔桩的护筒内径应比钻头直径大100mm。护筒顶部应开设溢浆口，并高出地面0.15～0.30m。

（2）护筒有定位、保护孔口和维持水位高差等重要作用。护筒位置根据设计桩位埋设。经检查位置正确、竖直后，四周即用粘土回填，分层夯实，护筒埋好后应复核校正，护筒中心与桩位中心应重合，偏差不得大于50mm。

（3）护筒的埋设深度：在粘性土中不得小于1m；在砂土中不得小于1.5m，并应保持孔内泥浆液面高于地下水位1m以上。

（4）桩机定位

（5）桩机安装定位后，要精心调平，保持机座水平，将冲击桩固定，确保施工中不发生偏移。

3.循环系统布置：在整个施工过程中钻孔采用自流式正循环系统，在灌注混凝土前的清孔中则采用掏渣筒掏渣，因而在循环系统在布置上亦分设两部分：

（1）自流式正循环系统；在施工现场内配设循环池，循环池容积不少于3m3，具体位置在成孔位附近，水沟长度不少于3m，这样有利于碴样沉淀。

（2）掏渣筒掏渣：在灌注混凝土前的清孔阶段采用。

4.施工便道设置及回填材料准备：

在桩基础施工时，有可能随时出现地面下沉、坍塌等事情发生，必须备足填充材料。

二、成孔作业（冲击钻）

1.成孔注意事项：

（1）采用冲机冲进成孔，开孔时，应低锤密击；

（2）在冲进时，适当选择泥浆的稠度，在开始冲进时，由于表层回填土较易形成泥浆，可加入清水冲进，待至一定的深度后，可进行泥浆循环冲进；

（3）在冲进过程中，注意地层的变化，对不同的土层， 在冲进时，要适当调整泥浆的浓度，以利形成有效的护壁，防止出现塌孔。

（4）保证成孔的垂直度，要注意观察桩机的机座是否平稳，钢丝绳是否与孔中心重合。如果出现偏孔，应回填块石进行修孔，在确保成孔垂直后方可继续冲进；

（5）进入基岩后，应低锤冲击或间断冲击，如发现偏孔应回填片石至偏孔上方300mm～500mm处，然后重新冲孔；

（6）遇到孤石时，采用高低冲程交替冲击，将大孤石击碎或击入孔壁；

（7）每冲进5m深度验孔一次，在更换钻头前或容易缩孔处应进行验孔；

（8）进入基岩后，非桩端持力层每钻进300～500mm，桩端持力层每钻进100～300mm取样一次。

2.入岩深度的判断与终孔。入岩深度的判断是本工程的关键控制因素，是关系桩质量的主要技术环节。入岩深度的判断方法，主要参考设计要求、地质勘察资料反映的持力层埋深，结合孔底的岩渣样进行判断。

3.垂直度及桩孔直径检查。为了保证桩的垂直度和桩的直径满足设计和规范要求，在确定达到入岩深度后，在桩锤上用ф14钢筋焊接一个同桩的直径相同的圆（俗称探孔器），然后将桩锤放入桩孔中上下垂直运动两次，将桩的孔壁上附着的超厚泥浆刮掉，以保证桩的直径符合要求。

4.清孔。当冲孔达到设计深度，冲孔应停止冲进，泥浆同时通过泥浆泵泵入孔中补充，自然溢出，反复循环将孔内的泥土带出，泥浆比重将逐渐随之下降。这一工序谓之清孔，当泥浆比重下降至1.05～1.20，粘度≤28s，含砂率≤8%时，清孔完毕，可将钻孔交付验收。

（1）第一次清孔：冲进达到设计深度后，先将冲头提离孔底约50mm，进行换浆清孔，回流泥浆比重控制在1.30左右。

（2）第二次清孔：在下入钢筋笼、灌注混凝土前，用掏渣筒进行第二次清孔，确保沉渣厚度满足设计要求。

5.冲孔桩成孔施工允许偏差:

（1）桩径允许偏差 +100，-50；

（2）垂直允许偏差 0.8%；

（3）桩位允许偏差。

三、钢筋施工

1.钢筋加工。

（1）钢筋加工在现场所设加工场内完成，弯曲时应控制力度，一步到位，不允许一次反弯或重复弯曲。钢筋笼主筋保护层为70mm，允许偏差不超过20mm。钢筋笼的螺旋箍要点焊在主筋上。为防止钢筋在搬运和吊装过程中产生变形，钢筋笼成形后要焊接斜接钢筋作加固处理。

（2）钢筋的接头根据图纸和规范要求进行。钢筋现场接头要符合如下要求：

1）在加劲箍上点焊固定主筋时，位置要准确，间距要均匀。

2）在钢筋笼搭接的主筋接头要错开，在主筋直径区段范围内的接头数量不超过钢筋总数的50%。

2.钢筋笼吊装、声测管安装。

四、混凝土工程

根据施工条件，可选用泵车自卸、地泵压入或汽车泵进行泵送混凝土到桩位的施工方法进行施工。

1.超灌。为保证桩身的混凝土质量，一般将桩顶的浇灌高度比设计加高500mm以上。

2.现场混凝土生产的质量要求：

（1）每个工作班应安排质安员值班。

（2）混凝土生产前，搅拌站及混凝土泵需进行检查，确定设备运转正常后方可开拌，在泵送前，混凝土的坍落度经检验合格后方可进行泵送。

3.现场检验混凝土坍落度的要求：

搅拌站生产出第一盘混凝土时，质安员应检验混凝土的坍落度，坍落度如符合180mm～220mm要求，则可以泵送浇筑；如不能满足要求，混凝土退回搅拌站，重新调整坍落度。

4.试块制作、养护：

按要求，分别在拌和站、浇筑地点制作不少于3组150*150*150正方体标准试件进行养护。

5.导管浇注水下混凝土：

（1）导管一般最下一段长度为4米，其余每节长度为2.5m，另备0.5m、1.0m、1.5m短管各2节，以适应不同深度的桩，在浇注时调节整根导管的总长度。

（2）导管使用前必须进行拼装试压，试压压力一般为0.6～1.0MPa，管接头如有漏损，必须及时修补或更换，否则导管在桩孔内作业时渗入泥水，造成混凝土骨料与水泥砂浆离析，导管堵塞，正常的浇注作业被迫中止，造成断桩。

（3）每次浇注水下混凝土前，导管须进行连接拆卸检查，各管之间的连接。

（4）整根导管的上口应连接容量为3m3～5m3以上的储料漏斗（小于Ф1600桩采用不少于3m3以上的储料漏斗），在漏斗出口与竖管连接处，悬吊一个隔水塞（球），初始浇注，漏斗内必须装满混凝土。剪断吊隔，此后相继而来的流态通过漏斗倒入管中。

（5）浇注过程中，流态混凝土主要靠自身的重力作用下坠到桩孔内，也可以在每斗混凝土注入之后，间歇性地上下提升导管捣插，这样可以进一步使混凝土密实并加快浇注速度。

（6）浇筑过程中，通过计算浇筑高度来提升、拆卸导管节；保证导管始终埋入混凝土面2～6米范围内，直指浇筑完成。注意：整个浇筑过程必须设置专人统一指挥！

6、成桩检测

通过现场同条件养护试块力学试验，表明在达到设计强度要求后，采用超声波探测、抽芯取样判断桩身连续性及强度合格后，可采用环切法凿除超灌部分混凝土进行下一步施工。

钻芯取样

超声波探测