大直徑深孔樁基施工技術關鍵點

劉寧寧

（中建八局第二建設有限公司，山東 濟南 250022）

1 工程概述

新建某北方高速鐵路，設計時速250km/h，有砟軌道，雙線，線間距4.6m。趙川鎮高架特大橋223#～226#墩設計為一聯（40+64+40)m 預應力混凝土連續梁。

下部結構，224#、225#墩為（40+64+40）m 連續梁的中墩，墩高均為22m。樁基采用14 根φ1.5m 鉆孔樁，樁長為86m 和75m，上層承臺輪廓尺寸11m×8.5m×2m，下層承臺輪廓尺寸14.5m×13.5m×3.5m。

223#、226#墩為（40+64+40）m 連續梁的邊墩，墩高均為27m，樁基采用12根Φ1.25m 鉆孔樁，樁長分別為65m 和63m。上層承臺輪廓尺寸9.2m×5.5m×1.0m，下層承臺輪廓尺寸12.2m×8.9m×2.5m。

該工程具有工期緊、樁基數量多、跨度大等特點，考慮到這些因素，在結合地質情況之后，樁基均選擇360 型旋挖鉆機進行鉆孔作業，該設備成孔質量好且速度較快。在整個施工過程中，主要在鉆孔、設置鋼筋籠、混凝土灌注等關鍵環節做好質量控制，開鉆前進行樁位復測，確保護筒位置準確，鉆機精確對中、調平，保證樁位準確及垂直度符合要求，鉆孔過程中注意護樁保護，隨時檢查樁位及復測護筒標高。鋼筋籠采用場站集中加工，分節運送至現場安裝，確保鋼筋籠質量。下文著重就混凝土灌注質量控制進行分析闡述。

2 大直徑深孔樁基施工混凝土質量的控制

2.1 大直徑深孔樁基施工混凝土的設計

大直徑深孔樁基施工混凝土在設計的時候，要充分考慮水灰比、強度、坍落度、初凝時間等技術參數，具體在設計時要結合組織施工情況、水中施工環境、樁基大小尺寸等內容以估測確定初凝時間，并確保首批在水下灌注的混凝土保持初凝狀態。

2.2 大直徑深孔樁基施工混凝土的要求

首先是要具備良好地濕堆積密度。濕堆積密度關系到混凝土在進行水下灌注時，能否依靠自身的荷載將位于倉面的水或泥漿攤平并緊密。一般情況下，要求在水下進行的大直徑深孔樁基混凝土的濕堆積密度大于2100kg/m3 ，這與混凝土拌合物濕堆積密度和粗骨料最大粒徑有關。

其次是要具有良好地保水和粘聚性。良好地保水和粘聚性是避免混凝土在運輸和灌注過程中發生分層離析和泌水現象的關鍵，這主要是良好地保水和粘聚性能夠保證在水下進行大直徑深孔樁基混凝土施工時，混凝土具有良好地流動性。

最后是具有良好地工作性。良好地工作性可以確保混凝土在攪拌、運輸、灌注和搗實等過程中易于操作，并且能夠確保質量均勻、密實，使得混凝土具有良好地流動性、粘聚性和保水性，使得在水下進行的大直徑深孔樁基混凝土施工不易出現蜂窩或孔洞，能夠依靠自身荷載完成攤平與緊密。

3 大直徑深孔樁基混凝土施工控制的技術關鍵點

3.1 大直徑深孔樁基混凝土的導管安排

大直徑深孔樁基混凝土在進行水下作業時，灌注施工一般采用內徑不小于30cm 的鋼導管進行，在進行鋼導管的安裝之前，要對其進行接頭抗拉和水密承壓的試驗，試驗通過方能使用。一般情況下，對于鋼導管的水密承壓試驗要求較高，水密承壓試驗中的水壓除了要保持在孔內水深的1-1.3 倍及以上，還要不低于導管內壁和焊縫承受的灌注混凝土時可能承受的最大內壓的1-1.3 倍。

在大直徑深孔樁基混凝土施工控制中，對于導管插入混凝土內深度的控制是極為關鍵地，需要科學合理的計量控制。以插入混凝土內的深度1m 為限，當插入深度小于1m 時，發生混凝土拌合物錐體突然下落，導管附近出現小范圍隆起，表面曲線發生轉折，這就說明混凝土拌合物的流動已經脫離了混凝土保護層，而且灌注壓力已經破壞了混凝土保護層，使得混凝土的整體性和均勻性遭到破壞，嚴重者容易出現斷樁或夾層。

當插入深度大于1m 時，能夠明顯發現混凝土表面的坡度均衡，灌注進去的混凝土拌合物已經開始流動，混凝土內部質量均勻。為此，要保證首批混凝土可以埋住導管至少1m，這對于混凝土灌注能否成功具有重要意義。

混凝土導管插入十分重要，混凝土灌注拔管也十分重要，整個灌注拔管的過程，可以看作是對混凝土的一次振搗過程，專業的技術術語稱為抖插，在這個抖插的過程中，頻率和時間都需要嚴格控制，2-5 分鐘的抖插可以有效避免混凝土出現離析，使振搗效果最佳。

3.2 大直徑深孔樁基混凝土的灌注關鍵點

混凝土的灌注要在鋼筋骨架安裝、導管安裝、孔清理工作完成和大料斗安裝完成之后立刻進行，水下混凝土的灌注時間不得超過首批混凝土的初凝時間。混凝土運至灌注地點后應檢查其均勻性和塌落度等，不符合要求時不得使用。灌注首盤料時，先用混凝土罐車卸滿大料斗，大料斗開始往孔內灌注混凝土后應持續從混凝土罐車往料斗內放料，首批灌注混凝土的數量應滿足導管首次埋置深度1.0m 以上的需要，所需混凝土數量應精確計算，本項目按不少于6 方控制。

對于水下混凝土的灌注要注意保持連續性，嚴禁停工以避免出現斷樁和堵管問題。在整個灌注的過程中，要注意保持灌注記錄的動態性，無論是灌注時間、灌注量、導管埋深還是導管拆除數量都是灌注記錄需要記錄的方面，需要由專職人員負責，灌注過程中應保持孔內的水頭高度，導管的埋置深度，特別強調要注意對灌注過程中混凝土頂面的標高進行測量與記錄，最終混凝土頂面的標高要比設計標高高出1-1.5m，以保證樁頭具有足夠的強度，對于多余的部分，在后續的接樁工作前，要進行鑿除清理。

在整個灌注的過程中，如果導管內的混凝土沒有灌注滿或是含有空氣，那后續進行灌注時要注意控制速度和灌注量，緩慢進行，這是為了避免導管內因混凝土過快覆蓋留住空氣，在密閉空間內形成高壓氣囊，一方面堵塞導管，另一方面易因堵塞擠爆導管，引起斷樁。

混凝土灌注過程中要采取措施防止鋼筋籠骨架上浮。當灌注的混凝土頂面距離鋼筋籠骨架底1m 左右時，減緩灌注速度，隨時觀察鋼筋籠骨架頂面變化情況，待混凝土頂面高于骨架底面4m 以上時，提升導管，使其底口高于骨架底部2m，恢復正常灌注速度。

3.3 灌注混凝土

在混凝土灌注的過程中，會進行導管提升，導管提升時，要參考埋管深度，一是要保證導管的位置居中，速度要緩，防止提升過程中導管與鋼筋籠發生刮連，二是控制埋管深度在2-6m，不得提離混凝土頂面，并避免發生漏漿堵管等問題。拆除導管要注意速度，一般控制在15min 以內，特別注意要避免發生掉管問題，引發安全事故。灌注過程中發生異常和故障時，應查明原因，合理確定處理方案，切勿盲目采取措施，造成嚴重后果。

4 結語

隨著我國工程技術水平的不斷提高，建設項目要求的不斷提高，大直徑深孔樁基的應用將愈發廣泛，對于其施工技術關鍵點的控制對于保障工程質量具有至關重要的意義，為此要特別注意。