研究橋梁樁基水下混凝土澆筑

唐連華

（廣西增福建筑勞務(wù)有限公司，廣西南寧 530000）

當(dāng)前大部分橋梁工程的基礎(chǔ)都采用樁基礎(chǔ)，尤其是灌注樁基礎(chǔ)，樁基施工作為橋梁工程施工重要環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量決定了后續(xù)施工能否順利完成和完成施工后的質(zhì)量及橋梁使用，而在灌注樁施工中，應(yīng)高度重視水下混凝土灌注環(huán)節(jié)，這是決定樁基質(zhì)量的關(guān)鍵，必須引起相關(guān)人員的高度重視。

1 工程概況

某橋梁位于公路第三合同段（該標(biāo)段起點(diǎn)樁號(hào)為K22+800，終點(diǎn)樁號(hào)為K27+160，總長(zhǎng)約4.35km）。該橋梁上部結(jié)構(gòu)采用連續(xù)箱梁，為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，梁高為1.8m，跨徑組合為35m+38m+35m；下部結(jié)構(gòu)采用摩擦樁基礎(chǔ)+柱式墩+肋板式橋臺(tái)。橋梁總長(zhǎng)約115.6m，左、右幅寬度分別為25m 和21m。該橋梁所用樁基類(lèi)型均為鉆孔樁，樁徑1.2m，樁長(zhǎng)分為三種，分別為35m、40m和45m，樁數(shù)為76 根。工程數(shù)量如表1 所示。

表1 工程數(shù)量

水下混凝土灌注是橋梁樁基施工中的重要環(huán)節(jié)，灌注質(zhì)量在很大程度上決定了樁基整體質(zhì)量，所以必須引起相關(guān)人員的高度重視。現(xiàn)以該橋梁為研究對(duì)象，對(duì)其樁基施工中的水下混凝土灌注施工做如下深入分析。

2 下管

（1）配管長(zhǎng)度不能比樁孔深度小，導(dǎo)管底部和孔底之間的距離應(yīng)控制在0.4m 以?xún)?nèi)，按照從下到上的順序編號(hào)，先下入較長(zhǎng)的導(dǎo)管，再下入較短的。

（2）導(dǎo)管接頭處應(yīng)設(shè)置防水膠墊，并將連結(jié)螺桿上緊，按照0.6MPa～1.0MPa 的壓力進(jìn)行試水，若不漏水，則視為合格，避免漏水與操作時(shí)產(chǎn)生事故[1]。

（3）導(dǎo)管下入到位后，應(yīng)測(cè)量孔深，若沉渣厚度在50mm 以?xún)?nèi)，則可連接漏斗；而若沉渣厚度超過(guò)50mm，應(yīng)實(shí)施二次清孔，經(jīng)檢查確認(rèn)孔底沉渣厚度滿足要求后才能進(jìn)行灌注。

（4）將漏斗連接好后，在灌漿管的液面處設(shè)置隔水氣囊。

3 材料要求

（1）對(duì)水下混凝土配合比的試驗(yàn)數(shù)據(jù)或者調(diào)整與優(yōu)化，來(lái)滿足水下混凝土強(qiáng)度要求。

（2）水下灌注所用混凝土應(yīng)有良好和易性，具體配合比可采用實(shí)驗(yàn)的方法確定，混凝土坍落度應(yīng)控制在180～220mm 范圍內(nèi)，單位體積混凝土水泥用量應(yīng)達(dá)到360kg 以上，水泥采用42.5普硅水泥。

（3）若采用早強(qiáng)水泥，應(yīng)采取有效的緩凝措施。如果施工時(shí)的氣溫超過(guò)30℃，則不論使用何種類(lèi)型的水泥，都要結(jié)合具體情況采取有效的緩凝措施。混凝土所用砂的砂率應(yīng)保持在40%～50%范圍內(nèi)，粗骨料的粒徑應(yīng)控制在40mm 以?xún)?nèi)[2]。

（4）導(dǎo)管結(jié)構(gòu)及使用應(yīng)滿足以下要求：壁厚應(yīng)達(dá)到3mm 以上，直徑在200～250mm 范圍內(nèi)，以無(wú)縫鋼管為宜。每節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)2～4m，第一根管的長(zhǎng)度應(yīng)達(dá)到4m 以上，并焊接加強(qiáng)箍，兩根導(dǎo)管之間的連接采用法蘭實(shí)現(xiàn)。為防止導(dǎo)管提升過(guò)程中將鋼筋籠掛住，可采用錐形護(hù)罩，也可采用三角勁板。各段導(dǎo)管使用前都要進(jìn)行試拼和試壓，在試壓過(guò)程中，壓力按照0.6MPa～1.0MPa 的范圍控制。采用絲扣方式相連的導(dǎo)管，需注意在存放、運(yùn)輸與使用時(shí)不能由于碰撞導(dǎo)致?lián)p壞。從樁孔中提出的導(dǎo)管，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行沖洗，并在連接口處均勻涂抹防銹油。

4 水下混凝土灌注

（1）經(jīng)檢查確認(rèn)混凝土的儲(chǔ)存量達(dá)到要求后，方可撥開(kāi)閥門(mén)使混凝土開(kāi)始下降。若地層漏水，則孔口處可能不會(huì)返水，此時(shí)不可提動(dòng)導(dǎo)管，繼續(xù)對(duì)第二斗進(jìn)行安裝；如果混凝土仍然無(wú)法繼續(xù)下降，僅需輕微提動(dòng)導(dǎo)管，提動(dòng)的高度不能超過(guò)0.4m，使導(dǎo)管在混凝土中埋深保持在2～6m 范圍內(nèi)[3]。

（2）混凝土灌注時(shí)，如果導(dǎo)管中的混凝土不飽滿，含有一定空氣，則后續(xù)混凝土要采用溜槽灌入漏斗與導(dǎo)管中，不可直接將整斗混凝土一次性?xún)A入導(dǎo)管中，否則導(dǎo)管中將產(chǎn)生高壓氣囊，將相鄰兩根導(dǎo)管之間的橡膠墊擠出，導(dǎo)致漏水。

（3）規(guī)范操作，保證灌注質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)施工及管理人員都應(yīng)掌握混凝土具體灌注速度與數(shù)量，在灌注開(kāi)始前，需要以之前的成孔記錄與灌注長(zhǎng)度為依據(jù)通過(guò)計(jì)算確定混凝土灌注數(shù)量，然后結(jié)合土質(zhì)情況和鉆進(jìn)的難易程度對(duì)每個(gè)樁孔的超徑情況進(jìn)行分析，由此預(yù)估樁孔的容積，為之后的備料工作提供指導(dǎo)。在灌注過(guò)程中，每灌注完一斗混凝土都要對(duì)導(dǎo)管中和導(dǎo)管外的混凝土實(shí)際是深度進(jìn)行測(cè)量，并完善相應(yīng)的記錄表。在灌注結(jié)束后，再次統(tǒng)計(jì)灌注數(shù)量，并和計(jì)算結(jié)果對(duì)比，得出樁孔的充盈系數(shù)。對(duì)于充盈系數(shù)，應(yīng)達(dá)到1 以上，若為一般土質(zhì)，應(yīng)保持在1.1-1.2 范圍內(nèi)，而為軟土，應(yīng)保持在1.2～1.3 范圍內(nèi)。另外，還應(yīng)繪制孔深和混凝土灌注量之間的變化曲線，由此對(duì)樁孔的灌注質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為之后的成孔及灌注施工提供可靠指導(dǎo)[4]。

在灌注至設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高后，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)檢查，確定樁頭質(zhì)量是否合格。一般情況下，每根樁應(yīng)抽查三次混凝土坍落度，制作一組試塊，如果有懷疑或有特殊狀況則需要以制作兩組。在實(shí)際的灌注施工過(guò)程中，應(yīng)比設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高超灌0.5m左右。

（4）灌注開(kāi)始前，儲(chǔ)料斗中應(yīng)有足夠儲(chǔ)存量，確保導(dǎo)管的底部可以一次性埋入混凝土內(nèi)至少0.8m。伴隨混凝土液面不斷上升，對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行提升與拆除，使導(dǎo)管底部始終保持在混凝土液面以下1.5～4.0m 的范圍之內(nèi)，整個(gè)施工過(guò)程中都不允許導(dǎo)管從混凝土中提出。

（5）灌注施工中，應(yīng)安排專(zhuān)人對(duì)導(dǎo)管實(shí)際埋深進(jìn)行測(cè)量，并做好相應(yīng)的記錄工作。在提升與拆除導(dǎo)管的同時(shí)，還應(yīng)做好套管的提升及拆除，使套管底部在混凝土中的埋深處在1～6m 范圍內(nèi)[5]。

（6）水下混凝土的灌注必須保持連續(xù)，中途不允許中斷。基于此，在灌注開(kāi)始前，應(yīng)做好施工組織設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備好所有輔助設(shè)施，以此在發(fā)生意外事故后，能立即采取措施解決。另外，在提升導(dǎo)管過(guò)程中，還應(yīng)有效防止導(dǎo)管和鋼筋籠之間發(fā)生碰撞。

（7）在混凝土液面與鋼筋籠之間的距離接近時(shí)，需對(duì)導(dǎo)管埋深予以嚴(yán)格控制，不可過(guò)深，待混凝土液面上升至鋼筋籠中3～4m后再進(jìn)行導(dǎo)管提升，確保導(dǎo)管的底部比鋼筋籠的底部略高，這樣是為了避免鋼筋籠發(fā)生上浮。

（8）嚴(yán)格控制最后一次灌注數(shù)量，避免樁頂超高及偏低，通常情況下要達(dá)到樁頂標(biāo)高上部0.5～0.8m。

（9）吊車(chē)司機(jī)在對(duì)混凝土和其他重物進(jìn)行起吊的過(guò)程中應(yīng)注意安全，聽(tīng)從現(xiàn)場(chǎng)的統(tǒng)一指揮，按照相關(guān)規(guī)程操作。所有高空作業(yè)人員都應(yīng)系好安全帶，夜間施工時(shí)應(yīng)有良好照明，不可在現(xiàn)場(chǎng)私拉亂搭電線，架空高度應(yīng)達(dá)到2m 以上。

5 施工注意事項(xiàng)

（1）灌注時(shí)拆除的導(dǎo)管應(yīng)及時(shí)沖洗干凈，避免導(dǎo)管中殘留的混凝土凝結(jié)導(dǎo)致隔水球塞無(wú)法順利通過(guò)。第一次灌注必須確保混凝土灌注量可以將導(dǎo)管埋住至少0.8m。

（2）儲(chǔ)料斗內(nèi)混凝土儲(chǔ)量應(yīng)充足，第一次灌注的混凝土數(shù)量需通過(guò)計(jì)算確定。在灌注過(guò)程中還要隨時(shí)對(duì)混凝土上升狀況進(jìn)行測(cè)量。在拆除導(dǎo)管之前，應(yīng)測(cè)量導(dǎo)管實(shí)際埋深，通過(guò)計(jì)算確定需要拆下多長(zhǎng)導(dǎo)管，拆下的導(dǎo)管用壓力水將其沖洗干凈，不可一次性拆除過(guò)多，否則將使導(dǎo)管從混凝土中被提出[6]。

（3）灌注完一斗混凝土后，應(yīng)提動(dòng)一次導(dǎo)管，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況拆除導(dǎo)管，避免導(dǎo)管在混凝土中埋入時(shí)間過(guò)長(zhǎng)與埋入過(guò)深引起埋管事故。

（4）當(dāng)導(dǎo)管堵塞，但混凝土還沒(méi)有初凝時(shí)，可盡快使用壓力水對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行沖洗，然后重新下入隔水球塞。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，水下混凝土灌注是橋梁樁基施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，灌注質(zhì)量決定了整個(gè)樁基的質(zhì)量。目前，該橋梁工程樁基水下混凝土灌注施工已經(jīng)完全，且經(jīng)檢查確認(rèn)灌注質(zhì)量合格，所用灌注方法合理可行，值得類(lèi)似橋梁工程參考借鑒。