高桩码头灌注柱施工技术

1、 高桩码头灌注桩施工技术蒋 波（中铁港航局集团第一工程有限公司）摘要：介绍泥浆护壁冲孔灌注桩工程的施工技术，并结合工程实例经验，提出在施工过程中各工序应注意的质量控制要点。关键词：冲孔灌注桩、施工技术、质量控制1、工程概况1.1、工程位置厦门市高崎闽台中心渔港建设工程位于福建省厦门港高崎地区，厦门大桥(高崎)西南侧，属厦门西部海域。1.2、工程规模本工程主要包括：a、码头一座，总长260m，宽13m，与北堤连接处总长35m，宽13m；b、引桥2座，长15m，宽7m(海侧喇叭口宽12m，岸侧喇叭口宽15m)。1.3、结构形式码头分为常规段码头和斜坡段码头。常规段码头为高桩板梁上、下平台结构。上层

2、码头面标高为7.50m，下层平台面标高4.19m。斜坡段码头为高桩板梁结构，海侧前7m宽为斜坡道，顶标高从7.5m5.Om，码头岸侧6m宽顶标高为7.5m。码头桩基均采用1000mm嵌岩桩和1000mm钻孔灌注桩，排架间距为6.5m。引桥为高桩板梁结构。引桥面标高为7.50m，桩基采用1000mm嵌岩桩。1.4、灌注桩简述本工程共计灌注桩137根，其中嵌岩灌注桩117根（嵌岩深度3m），钻孔灌注桩20根。直径均为1000mm，桩长在1828m不等。采用海上插打内径1m、壁厚10mm的钢护筒，以做为灌注桩的外护模，同时利用插打的钢护筒作为支撑基础为桩机搭建海上成孔作业平台，桩机成孔、下放钢筋笼、

3、浇筑水下C30砼。本文主要介绍嵌岩灌注桩施工技术。2、施工方法2.1、施工工艺流程施工准备测量放样打桩机就位埋设护筒、桩位复测搭建平台桩机就位泥浆制备桩机成孔成孔复测终孔检测清孔下放钢筋笼下放导管二次清孔灌筑水下混凝土桩头凿除桩基检测2.2、主要施工过程2.2.1、测量放样、钢护筒施打钢护筒施打定位使用常规测量的控制方法，采用前方任意角交会定位法，定位时仪器视线与桩相切，定位后再测量钢护筒与测点间的距离进行复核。桩位放样复测无误后，再次检查护筒的垂直度，满足要求后用DZ62振动锤（护筒盖采用“锅盖式”）将钢护筒下沉。护筒沉入深度按设计图纸并结合地质情况确定。沉桩标高采用水位，水准仪相结合控制。

4、2.2.2、平台搭建利用1000mm钢护筒做支撑基础, 桩顶采用I28工字钢作主梁，【16槽钢作水平支撑和剪刀撑，不采取面板,用打桩船直接将桩机吊上平台就位，打桩机直接在主梁上行走。2.2.3、冲孔桩机就位桩机运到现场用打桩船起吊至施工位置，再利用其自身的移动装置就位。安放时保持机架水平、检查吊锤中心同桩中心在同一轴线上，固定好机架，检查冲击锤的转向装置是否灵活。2.2.4、泥浆制备泥浆制备根据现场施工环境，在平台上放置4m3的泥浆池，采用两台泥浆泵“正循环”进行。先在护筒中放水低锤冲击，产生泥浆，在冲进到合适深度后，根据情况往桩孔中抛入适量粘土，在冲锤作用下产生合格的护壁泥浆。冲孔中，泥浆挟

5、带钻渣通过泥浆泵抽排至泥浆池，钻渣在此沉淀，泥浆仍抽至桩孔中循环使用，沉淀物通过泥浆船运走。2.2.5、冲击钻进成孔根据地质情况及嵌岩深度需采用冲击钻进成孔，冲锤直径选用0.90m，锤重3.5t，冲孔作业分班连续进行。保证成孔的顺利及质量，关键做到：1）水头的保持海水为半日潮，潮差最大为7.5m。水位下降时，利用泥浆泵从护筒内抽出泥浆。水位升高时，从泥浆池内向钢护筒内补充泥浆。这样人为控制水头差在23m内，防止水头过低造成塌孔及水头过高造成泥浆反串。2）泥浆护壁泥浆的质量是冲孔桩施工中的一个相当重要的控制要素，它不但起着护壁作用，而且直接影响着桩的进尺速度、岩层的分析判断等。制浆用粘土采用就地

6、取材，尽量选用含砂量小、粘性大的粘性土。冲孔中要经常对泥浆进行检查，不符合要求时及时改正。在保证桩体质量的情况下，为了提高成孔速度，施工中，根据地下水情况、地质情况、孔径孔深等方面综合考虑泥浆的性能，主要控制好两个指标：相对密度和粘度。相对密度1.3；粘度2230s；另外含砂率4%。3）不同地层成孔a、淤泥层成孔：淤泥性质为流动性较大的不饱和状态，要求低锤勤击，防止倒锤，造成孔径过大或过小，及时清浆降低泥浆浓度。b、砂层：适当提高泥浆浓度，落锤高度也不宜太高，否则可能造成孔壁倾斜。c、强风化、弱风化、微风化岩层：当孔深达岩层时，应检查锤牙、锤体是否完好，确保工程进度、质量、避免卡锤等事故的发生

7、。当岩面倾斜度较大时，必须往孔内回填适量硬度与岩石接近的毛石或碎石，直至将岩石面修平为止，这种工作往往需要多次回填才能完成。在冲钻岩层时必须注意及时清孔，保持一定的泥浆浓度，这样既可加快施工进度，又可保证孔的垂直度。4）在冲孔过程中对锤的转向装置应检查并使其转向灵活，避免梅花孔；在抛石层、弱风化和微风化花岗岩成孔时，应经常检查锤体的完好性，避免卡锤事故的发生；遇孤石层亦按此处理：起落钻头掌握好高度，锤落到底时，钢丝绳不能放过松，避免倒锤，造成扩孔等，同时钢丝绳尚应稍有富余以避免打空锤。5）冲进一定深度后及时清渣，以保证成孔质量并加快进度，清孔后应检查泥浆性能指标是否符合要求。6）成孔过程要及时

8、填写钻孔记录，应及时注意地质变化，捞取渣样，连续操作，不得中途停钻。7）在成孔作业到岩土层发生变化时随时取样与设计资料核对，当成孔到弱（微）风化花岗岩面时，及时取样确定岩面，然后再按设计嵌岩深度成孔到终孔标高。2.2.6、清孔清孔的目的主要是为了把孔内带有大量泥渣的泥浆混合物清除出来,尽量减少孔底沉渣厚度。当冲孔达到终孔标高时应立即进行终孔综合检查,检查内容包括孔深、孔径、倾斜度。检查合格后报监理工程师复检合格后签字, 立即进行清孔工作。清孔采用泥浆循环工艺法，清孔完成后，泥浆指标应满足：含砂率4%，比重为1.051.25，粘度为1822s。2.2.7、钢筋笼制作、安装1）制作钢筋经过试验检测

9、合格后方可使用，钢筋笼的加工在施工现场分节制作，每节长度根据桩长情况综合考虑。钢筋笼制作必须严格按图纸进行，主筋采用焊接接头连接，焊接形成骨架，箍筋与主筋采用点焊。主筋在制作前必须整直，相邻主筋搭接在同一截面长度方向应错开35d且不小于50cm，另应保证钢筋接头数在同一截面不超过总数的一半。为了防止钢筋笼在运输和吊装过程中发生变形，钢筋笼内增设加强劲。另在钢筋笼骨架处设置保护层垫块，竖向间距2米，横向周围4处，以保证钢筋笼的保护层厚度。2）安装钢筋笼安装采用现有的打桩船吊装，在吊移过程中不得拖动、碰撞等所有能使钢筋笼变形、松动及散架的行为。第一段钢筋笼吊起后对准护筒中心垂直缓慢的放入孔内,用钢

10、管临时搁支在护筒上,再吊起另一段对准下一段按规范要求进行焊接,逐段放入孔内至设计标高。下好钢筋笼后，应拉好护筒定位的十字线，调整好钢筋笼的中心位置。2.2.8、安装导管及二次清孔灌注水下混凝土采用内径为250mm的螺牙式导管（每节长度一般为2.5m，还配有1m和0.5m的短管），导管在使用前应对其进行质量检查（规格、拼接、过球、水压等）。导管连接时，中间夹有密封圈，连接盘必须上紧，防止漏气。吊放时，应使位置居中、轴线顺直，稳步沉放，防止挂钢筋笼和碰撞孔壁。导管安装完毕后，用导管进行二次清孔。二次清孔除应该满足泥浆上述指标外，还需检测孔底沉渣厚度。沉渣厚度小于5cm时，方可停止清孔，可进行水下混

11、凝土浇筑。2.2.9、水下混凝土浇筑灌注水下C30混凝土，采用泵送商品混凝土。混凝土运到现场后，应及时检测塌落度（控制在1822cm为宜）、是否有较好的和易性和流动性。同时安装砼漏斗，漏斗管口用预制混凝土球堵塞并挂住，待混凝土存满漏斗时，剪断球塞快速灌注混凝土。灌注桩水下混凝土浇注必须做到：1)初灌混凝土量必须保证导管初次埋深和填充导管底部的需要，初灌完毕后立即检查埋管情况。初灌混凝土量用下列公式计算：式中：V灌注桩首批混凝土所需数量（m3）；D桩孔直径（m）；H1桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；H2导管初次埋置深度（m）；d导管直径（m）；h1桩孔内混凝土达到埋置深度H2 时，导管内混

12、凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m)，h1=Hww/c；Hw井孔内水或泥浆的深度(m)。w井孔内水或泥浆的重度(kNm3)；c混凝土拌和物的重度(取24kNm3)；2）灌注开始后应紧凑、连续进行，严禁中途停工。在灌注过程中，要防止混凝土拌合物从漏斗处掉入孔中，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，使测深不准确。灌注过程中观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管的埋深控制在26m，提导管后不得小于2m。3）导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，如出现导管法兰卡住钢筋骨架，可移动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到桩孔中心。每次提管应记录灌注

13、混凝土的方量、孔内混凝土表面高度及导管埋置深度，防止误测超拔导管而出现断桩现象。4）拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15min，要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中，并注意安全。已拆下管节要注意立即冲洗干净，堆放整齐。5）在灌注过程中，应防止钢筋笼上浮。6）为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上灌注一定高度，可按孔深，成孔方法，清孔方法查定。一般为0.51m。2.2.10、桩头凿除待混凝土强度达到设计强度80%以上时凿除桩头，凿除桩头的桩身必须保证没有松散混凝土及杂物。2.2.11、检测成桩后按设计要求对桩基进行检测。3、施工中常见的事故及处理预防3.1、在成孔过程中1）偏斜孔：停止成孔，测出事故

14、位置；回填碎片石，再用小冲程冲击，经检测纠正后继续成孔。2）塌孔：提高泥浆浓度，保持孔内外水头高度差；清孔时泥浆保持一定浓度；3）掉锤：发生掉锤后及时摸清情况，清除锤顶部的覆盖物，采取相应的措施进行打捞；经常检查钢丝绳磨损情况。4）粘锤：发生粘锤后，降低泥浆浓度或回填部分砂；发生粘锤后循环反浆加大提升能力取锤。5） 梅花孔或桩孔不圆：检查锤的转向装置，然后回填碎片石，采用大小冲程交替修孔。3.2、在灌注过程中1）混凝土浇灌匀速，当混凝土进入钢筋笼底部时，控制慢速浇注以减少对钢筋笼的上浮力。2）提管宜慢，确认未碰钢筋笼时，再匀速提升导管，避免人为地使钢筋笼上浮。3）检查并拆换漏水的导管，防止导管渗水使管内砼造成离析堵管。坍落度控制在1822cm,保持砼和易性和流动性。4）导管埋深控制在26m左右为宜，以免埋管太深，管内砼不易流出导管底部，浇灌时应勤提勤拆。4、结束语冲击钻孔灌注桩的工艺复杂，难度大、专业性强、而且是隐蔽工程，每一道工序必须严格控制。首先，成孔的质量控制是一个重要环节，尤其是成孔深度和清孔由为重要。成孔深度不够就会造成桩进入不了持力层而导致承载力不够，而清孔不彻底，导致孔底全是杂物达不到承载要求，但也不应采取加深钻孔深度代替清孔。其次，钢筋笼的质量控制直接关系到桩是否具有足够的承载力，尤其是