严寒气候下的长螺旋钻孔压灌桩施工

赵 连 平

(黑龙江龙华岩土工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000)

严寒气候下的长螺旋钻孔压灌桩施工

赵 连 平

(黑龙江龙华岩土工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000)

简述了长螺旋钻孔压灌桩的施工工艺，并以哈尔滨大剧院桩基础工程为例，探讨了严寒气候下长螺旋钻孔压灌桩的施工技术，对混凝土供应措施、设备管路保温措施、钢筋加工措施等作了阐述，保证了桩基的质量。

长螺旋钻孔压灌桩，冬期施工，设备，保温

1 工艺简介

钻孔压灌桩工艺，是采用长螺旋钻机，钻至设计深度后，提钻向孔内压灌超流态混凝土(坍落度20 cm～25 cm)，至桩顶标高或地面，然后向已经灌注完混凝土的桩孔内插入钢筋笼，成桩。该工艺采用的施工设备，除长螺旋钻机外，需配备混凝土泵、铁质泵管、胶质泵管及多个连接弯头等一整套混凝土泵送管路，混凝土泵送管路与钻机动力头连接，并通过螺旋钻杆将混凝土送至桩底，在钻具上提的过程中靠注入的混凝土支撑孔壁，并依靠钻具底部注入的混凝土压力将孔内的泥土向上推送由螺旋钻具旋出孔外。该工艺由于间歇时间过长，管路中的混凝土容易固结堵塞，管路拆卸、安装程序繁琐，浪费时间、人力，尤其浪费混凝土材料，因此必须连续作业。由于管路较长，管路及内部混凝土蓄热量有限，在严寒气温下易于受冻，往往导致施工难以实施。

2 哈尔滨大剧院桩基础工程概况

哈尔滨大剧院桩基础工程，采用钻孔压灌超流态混凝土桩，桩径为600，桩长为18 m和28 m两种,共计3 568根桩，于2010年10月20日开工，由于一些原因，施工至当年10月末停工，12月末准备再次开工，当时最低气温已达到-25 ℃，施工期为当地气温最低季节，当地气温最低可达-38 ℃，而且地处松花江边的空旷地带，气温低，风力大。

3 冬期施工采取的措施

1)冬期施工混凝土供应措施。在混凝土泵送管路中，混凝土中的热量是主要的供热来源之一，由于单桩混凝土用量根据桩型不同为6 m3～10 m3之间，混凝土运送车装载量一般为12 m3～15 m3，不可能与混凝土运送车装载量相同，因此车内剩余混凝土需等候较长时间，散热较多，因此要求商品混凝土供应到现场的温度不低于20 ℃。但受条件限制，商品混凝土供应商无法满足，只能保证不低于10 ℃，为保证混凝土入模温度按规范规定的不低于5 ℃，只能采取其他保温和加热措施。混凝土搅拌时，按照外界气温掺加防冻剂。

2)设备管路保温措施。设备管路由于随钻机行走以及钻机动力头上下移动，保温材料必须为可伸缩、有弹性；钻出的含水泥沙随处流淌，由于管路中充满混凝土重量大，在提钻和钻进的上下移动时无法架空需要落地，钻进过程中泵管下落时无法设定其准确位置，因此不可避免的保温材料要落入钻出的泥土中，外界温度在-25 ℃～-35 ℃时泥土很快会冻结，原有冻土通过钻出的泥土会与泵管外的保温材料冻结在一起，当提钻时泵管上很容易产生较大的撕裂力，脱离冻土后会有泥土粘结于保温层上，粘结多时需随时破除，因此保温材料需要有较大的强度，固定在泵管上也必须非常牢靠。

本工程采用加厚防水帆布做外层，内加压实后为3 cm的岩棉，做成保温被，保温被不宜过厚，过厚不易捆绑，单个保温被长度与单节泵管长度相当，宽度为绕泵管关卡一周并搭接10 cm,保温被接头设孔，便于上下连接，保证不因拖扯分离，而造成泵管局部失去保温层。当保温棉被破损严重时应停工，将整套保温被更换后，再重新开钻施工。

3)设备保温、保养等措施。混凝土地泵设置位置选择，距离钻机位置尽可能的近；场地过大时，分割施工，移动地泵位置到较近处，以减少管路长度。地泵外设置保温棚，保温棚内在泵的储料斗下设置焦炭炉，既增加了棚内温度，保证泵的油温能正常工作，也保证在两桩施工间歇时泵的储料斗及内部混凝土不受冻。

钻机的动力头内正常使用的齿轮油，更换成冬季机油，由于温度低更换的机油的粘稠度也可满足设备使用要求。其他部位的齿轮箱也可同样更换，或间歇后启动前对变速箱加热，以保证能够正常启动运转。

挖掘机按冬季要求保养。

4)混凝土管路的蓄热及泵的清洗用水加热措施。混凝土输送管路蓄热，采用蒸汽锅炉。将蒸汽输出胶管沿着泵送管路敷设在保温被内直到动力头的接口，再返回至钻机动力头完全提起泵管落到地面的位置，保证冷凝水流回地面，且不会受阻。泵的清洗用水在水箱中用蒸汽管加热。一台0.5 t蒸汽锅炉可供应两台套钻机。

5)钢筋加工措施。本工程钢筋笼加工采用电弧焊，按照规范要求在环境气温低于-20 ℃时不宜施焊，如果保证连续施工，本工程的外界环境温度预计最低可达到-35 ℃，无法保证质量，如果采用保温棚，由于钢筋笼长度较长，为28 m，加工场地需求较大，钢管脚手架无法搭设，只能采用钢结构桁架，一是当时气温不适合钢结构施工，另外造价太高，而且保温棚的设计施工时间较长，因此采用充气大棚的方式满足其大跨度的要求，即采用电机不断补充充气的气拱门和气拱梁做框架，中间采用不透气的，强度较高的轻质防雨布进行连接，围合为“整体结构”的充气大棚。在充气大棚内设置供热采暖设施，本工程采用散热排管的形式，由蒸汽锅炉对其供热，保证棚内温度不低于-20 ℃，保证钢筋加工质量要求。

6)成品保护措施。当地冻深最大为2 m，开工前预想到该工程桩基础需要越冬，为保证桩头不受冻，在桩顶以上预留2 m厚的覆土。另外混凝土搅拌时要求采用水化热较高的普通硅酸盐水泥。

7)生产组织措施。由于钻渣冻结速度很快，不及时清土将影响钻机的行走安全，需配备大于240型的大挖掘机进行清土，人员配备齐全充足，钻机人员在现场交接班，设备24 h不停，人员做好防冻伤工作。

8)锅炉保证措施。由于蒸汽锅炉属于特种设备，每台锅炉按照使用就近原则布置，每台锅炉配建防火苯板彩钢锅炉房。司炉工必须责任心强，保证蒸汽压力和及时供应。

4 施工结果

通过采取上述措施，哈尔滨大剧院桩基础工程，在2011年1月，外界气温最低达到-36 ℃的情况下，仍可以保证施工，两桩施工的停歇间隔可达到1 h以上。该工程由于施工过程中台仓下卧等原因出现间歇，2011年3月18日全部完工，共计完成工程桩数3 568根。2011年5月该工程的桩基检测全部完成，检测结果全部合格。

5 结语

通过该工程对冬期施工的探索，对严寒气候下钻孔压灌桩施工总结如下：

1)可以施工，如果措施得力，施工速度基本与夏季施工相当。

2)必须有严密的施工组织措施。

3)必须保证混凝土的到场温度。

4)可根据最低气温的不同对上述措施中的部分项目进行调整，以达到既实用又经济的效果。

5)施工费用有所增加。

Long spiral bored pile construction in cold climate

Zhao Lianping

(HeilongjiangLonghuaGeotechnicalEngineeringCo.,Ltd,Harbin150000,China)

The thesis describes the construction technology of long spiral bored pile, takes Harbin Theater pile foundation engineering as an example, explores long spiral bored pile construction technologies in cold climate, and illustrates concrete supply measures, equipment insulating measures and steel reinforced measures and so on, so as to guarantee the pile foundation quality.

long spiral bored pile, winter construction, equipment, thermal insulation

2014-12-14

赵连平(1968- )，男，高级工程师

1009-6825(2015)06-0060-02

TU473.14

A