铜陵长江大桥主塔4#墩钻孔桩水下灌注混凝土施工技术

韩冬

摘要：本文依据铜陵长江大桥工程首先对项目概况进行了简述，然后对水下灌注混凝土技术进行了详细的分析，内容包括：混凝土配合比的设计，灌注前准备工作，混凝土的拌合、运输、浇筑及注意事项。

关键词：铜陵；铜陵长江大桥；主塔4#墩；钻孔桩；水下灌注混凝土

一、工程概况

铜陵长江大桥为合福铁路在铜陵跨越长江的重要通道，跨江桥为公铁合建斜拉桥。跨江主桥跨布置：90m+240m+630m+240m+90m。4#墩为主桥南主墩，基础采用55根Ф2.8m钢筋混凝土灌注桩，按摩擦桩设计，梅花式布置，桩长101m；承台采用圆端形承台，平面尺寸66.4m×46.0m，高度为7.0m，承台顶标高为+6.0m，底标高为-1.0m。

二、水下混凝土灌注

2.1、混凝土配合比

鉆孔桩开钻前应做好砼配合比的设计和试验工作，并将试验结果整理报请监理工程师审批。具体要求及内容如下：

主墩钻孔桩设计为C30水下混凝土，混凝土的可泵性、和易性必须满足要求，混凝土坍落度为18～22cm，初凝时间不少于10小时。

水泥：采用42.5普通硅酸盐低碱水泥；

掺合料：掺加的粉煤灰需符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》的规定。

砂：细度模数为2.3～3.0的中砂；

碎石：选用质地坚固的碎石，其压碎值小于10%，吸水率小于2%。采用5～16mm，16～25mm连续级配；

水：采用井水；

减水剂：选用的混凝土外加剂产品技术性能指标符合《混凝土外加剂》（GB807-2008）及相关标准。

2.2、混凝土灌注

1）施工前准备工作

施工前准备工作包括前期辅助结构设计、制造和砼配合比试验等，具体内容

如下：

①φ325水下砼填充导管设计、制造。

② 导管夹箍设计、制造。

③ 容量0.5m3积料斗设计、制造。

④ 容量18m3储料斗设计、制造。

⑤ 容量3.0m3砼漏斗设计、制造。

⑥ 反循环空气吸泥机头设计、制造。

⑦ 填充水下砼隔水栓塞的选购或制造。

⑧ 测量砼面标高的测鉈、测绳准备。

⑨ 砼配合比的选择试验报告。

⑩ 填充导管的水密试验记录。

2） 灌注前还应认真做好以下准备工作：

① 混凝土原材料如水泥、砂子、碎石、水、外加剂数量应能满足连续生产的需要，其质量得到工程师的认可。

② 混凝土灌注所需的工具、设备等如18m3储料斗、3.0m3漏斗、φ325mm的螺旋丝口垂直提升水下砼填充导管、导管夹箍、填充水下砼隔水栓塞、测量砼面标高的测鉈、测绳以及各种技术签证表格应准备妥当。

③ 备用发电机组应试运转，状况良好，能在停电的情况下迅速投入使用。设备维修人员和配件应准备妥当。所有备用设备应保证原有设备在遇到意外事故时，混凝土生产、运输、灌注能继续。

④应有措施保证暴雨时混凝土能连续灌注，质量不受影响。

3）混凝土的拌合

① 开盘前试验人员必须测定砂、石含水率，将理论配合比换算成施工配合

比。

② 混凝土配料和计量：混凝土配料必须按试验室通知单进行，并应有试验

人员值班，配料应采用自动计量系统计量。

③ 开盘前要检查砂、石的质量情况，核实使用原材料与配合比通知单是否相符，数量是否足够灌注一根桩并有10%的富余量。

④ 开盘前要校核搅拌站计量设备及其他计量器具，并由试验人员复核。

⑤ 开盘前外加剂的浓度应进行确认，外加剂的掺量应精确。

⑥ 开盘前，应检查拌合机、混凝土输送泵及管道、灌注等各设备的运转情况。

4）混凝土的运输

桩身混凝土由岸上混凝土工厂拌制，通过混凝土搅拌车运送至墩位后采用地泵输送入储料总槽。当温度较高时，混凝土泵管应浇水降温。

5）混凝土的浇注

① 开始灌注首批混凝土时，首批混凝土储量控制在21m3左右。

② 导管安装

a、混凝土采用刚性导管法灌注，导管接头为丝口式，壁厚δ=10mm，直径φ外=325mm，容许承受的最小压力为2.0Mpa。

b、每根桩砼灌注前，对导管均应逐段进行水密承压试验。试验压力为孔底静水压力的1.5倍为1.75Mpa，在无渗漏的条件下持荷时间不少于5分钟。

c、砼填充导管安装前应在导管上用油漆划上编号，以便砼灌注时与测量深度相互复核。导管插入桩孔前应认真复查导管的实际长度与所划刻度是否相符，确认无误后插入桩孔并进行接长。导管安装完毕，底口离桩底约30cm。

③ 水下混凝土灌注

a、首批混凝土灌注方量

首批混凝土的方量应能满足导管初次埋置深度不小于1.0m和填充导管底部

间隙的需要，经计算首批混凝土的数量应大于21m3。

b、钢筋笼安装完毕，应及时检查孔底沉淀厚度，沉淀厚度满足要求后方可进行混凝土的浇注施工，否则应进行二次清孔。因钢筋笼、砼填充导管安装过程需经历较长时间，致使钻孔桩孔底沉淀增厚，故砼灌注前需对钻孔桩进行二次清孔。即在填充导管内插入φ40～φ45mm的胶管进行空气反循环清孔。清孔时导管需在钢筋笼内来回移动，时间不少于30分钟。当泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s，沉渣厚度不大于15cm，清孔完毕。拆除二次清孔反循环吸泥机头及胶管，安装3.0m3砼漏斗即可进行水下砼灌注工作。

c、灌注砼前需在填充导管内安设泡沫隔水栓塞，待18m3储料斗和3.0m3漏斗储满砼后，开始“拔球”灌注水下砼，拔球后混凝土要連续灌注，不得停顿，保证整桩在混凝土初凝前灌注完成。

d、砼灌注过程中要有专人测量砼面标高，正确计算导管在砼内的埋置深度，导管埋置深度适当，正确指挥导管的提升和拆除，保证埋置深度在2～6m。

e、混凝土灌注到桩上部5m以内时，不再提升导管，待灌注至规定标高一次提出导管。拔出最后一节导管时应缓慢提出，以免桩内夹入泥芯或形成空洞。

f、由于桩径大，导管埋深相对较深，由此造成浮浆较厚，因此实际灌注的桩顶标高应比设计标高高出1.0m左右。

g、灌注砼过程中应回收桩孔内泥浆，回收泥浆时要注意控制孔内泥浆始终高出江水面约2m。孔内最后3～5m范围内泥浆质量较差，不回收处理。

6）注意事项：

① 砼灌注前，要办好隐蔽工程施工各项检查签证，施工过程中要认真填写施工记录表和施工记录。

② 砼灌注工作应连续不间断进行，万一发生砼灌注中断事故，应根据导管的埋置深度，间断、少量提升导管，并立即排除故障。

③ 泡沫隔水栓塞应进行通过检查。

④ 施工过程中注意不使桩底注浆管受到损伤，以免影响后续工程施工。

⑤灌注过程中应防止安全帽等异物掉入导管中在集料斗中部设置钢筋焊成的间距150mm的方型隔格栅。

⑥砼灌注工作是桩基施工的关键工序，应有专人负责指挥、协调。

⑦水下混凝土灌注完毕，对混凝土的拌和、运输、灌注等所用设备进行清点和清洗，并妥善保管备用。

三、结论

铜陵长江大桥主塔4#墩水下灌注混凝土施工质量要求高，灌注量大、持续时间长，需连续不断进行，因此施工前要做好各项准备工作，施工过程中要严格按照规程进行操作，使水下混凝土的灌注质量达到规范规定的要求。

参考文献：

《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ213-2005）

《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）

《铁路工程基桩无损检测规程》（TB10218-99）

《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005）

《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》（科技基[2005]101号）

《混凝土外加剂》（GB807-2008）