大直径深孔桩基施工技术关键点

刘宁宁

（中建八局第二建设有限公司，山东 济南 250022）

1 工程概述

新建某北方高速铁路，设计时速250km/h，有砟轨道，双线，线间距4.6m。赵川镇高架特大桥223#～226#墩设计为一联（40+64+40)m 预应力混凝土连续梁。

下部结构，224#、225#墩为（40+64+40）m 连续梁的中墩，墩高均为22m。桩基采用14 根φ1.5m 钻孔桩，桩长为86m 和75m，上层承台轮廓尺寸11m×8.5m×2m，下层承台轮廓尺寸14.5m×13.5m×3.5m。

223#、226#墩为（40+64+40）m 连续梁的边墩，墩高均为27m，桩基采用12根Φ1.25m 钻孔桩，桩长分别为65m 和63m。上层承台轮廓尺寸9.2m×5.5m×1.0m，下层承台轮廓尺寸12.2m×8.9m×2.5m。

该工程具有工期紧、桩基数量多、跨度大等特点，考虑到这些因素，在结合地质情况之后，桩基均选择360 型旋挖钻机进行钻孔作业，该设备成孔质量好且速度较快。在整个施工过程中，主要在钻孔、设置钢筋笼、混凝土灌注等关键环节做好质量控制，开钻前进行桩位复测，确保护筒位置准确，钻机精确对中、调平，保证桩位准确及垂直度符合要求，钻孔过程中注意护桩保护，随时检查桩位及复测护筒标高。钢筋笼采用场站集中加工，分节运送至现场安装，确保钢筋笼质量。下文着重就混凝土灌注质量控制进行分析阐述。

2 大直径深孔桩基施工混凝土质量的控制

2.1 大直径深孔桩基施工混凝土的设计

大直径深孔桩基施工混凝土在设计的时候，要充分考虑水灰比、强度、坍落度、初凝时间等技术参数，具体在设计时要结合组织施工情况、水中施工环境、桩基大小尺寸等内容以估测确定初凝时间，并确保首批在水下灌注的混凝土保持初凝状态。

2.2 大直径深孔桩基施工混凝土的要求

首先是要具备良好地湿堆积密度。湿堆积密度关系到混凝土在进行水下灌注时，能否依靠自身的荷载将位于仓面的水或泥浆摊平并紧密。一般情况下，要求在水下进行的大直径深孔桩基混凝土的湿堆积密度大于2100kg/m³ ，这与混凝土拌合物湿堆积密度和粗骨料最大粒径有关。

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运输和灌注过程中发生分层离析和泌水现象的关键，这主要是良好地保水和粘聚性能够保证在水下进行大直径深孔桩基混凝土施工时，混凝土具有良好地流动性。

最后是具有良好地工作性。良好地工作性可以确保混凝土在搅拌、运输、灌注和捣实等过程中易于操作，并且能够确保质量均匀、密实，使得混凝土具有良好地流动性、粘聚性和保水性，使得在水下进行的大直径深孔桩基混凝土施工不易出现蜂窝或孔洞，能够依靠自身荷载完成摊平与紧密。

3 大直径深孔桩基混凝土施工控制的技术关键点

3.1 大直径深孔桩基混凝土的导管安排

大直径深孔桩基混凝土在进行水下作业时，灌注施工一般采用内径不小于30cm 的钢导管进行，在进行钢导管的安装之前，要对其进行接头抗拉和水密承压的试验，试验通过方能使用。一般情况下，对于钢导管的水密承压试验要求较高，水密承压试验中的水压除了要保持在孔内水深的1-1.3 倍及以上，还要不低于导管内壁和焊缝承受的灌注混凝土时可能承受的最大内压的1-1.3 倍。

在大直径深孔桩基混凝土施工控制中，对于导管插入混凝土内深度的控制是极为关键地，需要科学合理的计量控制。以插入混凝土内的深度1m 为限，当插入深度小于1m 时，发生混凝土拌合物锥体突然下落，导管附近出现小范围隆起，表面曲线发生转折，这就说明混凝土拌合物的流动已经脱离了混凝土保护层，而且灌注压力已经破坏了混凝土保护层，使得混凝土的整体性和均匀性遭到破坏，严重者容易出现断桩或夹层。

当插入深度大于1m 时，能够明显发现混凝土表面的坡度均衡，灌注进去的混凝土拌合物已经开始流动，混凝土内部质量均匀。为此，要保证首批混凝土可以埋住导管至少1m，这对于混凝土灌注能否成功具有重要意义。

混凝土导管插入十分重要，混凝土灌注拔管也十分重要，整个灌注拔管的过程，可以看作是对混凝土的一次振捣过程，专业的技术术语称为抖插，在这个抖插的过程中，频率和时间都需要严格控制，2-5 分钟的抖插可以有效避免混凝土出现离析，使振捣效果最佳。

3.2 大直径深孔桩基混凝土的灌注关键点

混凝土的灌注要在钢筋骨架安装、导管安装、孔清理工作完成和大料斗安装完成之后立刻进行，水下混凝土的灌注时间不得超过首批混凝土的初凝时间。混凝土运至灌注地点后应检查其均匀性和塌落度等，不符合要求时不得使用。灌注首盘料时，先用混凝土罐车卸满大料斗，大料斗开始往孔内灌注混凝土后应持续从混凝土罐车往料斗内放料，首批灌注混凝土的数量应满足导管首次埋置深度1.0m 以上的需要，所需混凝土数量应精确计算，本项目按不少于6 方控制。

对于水下混凝土的灌注要注意保持连续性，严禁停工以避免出现断桩和堵管问题。在整个灌注的过程中，要注意保持灌注记录的动态性，无论是灌注时间、灌注量、导管埋深还是导管拆除数量都是灌注记录需要记录的方面，需要由专职人员负责，灌注过程中应保持孔内的水头高度，导管的埋置深度，特别强调要注意对灌注过程中混凝土顶面的标高进行测量与记录，最终混凝土顶面的标高要比设计标高高出1-1.5m，以保证桩头具有足够的强度，对于多余的部分，在后续的接桩工作前，要进行凿除清理。

在整个灌注的过程中，如果导管内的混凝土没有灌注满或是含有空气，那后续进行灌注时要注意控制速度和灌注量，缓慢进行，这是为了避免导管内因混凝土过快覆盖留住空气，在密闭空间内形成高压气囊，一方面堵塞导管，另一方面易因堵塞挤爆导管，引起断桩。

混凝土灌注过程中要采取措施防止钢筋笼骨架上浮。当灌注的混凝土顶面距离钢筋笼骨架底1m 左右时，减缓灌注速度，随时观察钢筋笼骨架顶面变化情况，待混凝土顶面高于骨架底面4m 以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m，恢复正常灌注速度。

3.3 灌注混凝土

在混凝土灌注的过程中，会进行导管提升，导管提升时，要参考埋管深度，一是要保证导管的位置居中，速度要缓，防止提升过程中导管与钢筋笼发生刮连，二是控制埋管深度在2-6m，不得提离混凝土顶面，并避免发生漏浆堵管等问题。拆除导管要注意速度，一般控制在15min 以内，特别注意要避免发生掉管问题，引发安全事故。灌注过程中发生异常和故障时，应查明原因，合理确定处理方案，切勿盲目采取措施，造成严重后果。

4 结语

随着我国工程技术水平的不断提高，建设项目要求的不断提高，大直径深孔桩基的应用将愈发广泛，对于其施工技术关键点的控制对于保障工程质量具有至关重要的意义，为此要特别注意。