桩基技术总结

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1、合福高铁桩基施工技术总结【摘 要结合工程实例，阐述了水下灌注桩施工的技术要求，针对施工中常 见的工程事故，提出了预防及处理的技术措施。【关键词水下浇筑桩，浇筑方法，工程事故预防及处理桩基础日益成为软弱地基上公路与桥梁及高层建筑经常采用的 的一种基础形式，尤其在桥梁工程中，钻孔桩更是广泛采用。钻孔桩受工程地质条件及水文地质条件的影响，大多数桥梁钻孔 必须采用水下灌注混凝土的施工方法。新建合福铁路（安徽段）HFZQ-2标铜陵长江大桥位于安徽省无 为县境内，大桥起屹里程DK087+644.72-DK122+089.769，桥梁长 度34.445KM。该铁路主要工程量是桩基8416根（桩径分别为申2.

2、0m、 1.5m、q）1.25m、e1.0m ），承台 1025 个，桥墩台 1025 个，双线简 支梁1016孔（23m箱梁53孔，32m箱梁963孔），连续梁四联， 提篮钢管拱一联，现主要对桩基施工方面的技术问题总结如下：一、水下灌注混凝土施工方法桩基钻孔的方法一般分为正循环和反循环，其工作原理如下图 所示。在我们这个工程项目中，主要采用的是反循环钻孔方法 其施工的优点是工作效率高，成孔时间短；缺点是容易塌孔， 且废渣多。（b）(a)正循环排渣；(b)反循环排渣1 钻杆；2送水管；3 主机；4 钻头；5沉淀池；6 潜水泥浆泵；7泥浆泵；8砂石泵；9 抽渣管；10排渣胶管水下灌注混凝土施工是

3、灌注桩质量控制中最重要的一个环节。水下灌注混凝土是用混凝土从孔底开始灌注，将孔内泥浆置换出 来，成为混凝土桩：一般使用密封的刚性导管浇筑混凝土，也可以使 用混凝土输送泵连接的柔性胶管直接插到孔底浇筑混凝土，因设备投 入较大，现在很少采用，导管浇筑混凝土施工必不可少的设备还有料 斗、隔水阀、导管提升机械等，为便于施工，导管分节制作，一般长 度2.5或3米，导管直径常用250mm。料斗容积为1m3比较合适， 隔水阀主要有底盖式，滑阀式两种，本工程施工常见的是底盖式。底 盖式是在导管底部安设一底盖，将导管慢慢沉到孔底再在导管及料斗 中注满混凝土，逐步提起导管，底盖随即脱落。浇筑过程中，理想的混凝土流

4、动方式是：最先浇筑的混凝土在最 上部，一直与泥浆面稳定接触，但是，在导管插入深度较小时，导管 内新注入的混凝土是从导管四周向上流动的，只有导管插入较深时， 混凝土才会整体上升。导管最大埋深不得大于6.0m。浇筑过程中，应及时掌握孔内混凝土面上升的高度及导管插入深 度，测定每个混凝土面位置应取两个以上的测点，测绳受拉伸、湿度 等因素影响，所标长度变化较大，须经常校正。浇筑混凝土必须连续 进行，否则先浇筑进去的混凝土达到初凝，将阻止后浇灌的混凝土从 导管中流出。施工中，混凝土浇筑速度应尽可能地快一些，较好的方 法，是将混凝土从输送泵中直接投到导管的料斗中去。终止浇筑混凝 土前，须确定混凝土真实高度

5、，以见混凝土中粗骨料为准。在进行灌注桩施工之前，为确保水下浇筑混凝土作业，在调查确 认混凝土搅拌站的设备性能、拌制能力、运输能力等条件的同时，还 必须充分考虑施工场地内外运输车运行路线、交通状况、卸料设备、 排除孔内泥浆措施等。二、经常遇到的工程事故水下浇筑混凝土的质量问题有如下几种：（1）导管堵塞（2）导管漏水（3）导管拔出混凝土面（4）混凝土上返不流畅（5）导管被混凝土埋住、卡死（6）钢筋笼上浮（7）混凝土拌制不符合要求这些问题带来的后果是(1) 断桩(2 )桩顶空心(3 )桩身有夹渣、蜂窝(4 )桩身配筋减少以上事故可以通过施工记录分析、无破损检测等方法来确定，由 于灌注桩施工的不可逆性

6、，其事故处理就非常困难。三、事故的预防水下浇筑混凝土质量事故的预防应从两方面来解决，其一是加强 管理，监督检查严把质量关，其次是提高施工人员得素质和操作水平， 减少人为的差错。常见事故预防的技术措施一般有如下几个方面： (1 )混凝土配合比指标混凝土塌落度控制在仃22cm，粗骨料最大 粒径应小于40mm，要有良好的流动性和和易性，用料上优先采用中 粗砂，级配较好的卵石，矿渣硅酸盐水泥，避免使用普通硅酸盐水泥。混凝土和易性与水泥品种、砂率有极大的关系，砂率小、粗骨料 级配不好、搅拌出的混凝土极易离析，影响水下浇筑混凝土质量。水泥品种对混凝土的流动性影响极大，如采用普通硅酸盐水泥搅 拌处得混凝土，

7、在和易性、塌落度都满足要求的情况下，由于混凝土 的“粘滞力”较大，浇筑过程中，混凝土上返不顺利，需经常提管、拆 管，不仅影响浇筑速度，还极易造成事故。在不得以使用普通硅酸盐 水泥时，建议在正常的混凝土配合比中添加减水剂，并在尽可能短的 时间内浇筑完毕。混凝土配合比还应考虑运输距离、气候影响，在夏 季或运输过程中时间较长时，应加混凝土缓凝剂，浇筑前混凝土塌落 度降低可以加水灰比为0.50.6素水泥浆。（2）导管使用前须做密封试验，使用后及时冲洗，预制隔水阀要 准备充足为了加快灌注速度，混凝土最好从混凝土输送泵中直接投 到导管的漏斗中去。（3）导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类、大小而定，最

8、高不超过0.5m，浇筑过程中，应匀速向导管料斗内灌注，如突然灌 注大量的混凝土导管内空气不能马上排出，可能导致堵管，若管内空 气从导管底端排出，可能带动导管拔出混凝土面。（4）浇筑过程中，须不断测定混凝土面上升高度，并根据混凝土 供应情况来确定拆卸导管的时间、长度，以免发生桩身夹渣、断桩 或 “埋管”事故。（5 ）导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速 度、浇筑速度、孔内护壁泥浆状态来决定，一般情况下，以26m为 宜。如果导管插入混凝土中的深度较大，供应混凝土间隔时间较长，且混 凝土和易性稍差，极易发生“埋管”事故。假如预料到不能及时供应混 凝土（超过1h）,混凝土运输距离远，交

9、通堵塞等因素时，除混凝土 中加缓凝剂外，导管插入混凝土中的深度不宜太小，据以往经验，以 56m为宜，每隔15min左右，将导管上下活动几次，幅度以2.0m 左右为宜，以免使用混凝土产生初凝假象.浇筑混凝土中断超过2h, 应判为断桩.（6）产生桩顶空心的因素有：导管插入混凝土中的深度较大，混 凝土坍落度小，桩径小（800 ）桩顶心呈不规则漏斗形，其深度、 位置与导管拔出时的位置、桩顶混凝土状态有关。防止桩顶空心，建议采用如下方法：（1 ）灌注结束前导管插入混凝土中深度不超过6.0m ；（2）灌注结束后，导管拔出混凝土之前，导管上下活动几次， 幅度不超过50cm，或者应机械、人工振捣桩顶混凝土，时

10、间不超过 20s ；（3）尽可能缩短灌注时间，避免使桩顶混凝土产生假凝现象、 降低桩顶混凝土的流动性。四、工程事故处理工程事故处理必须按照有关规定、程序，与业主、设计单位、监 理公司等有关部门协商，经批准后，才能进行。（1）桩身缺陷处理桩身缺陷必须经过目前国家认可的检测手段确定，最好能定量地 指出桩身缺陷的范围、严重程度。如场地条件允许，可采用补桩处理，每个缺陷桩两侧各补一根。（2）导管拔出混凝土面水下浇筑混凝土过程中，如误将导管拔出混凝土面，必须及时 处理。孔内混凝土面高度较小时，终止浇筑，重新成孔：孔内混凝土 面高度较高时，可以用二次导管插入法，其一是导管底端加底盖阀， 插入混凝土面1.0

11、m左右，导管料斗内注满混凝土时，将导管提起约 0.5m，底盖阀脱掉，即可继续进行水下浇筑混凝土施工。由于要克 服泥浆对导管的浮力，混凝土面较深时，不宜采用；其次是用滑动球 阀“二次求和法”处理，操作步骤如下： 准确测定混凝土面位置为地表下6.0m，将申250长7.0m导管 吊放在混凝土面上，用双股铁丝系上球阀放在导管内水面上。 导管上料斗内注入混凝土 0.1 m3，缓慢将混凝土球阀放在导管 底端，把铁丝固定在料斗上。 把导管插入混凝土面下1.0m，料斗内注满混凝土。 剪断铁丝，连续浇筑混凝土至地表。此方法使用时，必须由有 经验的工程师现场指导，导管长度、吊预制混凝土球阀铁丝长度、铁 丝抗拉程度

12、、混凝土面实际位置等数据，必须事先正确确定。(3) 导管卡死、断裂造成的断桩导管插入混凝土中拔不起来或被拔断，如果桩径较大，可以采用 二次导管插入法处理，否则只能补桩、接桩。接桩一般用人工挖孔的办法处理，清除桩顶残渣，接钢筋笼，浇 筑混凝土至设计标高。由于场地小、地层以砂层、粘砂土为主，是富水层，人工挖孔处 理失败后，采用钻机处理。 用抽芯钻机取样，确定混凝土面高度是在地表下14.0m，浮渣 层很薄，利用抽芯钻机在桩顶四周中处理浮渣层。 用10mm厚的钢板，制作一个内径1000 ,长14.00m的铁桶， 底口镶嵌合金钻刃，上顶封闭，中心焊一个与回转钻机方钻杆插接的 套筒。 将钢筒放入孔内，回转

13、钻机支稳、校正，利用钢筒作钻具，使 用正循环钻进，钢筒钻入桩顶1.0m停止。 将清水换做水灰比0.5:1的素水泥浆注入钢筒内，筒外侧充满 水泥浆为止。 将钢筒顶盖切掉，2h后，用底吸式潜水泵排出筒内水泥浆， 放入钢筋笼，干孔浇筑设计混凝土强度至设计桩顶标高。(4) 钢筋笼上浮非通长配筋的桩，当混凝土坍落度偏小、浇筑速度较快时，容易 将钢筋笼浮起，施工中除注意控制坍落度，浇筑速度外，还应注意导 管底端避免位于钢筋笼底口上下2.0m之内的位置；法兰连接的导管 为防止挂钢筋笼，在法兰处加焊护罩效果好。防止钢筋笼上浮的办法很多，如：笼顶主筋与钢护筒点焊在一起； 用重物固定笼子吊环等；我们自巩县铁生沟煤

14、专线开始，采用在主筋 上焊“倒刺”的方法，来防止钢筋笼上浮，效果很好。“倒刺”用g00钢筋制作，钢筋笼同一截面焊34个“倒刺”， 每个笼子设两道即可。(5) 桩顶处理设计桩顶标高常常低于地表，受泥浆各项指标、地层岩性、混凝 土配合比等因素的影响，灌注混凝土时，桩顶超灌高度较难控制，一 般桩顶浮渣层厚0.5m1m左右，混凝土面的高度，其准确的测定， 应以见混凝土中粗骨料为准。超过桩顶部分的混凝土，达到设计强度后，需要清除，一般方法有： 人工凿除（效率低）； 风镐凿除（噪音大，桩顶易受扰动）； 手持冲击钻打孔，注化学膨胀剂清除（桩顶易受扰动）等。我们在长期施工中，摸索出两种较好的方法，介绍如下：其一是用具有一定压力的清水（压力不宜太大），冲洗扰动桩顶 上部混凝土，使其成为较松散、低强度的混合物，桩头开挖后，比较 容易凿除。其二是在灌注混凝土结束后2h，即将桩顶上部泥浆、浮渣层人 工清掉，预留0.20.3m的保护层，24h后，人工凿除保护层即可， 桩顶需要注意养护，不能失水、受冻。本人签字：导师评语：导师签字：业务负责人签字：年 月