1、丰北路东段莲花河桥桩基工程施工技术控制一、前言随着我国交通事业的发展，对桥梁工程的建设要求越来越高，对其使用年限、工程质量、经济效益等各方面均有较高的期望，尤其是桥梁桩基础工程的施工，作为整个工程的基础支柱，它不仅造价高而且对工程的质量起着决定性的作用。如何在施工时确保基础桩施工质量，既避免不必要的经济损失又保证整体工程质量，势必要求我们在施工过程中对整个施工工艺进行全方位、全步骤的控制。二、工程简介于 98 年 10 月 22 日开工的丰北路东段综合市政工程，是北京市城市规划中的重点施工项目，全长 2.9 公里，包括 8 个单项工程，沿线需架设 2 座桥梁。该工程要求工期紧，要求于 99 年
2、 9 月 17 日实现通车。其中莲花河桥梁位于道路桩号 2+029.3-2+076.3 处，此桥为跨河桥，桥梁全长 47 米，横断面全桥宽为 68.5 米，桥下河道中线与道路永中交角为 92.5 度，共三跨，跨径分别为：20+16+11 米，由西向东为 0#轴、1#轴、2#轴、3#轴（桩位平面图附后） 。桥基础结构共 40 根钻孔灌注桩，桩径 1.3 米，桩长 10 米。施工时先进行 1#及 3#轴桩基施工，待河流导流及桥区管线施工完成后再进行0#及 2#轴桩基工程施工。三、地质概况从地质勘察报告可知：43.80-40.62 为人工堆积层，杂填土；40.62-39.42 为新近沉积层，重亚粘土
3、到中亚粘土；39.42-23.82 为第四纪沉积沉积层，圆砾卵石；地下水位在 30.22 处。四、施工技术控制根据本工程进度、质量要求、地质情况及施工条件，决定对 0#、3#轴采用CM-40 旋挖钻机成孔、水下灌注砼施工方法，该机械施工速度快、成孔质量高。在 1#及 2#轴基础桩位于莲花河河床底面，受施工条件限制，且地层为圆砾卵石层，因此采用乌卡斯钻机成孔。为确保工程质量，我们从施工各工序进行了严格的过程质量控制。一、主要施工工艺流程如下：施工准备测量放线 埋设护筒泥浆制备安置钻架钻进成孔 清孔吊放钢筋笼下导管 浇注砼 （一） 、测量放线：对测绘院交的控制桩进行复测核实，办理书面交接桩手续后依
4、据施工图和测量平面控制网进行桩位测放。测量成果经过自检、复测、报验, 桩位采用“十”字法拴桩，并作专门保护。（二） 、埋设护筒：1、 选用壁厚 6mm、1500mm、长 3m 的钢护筒。2、 护筒定位时先进行桩位复核，采用 1500 钻头钻进 2.2m，护筒吊放入内，调整其中心位置与桩中心偏差小于 2cm。机械下夯 0.5m。确保护筒底端座在密实土层。3、 护筒顶标高高于地面 30cm，隔离地面水，稳定孔口土壤和保护孔壁不塌以利钻孔工作进行。筒壁与水平面垂直，护筒周围缝隙用粘土填充并夯实。（三） 、 泥浆制备CM-40 旋挖钻机泥浆制备：1、 选材：1）水：取用市供应的自来水。2）膨润土：采用
5、山东高阳。3）纯碱：工业用碱。4）羟甲基纤维素，易溶高粘。2、新鲜泥浆配合比：为选择合适的泥浆配比，我们进行了 5 组泥浆试配，测试其各项性能指标是否符合要求，经过多次比较选择了如下配比：膨润土 纯 碱 （） （） （）6 0.8 0.1 按上述配比配置新鲜泥浆性能指标如下：顺 序 项 目 性能指标 测试方法1 比 重 1.06g/cm 泥浆比重称2 粘 度 28 秒 500cc/700cc 漏斗法3 PH 值 9 PH 试纸满足规范要求：比重：1.05-1.25g/cm粘度：25-28 SPH 值；8-103、施工中泥浆护壁要求1)在施工过程中取泥浆样品测试性能指标频率：新制备泥浆进行第一次
6、测试；使用前测试一次；成孔后泥浆面下 1 米及孔底 0.5 米处各取样一次；泥浆回收重复使用时测一次。2)新制配泥浆存储 24 小时，经测试合格后使用。3)储存泥浆每八小时，用空压机搅动一次。乌卡斯冲击钻泥浆配置：乌卡斯冲击钻泥浆不用先行配置，在钻进成孔时，不断加入粘性黄土（红土）和清水，钻头冲击时自行搅动造浆护壁。（四） 、钻进成孔1、场地平整后，钻机就位，钻头对准桩位，调整垂直度，钻机履带水平，开始成孔作业。2、钻孔时,桩位中心用“十字交叉法”引到四周并用短钢筋作好标记、测量孔深的基准点使用水准仪将高程引到四周的钢筋上并做红漆标记。3、采用旋挖钻机钻进成孔：边钻进边注浆，使泥浆面位于护筒面
7、下 1.0m 左右，起到护壁作用。采用乌卡斯成孔：在开孔前直接向护筒内加入粘土块，用冲击锥钻头以小冲程反复冲击造 浆，使卵石击碎挤密同时形成泥皮护壁。每钻进小于 5-10 厘米时，进行掏渣处理，掏渣后及时向孔内添加粘土、清水，保持水头。4、钻进过程中有专人做钻进、成孔记录,填写报表，控制成孔深度。5、钻进孔深达到设计深度后，检验成孔质量。包括孔深（测绳量） 、孔径（下孔规） 、垂直度（孔规结合垂线） 。（五） 、清孔1、为防止停滞时间过长塌孔，成孔后，立即清孔。2、清孔时，防止塌孔，不断向孔内补充新鲜泥浆或清水，使孔内浆面保持在护筒下 1.0 左右。3、清孔后，泥浆比重控制在 1.05-1.2
8、5；粘度 17-20S；既保证不塌孔又有利于水下灌注砼。（六） 、钢筋笼加工1、钢筋笼加工严格按照施工图和技术交底加工。2、钢筋运至现场，按型号、类别、分别架空堆放。3、钢筋检验具备出厂合格证和试验合格后使用。4、钢筋焊接检查要求弯折角度不大于 4，两钢筋轴线错位不大于 2mm，单面焊的焊接长度为 10d（d=22mm） ，焊缝宽度为 0.4d，高度为 0.25d，焊逢要求平整、饱满、光滑、无夹渣、气孔等缺陷。5、钢筋骨架在现场组装，位置准确及焊接牢固，成型骨架架空堆 放，并用红（白）油漆注明桩孔编号。6、钢筋笼成形后,经质检、监理人员质检合格后使用。（七） 、钢筋笼吊放1、钢筋笼骨架固定圈处
9、绑扎高度为 5cm 的砂浆垫块 4 块，以确保保护层厚度。2、吊装前检查钢筋笼编号，尺寸，对号入座。3、根据起重能力，合理设计吊点位置。4、 为确保吊放安全在吊点处加焊 U 型加强筋。5、 就位后使骨架轴线与桩轴线吻合,并保证桩顶标高符合设计要求。6、入孔达设计标高后，将骨架调正在孔口中心，在孔口用绞手管固定，防止混凝土灌注时骨架浮起或位移。（八） 、下导管1、 选用内径为 30cm、壁厚 0.8cm、承插式、钢丝绳锁口钢质导管。其特点是：密闭性好、安装简单、重量清、拆卸迅速。2、 导管组装长度少于孔深 50cm，底端下至孔底标高上 50cm。3、 灌注砼后即时清洗导管，以保证导管内壁光滑，减
10、少砼浇注时摩擦阻力。（九） 、水下砼浇注1、 按设计要求申请砼强度等级 C25，塌落度控制 18-22 之间。2、 砼浇注前检查配比单、开盘鉴定、原材(水泥、砂、石、外加剂)出厂合格证、原材试验报告） 。3、 每根桩砼浇注前重新检查成孔深度、沉渣厚度并填写砼浇注申请，满足要求后方可浇注。4、 砼浇注前逐车检查砼塌落度、和易性并记录。5、 导管内选用合适的球胆,安装正确,一般位于水面以上 20 厘米左右，不能漏浆。6、 混凝土灌注过程中,始终保持导管位置居中,提升导管时有专人指挥掌握,不使钢筋骨架倾斜、位移。7、 混凝土灌注到桩顶标高上 5 米以内时,不再提升导管,直到灌注至高于设计标高 50c
11、m（以保证凿去浮浆后桩顶混凝土的强度）后一次拔出。8、在灌注水下混凝土过程中，孔口内设泥浆泵及时回收泥浆，既可调整后反复使用，又防止泥浆四处流淌，保证了文明施工。9、砼浇注每根桩做一组砼强度试块，试块现场养护一天后，立即拆模送往养护室养护。10、砼施工完毕后，收集砼出厂合格证、砼强度报告、做强度评定。五、施工管理合理运用全面的施工管理手段，为工程施工质量、进度创造有利基础为前提。在莲花河桥桩基工程中，我们建立了一套全面的质量管理监督系统，通过对已有的工程资料进行认真仔细的分析比较，预测可能发生的事故，在施工前建立严密的预防措施，防患于未然。1、加大护筒埋深，防止孔口塌方。在河底部分基础桩施工时
12、，地表层即为圆砾层，因此护筒的埋设极为重要，既要位置准确又要确保孔口不坍塌。因此我们采用人工挖孔，埋设 3 米长护筒，埋深为 2.7 米，护筒顶高出地面 30 厘米，防止了外界水源及杂物进入孔内。护筒四周缝隙采用红粘土回填并人工夯实，使护筒与上部真正结合紧密，实践证明由于采取了恰当的处理方法，使护筒起到了预期的护壁作用。2、采用乌卡斯开孔，如何确保成孔垂直度。乌卡斯成孔垂直度的控制主要取决于开孔质量，在本工程中为避免孔身倾斜。我们在冲击钻成孔过程中，开孔阶段采用重锤低冲程反复冲击，并跟随经纬仪监测，确保成孔垂直度。从监测结果显示采用低冲程反复冲击方式控制了成孔垂直度均在标准范围内。3、控制钢筋
13、骨架起吊变形措施。为防止钢筋笼起吊变形，下放过程中碰撞孔壁砂卵石，易造成塌孔。所以在起吊过程中采取如下措施：在钢筋笼吊放过程中，在钢筋笼骨架上绑扎杉篙，以增大刚度。利用吊车主副钩结合滑轮三点起吊，控制钢筋笼变形，在钢筋笼吊放过程中，始终保持骨架居中，不碰撞孔壁，入孔后下落速度保持均匀，不猛落。4、沉渣处理易造成沉渣主要原因有以下几种：地层为圆砾砂卵石层容易产生沉渣，泥浆配置性能较差、成孔后至浇注砼间隔时间过长均易造成沉渣。为防止沉渣超标，在施工时我们随时抽测泥浆性能指标，保证质量；针对意外原因有可能造成沉渣过厚，我们采取了一些措施；当沉渣厚度超标较小时，改造导管，通过注浆泵使新鲜泥浆从导管内注
14、入孔底，使少量沉渣悬浮；当沉渣超标较大时，用离心吸泥泵将孔底沉渣连同孔底浆液一起抽出，同时从孔口不断补充新鲜泥浆，保持浆面位于孔口下 1 米左右。5、防止导管进水，造成砼离析、夹泥。在导管使用前我们进行了打水试压，从而保证了导管的密闭性。在导管组装时为防止接头漏水，加两道密封圈，并用黄油封口。在首次灌注砼时，计算了砼首灌连续浇注量须大于 3m3，使砼埋至导管下口 1.5m 以上。从而封住导管底端，防止泥浆进入。砼浇注时，导管下口埋入砼的深度保持在 1.5m-m 之间，设专人随时测定，以便掌握导管提升高度和拆卸长度。每次拆卸导管，都经过测量计算导管埋深,然后确定卸管长度,防止导管进水。6、 防止
15、导管堵管，造成断桩。砼离析是造成堵管的主要原因，因此在砼浇注前，我们认真检查砼质量，控制其塌落度在 18-22 之间，检查其和易性。砼浇注过程中中断时间过长，砼在导管内初凝也是造成堵管的原因，因此在浇注时必须确保砼均到位后，才开始浇注，已确保砼连续浇注。避免导管堵塞，引起断桩。7、 浇注砼时防止钢筋笼上浮。采用 16 的钢筋作为吊筋，测定高程后上端与护筒固定。灌注砼时，控制砼浇注速度，以便减小对钢筋笼的冲击。砼面进入钢筋笼一定深度后，适当提升导管，使钢筋笼在导管下口有一定埋深。六、结论丰北路莲花河桥桩基工程于 99 年 3 月 18 日开工，至 5 月 15 日完工，由于合理精心的施工过程控制，40 根钻孔灌注桩经北京市市政工程研究院检测，质量全部合格，其中一类桩 25 根，占 62.5%；二类桩 15 根，占 37.5%。已竣工的莲花河桥工程在经历了河流恢复及冬季气候影响，质量优良，事实证明优质的桩基工程为桥梁结构的施工打下良好的基础，既确保了工程质量，又保证了施工进度。丰北路在 99 年 9 月 17 日按计划实现了通车，其对西部地区改善本地区及所联络地区的交通状况、生产和生活面貌，促进和繁荣经济，具有十分之重要的意义。
