论文部分内容阅读
【摘 要】 本论文首先对桥梁水下混凝土灌注桩施工的概述进行了说明，然后分析了桥梁水下混凝土灌注桩施工中存在的问题，组合论文详细阐述了桥梁水下混凝土灌注桩施工技术。
【关键词】 桥梁；水下混凝土；灌注桩施工；灌注量
一、前言
随着施工技术的不断发展，对桥梁施工过程以及施工质量的要求也日益渐高。因此，积极采用科学施工技术，不断完善桥梁水下混凝土灌注桩施工技术就成为当前一项十分紧迫的问题。
二、研究的工程背景及其意义
本项目位于杭州市萧山区浦阳镇，规划线路自江西俞村开始向东跨越浦阳江与现有大湄线相接，起讫里程K1+750～K2+906.364，共计1156.364m。包括路基、路面及桥涵工程。
浦阳江大桥全长681.62m，桥跨布置为7×30m+（68+120+68）m+6×30m+3×10m，其中主桥采用68+120+68m变截面预应力现浇连续箱梁桥，引桥主要采用30m预制拼装小箱梁，主桥下部交接墩采用实体桥墩，主墩采用空心薄壁墩，下接承台，钻孔灌注桩基础，桩径180cm。引桥桥墩采用盖梁接柱，钻孔灌注桩，桩基直径150cm（10cm预制板桥墩采用100cm桩接90cm柱），其中0号桥台采用肋板台，19号桥台采用桩基接台帽结构，钻孔灌注桩直径为100cm。
全桥桩基基础均采用冲击钻成孔，刚性导管法灌注水下混凝土，砼设计标号为C25。主桥桩径1.8米的有12个，1.5米的有8个，引桥1.5米的有27个，1.0米的有7个；傅家河中1.0米的有10个。主桥桩径1.8米的深度大约为49-52米左右；1.5米桩径的深度大约为40-45米左右；1.0米桩径深度大约为37-39米左右。
此桥的建成对于浦阳江两岸的居民来说，出行带来了极大的方便。同时又能够推动当地的经济的发展具有深远的意义。
三、桥梁水下混凝土施工前的各项准备工作
1、水泥：优先选用低水化热的普通硅酸盐水泥，采用浦兴水泥P.O42.5。
集料：粗骨料优先选用5-25mm连续级配的碎石或卵石，含泥量应小于2%，以提高砼的流动性，防止堵管。
砂：选用级配Ⅱ区的中粗砂。
外加剂：根据预定的砼灌注时间、气温、运距等，调节砼的初凝时间充分保证砼的初凝时间不易过快或过慢。
矿物掺合料：优先选用萧山金马热电厂Ⅱ级粉煤灰，联化S95矿渣微粉，其他各项指标均符合相应的标准规范。
2、水下混凝土配合比试验
水下混凝土配合比设计强度为25Mpa，配置强度为33.2Mpa，试验结果如下所示：
3、水下混凝土的灌注
（1）水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为200～350mm，视桩径大小而定。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍，p可按以下公式计算：
四、桥梁水下混凝土灌注桩施工中存在的问题
1、施工中存在的问题
（一）偏斜孔
钻机安装时，支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致偏孔。
（二）卡钻
钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因引起“卡钻”现象。
（三）缩孔
缩孔在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是流塑性状态土层中特有的现象，起原因是此类地层含水量高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，导致钻孔的直径小于設计的桩直径。
（四）掉钻
由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”。发生掉钻后应及时采取恰当的方法进行打捞。
2、水下混凝土灌注中出现的问题
（一）封底失败
由于首批混凝土数量过小、孔底沉渣厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后，未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。
（二）卡管
因混凝土和易性差、混凝土中含有大块骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称为“卡管”。
（三）断桩
由于灌注中提升导管失误、混凝土供应中断（下雨、停电、机械故障等）或导管漏水等原因导致导管中已灌注的混凝土与导管的混凝土隔断，无法继续灌注的现象称为断桩。
（四）钢筋笼上浮
由于钢筋笼的加固不可靠或灌注过程中操作因素带来的钻孔桩钢筋笼移位现象统称为钢筋笼上浮。发现钢筋笼上浮。
3、灌注桩成桩后发现的质量缺陷
（一）桩长小于设计要求
桩长小于设计要求的缺陷可以分为两类：第一类处理桩头后，混凝土顶面高程小于设计要求；第二类钻孔底部沉积的虚渣在清理时未清理干净导致桩全长小于设计或嵌入基岩深度小于设计。
（二）桩体混凝土不连续
由于灌注过程中，发生孔壁局部坍塌饿杂物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在桩体形成夹层导致钻孔桩混凝土不连续。
五、桥梁水下混凝土灌注桩施工技术探讨和分析
1、桥梁水下混凝土灌注桩施工工艺
沉底至管顶上0.5米的沟槽范围，考虑到沉管下方有三根水利管涵压重问题，工程管道所跨越的水利管涵上方的沟槽回填决定采用水下C25砼，使用导管法浇筑，浇筑前必须先检查混凝土泵送的输送管路，确保不透水。在施工前，施工人员需要联系商用砼厂家的操作人员来现场实地察看，确保水下砼浇筑的施工可靠性。首灌砼量与导管直径、料斗容量及埋置深度有关，具体在施工前计算。每移动一次导管均应按照首灌砼的方法进行。 2、桥梁水下混凝土灌注桩施工中常见事故及预防处理措施
（一）导管塞卡堵
桥梁水下混凝土灌注桩施工中个别管节受损变形大、管节间橡皮垫圈凸出于内壁或管内残留混凝土渣未清除干净；导管塞的形状或制作材料不当。圆柱形、木制、钢材等硬质材料制作的导管容易卡堵；开始浇筑时未先浇筑砂浆或砂浆中含有碎石也有可能造成卡堵事故。施工人员在下管前对各节导管认真检查，有条件的做落球试验；采用具有一定柔性的材料，如橡胶空心球塞等做导管塞。
（二）埋管。
施工人员要先期浇筑的混凝土适宜加缓凝剂，延缓初凝时间；导管底口距离孔底的高度要适当，一般在0.4m，不能超出0.5m；过低则混凝土排出不畅通；过高不容易满足地一次下料导管埋深要求，甚至造成初灌未封底；浇筑时料斗要严格把管，防止超径石子，团块进入导管；清孔时保证泥浆性能良好；防止清孔后孔底余郁積厚度大，同时也能防止浇筑混凝土面泥浆压力大，增加混凝土下料阻力，影响混凝土扩散；组织好各个环节，保证混凝土浇筑的连续性。
（三）堵管
桥梁水下混凝土灌注桩施工中若导管采用传统的法兰盘连结方式或法兰盘挂住钢筋笼；长时间不起拔，埋管过深；浇筑过程中因故停顿时间长，混凝土强度开始增长，混凝土的落度偏小，气温较高，使混凝土的初凝时间过早。先期浇筑的混凝土适宜加缓凝剂；浇筑混凝土严格控制入仓混凝土的质量，特别是混凝土的落度，不合格的混凝土严禁入仓；高温天气应加强拌和能力，保证混凝土的供应；浇筑工程中勤起拔，严格控制导管的埋深，不得超过6.0m；导管连接应采用螺旋式的，不适宜用法兰盘连接，以减小提升阻力，并可防止挂钢筋笼。埋管深度不大时，停止浇筑，拆除上部导管，挖除已经浇筑的混凝土，埋管过深时，埋管应报废处理。
（四）导管接头或焊缝进水
桥梁水下混凝土灌注桩施工中导管接头橡皮垫圈老化、损坏或残缺；接头连接不紧，起吊过程中松动、进水或焊缝局部薄弱，在外部泥浆压力作用下缝隙扩大、进水。加强责任感，下管前应对橡皮垫圈、焊逢进行仔细检查，采用螺旋式导管连接，保证密封圈未老化、破损；桩深度较大的情况下，应在地面做导管连接及密封试验。
（五）导管提空。
混凝土面探测、计算有错误，或导管提升过快，将导管提出混凝土面以上，钻机刹车不灵，导致提空。技术人员应记录清孔后的泥浆比重，一此精确计算浇筑过程中导管的埋深，并与混凝土面探测对照，认真做好导管拆卸记录；开始浇筑前检查卷扬机刹车，如提升过程中突然发生刹车失灵，则及时关闭电源开关，使卷扬机停止提升，严格控制泥浆质量和清孔质量；防止混凝土面泥砂淤积过厚，并注意混凝土自管外落入孔内形成混凝土假面，导致探测错误。
六、结束语
从实践出发对当前桥梁水下混凝土灌注桩施工的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，施工技术管理工作的主要任务是运用科学的方法，促进技术工作的开展。
参考文献：
[1]高大钊，赵春风，徐斌.桩基础的设计方法与施工技术[M].北京：机械工业出版社，2002.
[2]郑俊喜.浅析钻孔灌注桩的质量控制[J].科技资讯，2008
[3]栗克慧.钻孔灌注桩施工技术与质量控制[J].山西建筑，2011
【关键词】 桥梁；水下混凝土；灌注桩施工；灌注量
一、前言
随着施工技术的不断发展，对桥梁施工过程以及施工质量的要求也日益渐高。因此，积极采用科学施工技术，不断完善桥梁水下混凝土灌注桩施工技术就成为当前一项十分紧迫的问题。
二、研究的工程背景及其意义
本项目位于杭州市萧山区浦阳镇，规划线路自江西俞村开始向东跨越浦阳江与现有大湄线相接，起讫里程K1+750～K2+906.364，共计1156.364m。包括路基、路面及桥涵工程。
浦阳江大桥全长681.62m，桥跨布置为7×30m+（68+120+68）m+6×30m+3×10m，其中主桥采用68+120+68m变截面预应力现浇连续箱梁桥，引桥主要采用30m预制拼装小箱梁，主桥下部交接墩采用实体桥墩，主墩采用空心薄壁墩，下接承台，钻孔灌注桩基础，桩径180cm。引桥桥墩采用盖梁接柱，钻孔灌注桩，桩基直径150cm（10cm预制板桥墩采用100cm桩接90cm柱），其中0号桥台采用肋板台，19号桥台采用桩基接台帽结构，钻孔灌注桩直径为100cm。
全桥桩基基础均采用冲击钻成孔，刚性导管法灌注水下混凝土，砼设计标号为C25。主桥桩径1.8米的有12个，1.5米的有8个，引桥1.5米的有27个，1.0米的有7个；傅家河中1.0米的有10个。主桥桩径1.8米的深度大约为49-52米左右；1.5米桩径的深度大约为40-45米左右；1.0米桩径深度大约为37-39米左右。
此桥的建成对于浦阳江两岸的居民来说，出行带来了极大的方便。同时又能够推动当地的经济的发展具有深远的意义。
三、桥梁水下混凝土施工前的各项准备工作
1、水泥：优先选用低水化热的普通硅酸盐水泥，采用浦兴水泥P.O42.5。
集料：粗骨料优先选用5-25mm连续级配的碎石或卵石，含泥量应小于2%，以提高砼的流动性，防止堵管。
砂：选用级配Ⅱ区的中粗砂。
外加剂：根据预定的砼灌注时间、气温、运距等，调节砼的初凝时间充分保证砼的初凝时间不易过快或过慢。
矿物掺合料：优先选用萧山金马热电厂Ⅱ级粉煤灰，联化S95矿渣微粉，其他各项指标均符合相应的标准规范。
2、水下混凝土配合比试验
水下混凝土配合比设计强度为25Mpa，配置强度为33.2Mpa，试验结果如下所示：
3、水下混凝土的灌注
（1）水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为200～350mm，视桩径大小而定。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍，p可按以下公式计算：
四、桥梁水下混凝土灌注桩施工中存在的问题
1、施工中存在的问题
（一）偏斜孔
钻机安装时，支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致偏孔。
（二）卡钻
钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因引起“卡钻”现象。
（三）缩孔
缩孔在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是流塑性状态土层中特有的现象，起原因是此类地层含水量高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，导致钻孔的直径小于設计的桩直径。
（四）掉钻
由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”。发生掉钻后应及时采取恰当的方法进行打捞。
2、水下混凝土灌注中出现的问题
（一）封底失败
由于首批混凝土数量过小、孔底沉渣厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后，未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。
（二）卡管
因混凝土和易性差、混凝土中含有大块骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称为“卡管”。
（三）断桩
由于灌注中提升导管失误、混凝土供应中断（下雨、停电、机械故障等）或导管漏水等原因导致导管中已灌注的混凝土与导管的混凝土隔断，无法继续灌注的现象称为断桩。
（四）钢筋笼上浮
由于钢筋笼的加固不可靠或灌注过程中操作因素带来的钻孔桩钢筋笼移位现象统称为钢筋笼上浮。发现钢筋笼上浮。
3、灌注桩成桩后发现的质量缺陷
（一）桩长小于设计要求
桩长小于设计要求的缺陷可以分为两类：第一类处理桩头后，混凝土顶面高程小于设计要求；第二类钻孔底部沉积的虚渣在清理时未清理干净导致桩全长小于设计或嵌入基岩深度小于设计。
（二）桩体混凝土不连续
由于灌注过程中，发生孔壁局部坍塌饿杂物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在桩体形成夹层导致钻孔桩混凝土不连续。
五、桥梁水下混凝土灌注桩施工技术探讨和分析
1、桥梁水下混凝土灌注桩施工工艺
沉底至管顶上0.5米的沟槽范围，考虑到沉管下方有三根水利管涵压重问题，工程管道所跨越的水利管涵上方的沟槽回填决定采用水下C25砼，使用导管法浇筑，浇筑前必须先检查混凝土泵送的输送管路，确保不透水。在施工前，施工人员需要联系商用砼厂家的操作人员来现场实地察看，确保水下砼浇筑的施工可靠性。首灌砼量与导管直径、料斗容量及埋置深度有关，具体在施工前计算。每移动一次导管均应按照首灌砼的方法进行。 2、桥梁水下混凝土灌注桩施工中常见事故及预防处理措施
（一）导管塞卡堵
桥梁水下混凝土灌注桩施工中个别管节受损变形大、管节间橡皮垫圈凸出于内壁或管内残留混凝土渣未清除干净；导管塞的形状或制作材料不当。圆柱形、木制、钢材等硬质材料制作的导管容易卡堵；开始浇筑时未先浇筑砂浆或砂浆中含有碎石也有可能造成卡堵事故。施工人员在下管前对各节导管认真检查，有条件的做落球试验；采用具有一定柔性的材料，如橡胶空心球塞等做导管塞。
（二）埋管。
施工人员要先期浇筑的混凝土适宜加缓凝剂，延缓初凝时间；导管底口距离孔底的高度要适当，一般在0.4m，不能超出0.5m；过低则混凝土排出不畅通；过高不容易满足地一次下料导管埋深要求，甚至造成初灌未封底；浇筑时料斗要严格把管，防止超径石子，团块进入导管；清孔时保证泥浆性能良好；防止清孔后孔底余郁積厚度大，同时也能防止浇筑混凝土面泥浆压力大，增加混凝土下料阻力，影响混凝土扩散；组织好各个环节，保证混凝土浇筑的连续性。
（三）堵管
桥梁水下混凝土灌注桩施工中若导管采用传统的法兰盘连结方式或法兰盘挂住钢筋笼；长时间不起拔，埋管过深；浇筑过程中因故停顿时间长，混凝土强度开始增长，混凝土的落度偏小，气温较高，使混凝土的初凝时间过早。先期浇筑的混凝土适宜加缓凝剂；浇筑混凝土严格控制入仓混凝土的质量，特别是混凝土的落度，不合格的混凝土严禁入仓；高温天气应加强拌和能力，保证混凝土的供应；浇筑工程中勤起拔，严格控制导管的埋深，不得超过6.0m；导管连接应采用螺旋式的，不适宜用法兰盘连接，以减小提升阻力，并可防止挂钢筋笼。埋管深度不大时，停止浇筑，拆除上部导管，挖除已经浇筑的混凝土，埋管过深时，埋管应报废处理。
（四）导管接头或焊缝进水
桥梁水下混凝土灌注桩施工中导管接头橡皮垫圈老化、损坏或残缺；接头连接不紧，起吊过程中松动、进水或焊缝局部薄弱，在外部泥浆压力作用下缝隙扩大、进水。加强责任感，下管前应对橡皮垫圈、焊逢进行仔细检查，采用螺旋式导管连接，保证密封圈未老化、破损；桩深度较大的情况下，应在地面做导管连接及密封试验。
（五）导管提空。
混凝土面探测、计算有错误，或导管提升过快，将导管提出混凝土面以上，钻机刹车不灵，导致提空。技术人员应记录清孔后的泥浆比重，一此精确计算浇筑过程中导管的埋深，并与混凝土面探测对照，认真做好导管拆卸记录；开始浇筑前检查卷扬机刹车，如提升过程中突然发生刹车失灵，则及时关闭电源开关，使卷扬机停止提升，严格控制泥浆质量和清孔质量；防止混凝土面泥砂淤积过厚，并注意混凝土自管外落入孔内形成混凝土假面，导致探测错误。
六、结束语
从实践出发对当前桥梁水下混凝土灌注桩施工的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，施工技术管理工作的主要任务是运用科学的方法，促进技术工作的开展。
参考文献：
[1]高大钊，赵春风，徐斌.桩基础的设计方法与施工技术[M].北京：机械工业出版社，2002.
[2]郑俊喜.浅析钻孔灌注桩的质量控制[J].科技资讯，2008
[3]栗克慧.钻孔灌注桩施工技术与质量控制[J].山西建筑，2011