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摘要：钻孔灌注桩是深基础的一种，且因其性能良好等优点，在工程建设中得到了广泛的应用，而水下混凝土施工是当前钻孔灌注桩施工的一个难点。本文对钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工技术进行了详细的介绍，该施工技术具有良好的社会效益和经济效益，可在相关工程中推广。
关键词：钻孔灌注桩；水下混凝土；施工技术
0引言
随着我国国民经济的快速发展，建筑工程、桥梁工程等建筑物的建设日益增多。在建设工程桩基础施工中，钻孔灌注桩以其适应范围广、对周围构筑物影响小、操作简便及施工安全等优点，得到了广泛的应用。但是，由于钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工的隐蔽性及工艺的复杂，若施工技术不当，将会导致许多质量问题的出现，影响到钻孔灌注桩的整体质量及安全。对此，笔者介绍了钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工技术。
1工艺原理
在钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工中，遇到孔壁上的孔洞或裂缝中有流动的地下水，桩基混凝土在初凝前，地下水的流动导致桩基混凝土中的水泥浆被冲刷而流失，造成桩基混凝土出现离析、空洞、不密实、甚至断桩。
钻孔灌注桩成孔后，用流速仪探明孔中地下水流动的情况，如图1所示，并记录地下水的流速、流量，绘制地下水流出处在孔井部位的图纸。
图2钢筋笼上的密目铁丝网
在密目铁或钢丝网的外面预留合适直径注浆钢管，且对称设置不少于2根，为防止注浆管端部堵塞，用合适的塑料帽盖封。等桩基混凝土终凝结束后，用压浆机通过压浆管进行注浆，注浆料用掺有速凝剂的水泥浆，封闭了流水层间隙，增强了桩基混凝土与岩土体结合，防止水流的长期冲刷，确保了桩基的耐久性。
2施工工艺流程及操作要点
2.1工艺流程
施工前必须全面掌握钻孔灌注桩的施工工艺，钻机的主要施工工艺流程如图3所示。
图3施工工艺流程
2.2操作要点
（1）平整场地，施工放样
钻孔施工前应对施工场地加以平整，然后按设计文件进行放样，准确确定每个桩位的位置，并用钢筋桩定位。
（2）钻机就位
安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在同一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差≤1cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
（3）埋设护筒，制备泥浆
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土3种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度2～3m。一般常用钢护筒，钻孔泥浆由水、黏土（膨润土）和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀则排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。
（4）钻进成孔
钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣（冲击式用），还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应先规划好，既要保证下1个桩孔的施工不影响上1个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
（5）成孔检验
当钻孔达到设计高程并经检查符合规定后，立即进行清孔作业，并测定孔深，清孔后的沉渣厚度应符合设计要求。
下放流速仪探明孔中地下水流动的情况，并记录地下水的流速、流量，绘制地下水流出处在孔井部位的图纸。
（6）钢筋笼的制作及吊放
①在一般加工制作好的钢筋笼上将在泉眼处上下各1m的范围内将定位筋进行加密，然后在定位筋的外周围绑扎密目铁丝网或者密目钢丝网，并用扎丝将其与定位筋绑扎牢固，密目铁丝网或者密目钢丝网搭接宽度≥10cm宽度，其长度≥2m（以地下水冲刷位置为中心）；②对于桩身下部没有钢筋笼的部分，在钢筋笼主筋定位筋的上焊接四根纵向与主筋同直径的加长辅助钢筋且对称分布，纵向加长辅助钢筋的内侧用圆形加强箍筋与其焊接，间距≤2m，在有地下水冲刷的部位进行加密，然后在制作好的骨架纵向钢筋上绑扎密目铁或钢丝网，并用扎丝将其与定位筋绑扎牢固，密目铁丝网或者密目钢丝网搭接宽度处≥10cm，其长度≥2m（以地下水冲刷位置为对称中心），若孔井中孔隙或者孔洞较多，则钢筋笼需要全身设置防冲刷屏障；③在密目铁丝网或者密目钢丝网的内侧预留合适直径注浆钢管，且对称设置不少于2根，若孔井中孔隙或者孔洞较多，则钢筋笼需要全身设置防冲刷屏障，并将注浆钢管设置到孔底，为防止注浆管端部堵塞，用合适的橡胶塞盖封，再在密目铁丝网或者密目钢丝网上均匀涂抹水泥浆或者环氧砂浆，等待水泥浆或者环氧砂浆凝固后达到桩身混凝土设置强度，将准备好的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后加以固定。
（7）下导管，灌注水下混凝土下好导管后，浇筑混凝土，浇筑时灌注高度应高出桩顶4m以上，保证导管内混凝土压力，并控制好灌注速度，导管埋在混凝土的深度为2～6m。
（8）注浆等桩基混凝土终凝结束后，用压浆机对压浆管进行注浆，注浆料用掺有少量速凝剂的水泥浆，填充地下水沿孔井壁与防冲刷屏障四周间的水流间隙，确保桩基混凝土与岩土体紧密结合。
3材料与设备
3.1材料（见表1）
表1主要材料
4质量控制
4.1施工必须遵守执行现行的国家、行业标准
①《建筑地基基础设计规范》GB5007—2002；②《建筑桩基检测技术规范》JGJ106—2003；③《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008；④《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63—2007；⑤《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2002；⑥《建筑施工安全检查标准》JGJ59—1999；⑦《公路桥涵施工技术规范》JTT041—2000；⑧《建筑钢结构焊接规程》JGJ81—1991。
4.2质量检查
（1）钻孔灌注桩桩的成桩质量检查是对各工序的检查，即主桩成孔、泥浆质量、清孔、钢筋笼制作及安装、混凝土制作及浇注等工序过程的质量检查。
（2）在浇注混凝土前，应对孔的中心位置、孔深、孔径、垂直度、沉渣或悬浮物、孔底沉渣厚度、钢筋笼安放实际位置等的检查，并填写相应质量检查记录。
（3）钢筋笼制作应对变径折弯、钢筋规格、焊条规格、品种、焊口规格、焊缝长度、焊缝外观和质量、主筋和箍筋的制作偏差等进行检查。主筋间距±10mm；箍筋间距或螺旋筋螺距±20mm；钢筋笼直径±10mm；钢筋笼长度±50mm。
（4）成立以项目副经理为组长的混凝土灌筑施工管理组，主要负责实施混凝土施工的组织管理工作，确保混凝土连续供应和按施工工艺组织施工，从而保证混凝土施工质量。混凝土浇筑前，由项目总工程师组织人员进行技术交底，明确混凝土浇筑的工艺、特点和施工注意事项等，项目副经理负责组织施工机具、运输工具以及劳动力的安排，项目质检工程师和技术主管专职负责相应部位的灌筑质量控制，全过程现场旁站监控。
（5）桩身质量检查①桩身质量检测可采用预埋管超声检测、钻孔取芯、有可靠经验的动测法等方法；检测数量根据具体情况由设计确定。②桩周土体可采用静力触探、标贯等原位测试方法检测其物理性质。③桩周土体经压浆处理后可采用静力触探、标贯等方法检查其物理性质，也可采用钻孔取芯的方法检查。
5安全措施
（1）完善各项安全生产管理制度，针对各工序及各工种的特点制定相应的安全管理制度，并由各级安全组织检查落实。
（2）建立安全生产责任制，落实各级管理人员和操作人员的安全职责，做到纵向到底，横向到边，各自做好本岗位的安全工作。
（3）项目开工前，由项目经理部编制实施性安全技术方案，对项目作业编制专项安全技术方案，经领导小组同意后实施。
（4）严格执行逐级安全技术交底制度，施工前由项目经理部组织有关人员进行详细的技术安全交底。项目工程队对施工班组及具体操作人员进行安全技术交底。各级专职安全员对安全措施的执行情况进行安全技术交底。各级专职安全员对安全措施的执行情况进行检查、督促并作好记录。
（5）加强施工现场安全教育针对工程特点，定期进行安全生产教育，重点对专职安全员、安全监督岗岗员、班组长及从事特种作业的起重工、电工、焊接工、机动车辆驾驶员、混凝土工等进行培训和考核，学习安全生产必备的基本知识和技能，提高安全意识。通过安全教育，增强职工安全意识，树立“安全第一，预防为主”的思想，提高职工遵守施工安全纪律的自觉性，认真执行安全操作规程，做到：不违章指挥、不违章操作、不伤害自己、不伤害他人，不被他人伤害，确保自身和他人安全，提高职工整体安全防护意识和自我防护能力。
（6）认真执行安全检查制度项目经理部保证检查制度的落实，按规定定期检查，经理部每10日检查1次，工程队安检部门每7日检查1次，作业班级实行每班班前、班中、班后三检制，不定期检查视工程进展情况而定，如：施工准备前、施工危险性大、采用新工艺、季节性变化、节假日前后等不时要进行检查，并要有领导值班。对检查中发现的安全隐患，建立登记、整改制度，按照“三不放过”的原则制定整改措施。在隐患没有消除前，采取可靠的防护措施。如有危及人身安全的险情，立即停工，处理合格后方可施工。
6环保措施
（1）泥浆循环利用，施工完后自然蒸发，余料集中处理。
（2）制定施工环保、水土保持、文明施工、施工现场管理、施工秩序管理、施工安全管理细则，并认真落实。
（3）施工机械维修时，讲油料、废水收集集中处理。
（4）工地经常洒水，降尘降沙。
7结语
综上所述，水下混凝土灌注施工质量是保证钻孔灌注桩成桩质量的关键，采取有效的施工技术进行施工十分重要。本施工技术操作简单，质量可靠，降低了工程的施工成本，解决地下水危害钻孔灌注桩的问题，确保了钻孔灌注桩的桩基质量，经过在工程中的实际应用，取得了良好的成效，对相关工程施工具有重要的参考价值。
参考文献：
[1]毛家宽，杨晓东.钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工要点[J].黑龙江交通科技.2015（04）
[2]涂瀚.钻孔灌注桩水下混凝土施工技术[J].山西建筑.2014（25）