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提要 本文通过一个工程实例，阐述直径为2.2米的水下混凝土灌注桩钢筋笼成型及水下混凝土灌筑施工技术、遇到的问题，以及处理方法。
关键词：成孔；钢筋笼；泥浆比重；水下混凝土灌筑
中图分类号：TU7 文献标识码：A
一、工程概况
洛阳新区拓展区高铁大道跨伊河工程，全长767m，分左右两幅，下部采用双柱式墩，肋板台，钻孔灌注桩基础，我单位承建9#墩～19#台，台桩直径1.5m，设计桩长25m，墩桩直径2.2m，设计桩长分别为9#、10#、11#桩长41m，12#桩长39m，13#、14#、16#桩长38m，15#桩长37m、17#桩长32m、18#桩长31m。本工程质量目标为优良工程，创“金杯奖”。水下混凝土灌注桩为关键工序。
二、成孔的工艺流程和施工工艺
1、工艺流程。（图1）
2、施工工艺。先按图纸定位尺寸测设桩位中心点，换人换仪器进行复测，再埋设钢护筒，护筒埋置深度2m，高度高出地面0.3m，护筒直径宜比桩径大200～400mm。护筒采用挖坑埋设，底部和四周填粘土，分层夯实。护筒中心竖直线与桩中心线重合，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1%。
3、泥浆配制。钻孔泥浆一般由水、粘土（或膨润土）和添加剂按适当配合比配制而成，在钻进过程中可以根据不同的地质条件对泥浆的比重和稠度加以调整，但是在终孔后二次清孔时必须保证泥浆的性能。其性能指标应符合表1要求。（表1）
4、钻进成孔。钻进成孔时严格控制桩孔垂直度，以避免二次成孔造成桩径过大，开孔时，应低锤密击。钻进成孔时严格控制泥浆的稠度，在土层钻进时应根据泥浆的稠度适当注入清水。在钻进和每次提钻时仔细观察成孔情况，对软粘土层出现的缩径现象和砾石层出现的卡孔现场必须反复扫孔，确保孔径不小于设计要求。（表2）
5、钻孔作业。应分班连续作业，并填写钻孔施工记录。经常对钻孔泥浆进行检测，不合要求时，随时改正。经常注意地层变化，在地层变化处应捞取渣样，判明后记入记录表中，并与地质剖面图核对。
6、在钻孔排渣、提钻头除土或因故停机时，应保持孔内具有规定水位和要求的泥浆相对密度和粘度，并将钻头提出孔外。
7、清、验孔。（1）钻孔深度达到设计标高后，对孔深、孔径进行检查，符合要求后，进行清孔；（2）第一次清孔采用抽筒捞渣换浆。待导管安装完毕后，灌注水下混凝土之前，再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
本工程为摩擦桩，设计无要求，对于直径≤1.5m的桩，沉淀厚度≤300mm，直径＞1.5m或土质较差的桩，沉淀厚度≤500mm。
三、钢筋笼的施工工艺
1、钢筋质量抽验。钢筋使用前按进场的批次随机抽样送检，其质量必须符合有关标准规定。
2、在同一根钢筋上宜少设接头，钢筋接头应设在受力较小区段，不宜位于构件的最大弯矩处。在焊接接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头，焊接接头长度区段内是指35d长度区段内，但不得小于500mm。机械连接接头的位置要求，依照焊接接头要求执行。
3、钢筋笼制作。由于桩基钢筋笼较长，现场施工过程中将钢筋笼分两段连接，钢筋笼主筋采用直螺纹连接，主筋接头按50%错开，桩基加强筋与主筋点焊连接。
4、钢筋笼安装。钢筋笼安装采用两台吊车分段吊装入孔，起吊时，确保钢筋笼和检测管不因吊装而变形。吊装时要对准孔位，吊直扶稳、缓慢下沉，避免碰撞孔壁，待下段钢筋笼下放后，用导轨穿进吊环横担于枕木上面，再吊装上段钢筋笼，两段钢筋笼采用单面搭接焊，吊环采用2个Φ28钢筋制作，对称焊牢于钢筋笼上，吊环长度应提前计算好、焊牢。钢筋笼入孔后，检查钢筋笼的平面位置偏差。
5、钢筋笼成型中遇到的问题。以38m桩长为例，钢筋笼总长36m，主筋为24Φ28，加密主筋为24Φ28，长度20.0m，加强筋为17Φ28，直径195.7cm，定位钢筋为Φ20，每2m设一组，每组4根，螺旋筋为Φ14，从下至上分布为5cm+205×15cm（非加密区）+40×8cm（加密区），本钢筋笼分两段，下段24Φ28主筋长度为18.33m，上段48Φ28主筋长度为20.00m、17.97m，主筋接头错开2m。下段钢筋笼重量约为3.5吨，上段钢筋笼重量约为5.83吨，由于钢筋笼自重导致钢筋笼变形严重，特别是上段钢筋笼，我们初步采用Φ28钢筋十字形支撑，此法有效地防止了下段钢筋笼的变形，但上段钢筋笼仍变形严重，我们又利用等边三角形的稳定性原理，用三根Φ28钢筋加设在加强筋内部，防止了上段钢筋笼的变形。
四、灌注桩混凝土浇筑
混凝土的质量对确保钻孔灌注桩的承载力十分重要，由于桩身混凝土不具备振捣条件，主要靠混凝土的自重压实和混凝土的流动成型，所以必须控制好混凝土的配合比、初灌量、导管埋深和浇筑速度、坍落度等参数以保证混凝土的质量和确保混凝土浇注的连续性。
（一）混凝土配合比。本工程水下混凝土采用商品混凝土，由试验室试配并出具配合比，商品混凝土搅拌站集中搅拌。混凝土试配时除满足混凝土的强度等级，还应保证混凝土具有良好的和易性。（表3）
1、水泥：采用洛阳黄河同力水泥有限责任公司生产的42.5普通硅酸盐水泥。
2、砂：细度模数为2.5的伊河中砂。
3、石：5～25mm的伊河破碎卵石。
4、外加剂：掺用减水剂，在不增加用水量的情况下，增大坍落度以利混凝土浇筑；加入缓凝剂，延缓混凝土的凝结时间，以利于混凝土连续浇筑。
5、粉煤灰：掺加粉煤灰，取代部分水泥用量，改善混凝土和易性，降低混凝土泌水性。
（二）混凝土初灌量、坍落度（18～22cm）应满足要求。首批混凝土拌和物下落后，混凝土应连续灌注，在灌注过程中，导管的埋管深度宜控制在2～6m。派专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，填写混凝土浇筑记录。
（三）浇筑速度。为防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，降低混凝土的浇筑速度，当灌注的混凝土上升到骨架底部4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。
（四）控制最后一次灌注量。浇筑的桩顶标高比设计应高出0.5～1.0m，以保证混凝土强度。
水下混凝土灌注桩的每一个过程都至关重要，每一道工序之间都是相互关联、相互影响的。特别是混凝土浇筑时的坍落度、泥浆比重、沉淀厚度、初灌量、导管埋深、混凝土灌筑的高度与混凝土浇筑量等参数，只有每一道工序都严格都按照设计及规范的要求严格执行，并且细心、认真，才能保证工程质量。
（作者单位：1.河南六建建筑集团有限公司；2.河南六建建设发展有限公司）
主要参考文献：
[1]公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）. |
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