鉆孔灌注樁水下混凝土配合比設(shè)計(jì)及施工工藝

（中鐵十一局集團(tuán)房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，湖北 武漢 430061）

基礎(chǔ)建設(shè)中應(yīng)用較為廣泛的當(dāng)屬鉆孔灌注樁技術(shù)，該技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如良好的承載能力、施工作業(yè)方便、操作簡(jiǎn)單、施工效率高等。因此，鉆孔灌注樁技術(shù)在我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)中備受關(guān)注，但這種樁基礎(chǔ)造價(jià)較高，而且在完工后不易修復(fù)，必須在施工過(guò)程中嚴(yán)格控制混凝土配合比，并且選用恰當(dāng)?shù)氖┕すに囕o助施工，才能確保樁基礎(chǔ)的成品質(zhì)量。

1 工程概況

梧桐苑項(xiàng)目位于武漢市武昌區(qū)民族大道。該工程涉及的樁基類型較多，如C35混凝土的筏板基礎(chǔ)、C30混凝土柱下獨(dú)立基礎(chǔ)及鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。本文對(duì)該工程鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)研究，其鉆孔灌注樁的直徑為80cm，樁身由C35混凝土澆筑而成。在樁的底板處和基礎(chǔ)梁下設(shè)置了C15混凝土墊層，該墊層厚度為100mm。在柱下獨(dú)立基礎(chǔ)樁的底板處和基礎(chǔ)梁下也設(shè)置了混凝土墊層，其規(guī)格和鉆孔灌注樁相同。

2 配合比設(shè)計(jì)分析

2.1 材料性能

1）普通硅酸鹽類水泥是本工程選用的水泥類型，在選擇原料時(shí)需驗(yàn)證其實(shí)際強(qiáng)度等級(jí)，原則上其強(qiáng)度最小值為42.5MPa。

2）選擇礦粉時(shí)，要盡量將其磨細(xì)，以提高混凝土拌合后的相關(guān)性能。通常，混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于C50時(shí)，礦粉渣規(guī)格要選擇S95。粉煤灰一般選用二級(jí)即可。

3）粗骨細(xì)料的選擇標(biāo)準(zhǔn)如下：為確保配制好的混凝土性能符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在選擇細(xì)骨料時(shí)最好使用中粗砂；選擇粗骨料時(shí)，最好選擇連續(xù)級(jí)配來(lái)配制，其粗骨料的粒徑最大值不可超過(guò)導(dǎo)管內(nèi)徑的1/4。外加劑可選擇緩凝功能較強(qiáng)的減水劑，以確保水下混凝土在初凝之前就能連續(xù)完成施工。此外，配制混凝土?xí)r，最好選擇飲用水來(lái)拌合。

2.2 配合比設(shè)計(jì)基本要求

在實(shí)際配制中，所配制的混凝土等級(jí)最小值要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的115%，需使用膠凝材料用量最小值為350kg/m3。此外，要控制混凝土拌合材料的坍落度。原則上，坍落度最小值為0.18m，最大值為0.22m。在配制1h內(nèi)，坍落度最小值要達(dá)0.16m。

2.3 配合比計(jì)算

1）配合比強(qiáng)度 混凝土配制后的強(qiáng)度需計(jì)算出等級(jí)，所得強(qiáng)度要大于普通混凝土（即混凝土規(guī)格為C30）配合比強(qiáng)度。在計(jì)算時(shí)，不僅要考慮到相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還要結(jié)合工程實(shí)際，包括澆筑過(guò)程中的澆筑密實(shí)度對(duì)混凝土硬度的影響等。隨著澆筑過(guò)程的不斷推進(jìn)，混凝土所需承受的壓力指數(shù)也在不斷變化，加之澆筑量的增加，混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，增大了蜂窩或離析現(xiàn)象出現(xiàn)的概率，造成混凝土的密實(shí)度不達(dá)標(biāo)。鑒于此，在計(jì)算混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，既要考慮水下混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，又要考慮具體工程的應(yīng)用情況，使其等級(jí)得到有效提升。

2）水膠比 確定水膠比與混凝土強(qiáng)度之間關(guān)系的前提是混凝土材料并沒(méi)有出現(xiàn)明顯變化。本工程中，該混凝土應(yīng)用于水下施工，因此對(duì)混凝土的配合比有較高的要求，由于施工情況相對(duì)復(fù)雜，所以在確定水膠比時(shí)需結(jié)合實(shí)際情況。

3）使用合理的外加劑可提高混凝土的相關(guān)性能，本工程在選擇外加劑時(shí)除了要遵循相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇科學(xué)的配合比，以確?；炷恋男阅芊舷嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4）砂率的大小直接關(guān)系到混凝土自身泌水性能的高低。要想將混凝土自身泌水性能控制在有效范圍之內(nèi)，需確保含砂率不小于40%。

3 施工工藝

3.1 平整場(chǎng)地與樁位放樣

參照施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)平整場(chǎng)地，使施工場(chǎng)地及作業(yè)面干凈整潔，替換軟土?xí)r應(yīng)確保場(chǎng)地的硬度符合標(biāo)準(zhǔn)。在施工現(xiàn)場(chǎng)，粉土是地表土的主要成分，這類土質(zhì)的透水性很強(qiáng)，尤其是經(jīng)雨水沖刷后，容易產(chǎn)生水土流失，給鉆機(jī)工作帶來(lái)很大影響，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大位移或沉降。為確保鉆機(jī)在軟土地區(qū)正常操作，需鋪墊枕木。樁位放樣施工需遵循以下標(biāo)準(zhǔn)：施工前應(yīng)確定樁位中心線、樁位，并使用全站儀進(jìn)行核準(zhǔn)；為方便核準(zhǔn)樁位，要在每根樁上進(jìn)行標(biāo)注；核準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)對(duì)全站儀掃描出的數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)；核對(duì)后，執(zhí)行樁位放樣操作。在護(hù)筒埋設(shè)前需核對(duì)誤差值，樁位距離中線產(chǎn)生的偏差需符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，具體結(jié)構(gòu)尺寸如圖1所示。

3.2 埋設(shè)護(hù)筒

埋設(shè)護(hù)筒的目的在于即使在土層較厚的施工層也能準(zhǔn)確地進(jìn)行鉆孔灌注施工。本工程選用的鋼護(hù)筒厚度為1cm，在埋設(shè)時(shí)用振動(dòng)沉拔錘錘至標(biāo)準(zhǔn)距離。在刃腳處進(jìn)行加固處理，其鋼板厚度需達(dá)到1cm，具體埋設(shè)如圖2所示。

圖1 護(hù)筒護(hù)樁尺寸

圖2 護(hù)筒埋設(shè)

3.3 泥漿制備

泥漿不僅可增加護(hù)壁穩(wěn)定性，還能起到冷卻鉆頭的作用，使施工過(guò)程順利進(jìn)行，但泥漿質(zhì)量會(huì)受到地質(zhì)條件和氣候因素的影響。為了盡量降低泥漿受到的影響，一般造漿護(hù)壁會(huì)使用更優(yōu)質(zhì)的黏土，并且在打孔過(guò)程中，隨時(shí)對(duì)泥漿質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)具體位置泥漿指標(biāo)的含量來(lái)確定黏土的投放數(shù)量。當(dāng)鉆孔施工的較軟巖層時(shí)，為避免出現(xiàn)塌落情況，需提高泥漿比重和黏度，并且孔內(nèi)水頭的高度需比地下水位高1～1.5m。

3.4 成孔

為避免串孔，在鉆孔時(shí)需控制好兩孔間距。當(dāng)鉆孔深入到孔內(nèi)后，保持鉆頭與孔底的距離在5～8cm，打開(kāi)泥漿泵進(jìn)行循環(huán)沖洗，時(shí)間為3～5min。待上述操作完成后，鉆機(jī)可正常工作。鉆頭緩慢下沉，待其到達(dá)護(hù)筒底部1m位置時(shí)，增加鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速和壓力，使之鉆進(jìn)成孔。在鉆機(jī)工作過(guò)程中，若無(wú)特殊情況，鉆頭不可被隨機(jī)提起。若因?qū)嶋H需要，鉆桿需加長(zhǎng)處理，要在關(guān)閉鉆機(jī)之后，再將其向上抬升，并將抬升距離控制在8～10cm。在這一過(guò)程中，漿液需處于循環(huán)清洗狀態(tài)，并將時(shí)間控制在60～120s，待殘?jiān)艃艉?，再進(jìn)行鉆桿加接。

3.5 清孔與鉆孔質(zhì)量檢測(cè)

成孔之后還需保持10轉(zhuǎn)/min的速度空轉(zhuǎn)，之后再將鉆桿提起。待成孔檢測(cè)后，根據(jù)水下混凝土的標(biāo)準(zhǔn)及時(shí)檢測(cè)泥漿的指標(biāo)性能。清孔處理是控制鉆孔灌注樁質(zhì)量的重要措施，一般會(huì)使用抽漿法。測(cè)量孔深一般使用繩測(cè)法，測(cè)量孔的直徑長(zhǎng)度時(shí)需用專業(yè)的探孔器進(jìn)行探測(cè)。本工程選擇拔塞法進(jìn)行灌注施工，封好漏斗底口處的塞子，待裝滿混凝土后，拔出塞子，計(jì)算出導(dǎo)管的埋深距離，最淺的距離控制在1m處，最深的距離控制在3m處，并在15min內(nèi)完成灌注處理。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文以梧桐苑工程為例，探討了鉆孔灌注樁的施工技術(shù)，并詳細(xì)分析了混凝土的配合比設(shè)計(jì)及鉆孔灌注樁的具體施工情況。只有科學(xué)的混凝土配合比，再輔以規(guī)范的施工工藝，才能確保鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量。