海上钢管灌注桩施工

钻孔灌注桩施工方案（要求海上施工）~

灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。
　　泥浆护壁施工法冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。
　　施工顺序：
　　(1)施工准备
　　施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。
　　钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。
　　(2)钻孔机的安装与定位
　　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，再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一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。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
　　钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在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。钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、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、钢筋混凝土三种。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），每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。
　　(4)泥浆制备
　　钻孔泥浆由水、粘土(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，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。
　　(5)钻孔
　　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。钻孔的顺序也应该事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
　　(6)清孔
　　钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。
　　(7)灌注水下混凝土
　　清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。

2海上钢管桩沉桩施工的特点
　　海上钢管桩沉桩施工，定位难以使用常规测量方法，需要采用GPS测量定位技术，海上自然条件恶劣，有效作业时间少。
　　2.桩基施工
　　2.1钢管桩加工及运输
　　钢管桩由厂家按图纸通长加工成型，在施沉过程中不需要进行管节接长，钢管桩在厂家加工时应保证直缝错位。成品进场时，厂家必须提供卷制钢管桩所用钢材的产品合格证、质量保证书以及钢管桩的出厂产品合格证。钢管桩进场前严格按质量检查程序进行检验，主要检验内容包括钢管桩的焊接质量及外形尺寸。钢管桩用驳船运输至工地。

水下灌注混凝土 

  也称导管混凝土，是将混凝土通过竖立的管子，依靠混凝土的自重进行灌注的方法。适用于灌注围堰、沉箱基础、沉井基础、地下连续墙、桩基础等水下或地下工程。混凝土从管子底端缓慢流出，向四周扩大分布，不致被周围的水流所扰动，从而保证质量。采用此法时，混凝土必须具有良好的和易性，含砂率在40～50％之间,粗骨料宜用不大于3.8厘米的卵石，水灰比控制在0.44左右，混凝土中可掺入缓凝、塑化等外加剂。导管直径一般为最大石子粒径的8倍,管子间距一般为4.5米。施工时，为防止水流、杂物进入导管,下管前可将管子底端塞住，借第一罐混凝土的重量把塞子冲开，使混凝土灌注就位，深水作业时要防止管子浮起，下管时可将管子充水,在管顶装一紧贴管壁的橡胶球,然后灌入混凝土,将球顺管子压出,即可进行灌注。随灌注随将管子缓慢提起，每次提升幅度约为15～60厘米。灌注时应防止导管摆动，以免混凝土产生空洞。导管法适于灌注水下混凝土。养护条件良好时，28天强度一般可达28～56兆帕。

  现阶段桩基水下混凝土灌注桩工程的施工通常采用导管法进行施工。

  其原理混凝土拌和物是在一定的落差压力作用下,通过密封连接的导管进入到初期灌注的混凝土下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的泥浆逐步上升，形成连续密实的混凝土桩身。导管法施工技术要求非常严格，为使水下混凝土灌注桩施工质量得以保证，必须要从施工设备、混凝土配制、灌注等几方面加以控制，以提高水下施工质量。

  一、灌注混凝土前的准备工作。（此为监理需要检测的内容也是施工单位需要做的内容）

  1、成孔检查。

  施工单位在桩基钻挖孔成孔后首先进行成孔的自检，主要检测内容有：成孔的空口标高，孔底标高，孔的倾斜度，实际孔深，直径，护壁高度，清空情况，孔底沉淀层厚度，孔内渗水情况，然后将自检报告呈递给监理单位，测量监理工程师到现场进行检测，合格以后批准进行下一步的施工工序。

  2、钢筋笼绑扎情况的检查。

  成孔满足设计要求后，在施工单位已经呈递钢筋笼绑扎情况自检报告以后，监理工程师或者监理工程师指派相应监理员到现场进行钢筋笼绑扎情况的检查，检查的主要内容有：钢筋笼的高度是否满足要求，主筋根数是否正确，箍筋间距是否满足设计要求，加强筋根数，间距是否正确，焊接接缝是否满足设计规范（机械连接的接口是否规范），钢筋笼直径是否达到设计要求，各种钢筋的标号是否正确，钢筋的锈蚀情况是否严重。如果满足要求批准施工单位进行下一步施工工序。

  3、钢筋笼定位情况的检查。

  钢筋笼下放到桩孔后，进行钢筋笼的地位，钢筋笼的定位目的是：保证钢筋笼外侧有足够厚度的混凝土保护层，以及保证钢筋笼的竖直度。检查的主要内容有：定位钢筋的位置是否正确（定位钢筋一般为十字形排列），定位钢筋的长度是否满足设计要求，钢筋笼安放是否竖直，当检查无误后批准施工单位进行下一步的施工工序。

  4、套筒的水密性检查。

  由于水下灌注混凝土要求套筒必须在较大气压下有良好的水密性，因此套筒的水密性现场试验检查也变得尤为重要。现场做套筒的水密试验，将套筒连接好（套筒的连接长度与灌注时需要的套筒长度一致或稍长）将套筒底部封堵，向套筒内注满水，套筒用吊车吊起，保持竖直，观察套筒的漏水情况，如无或极轻微漏水现象则套筒的水密性满足要求，此时监理方批准施工单位进行下一步施工工序。

  5、套筒下放到孔内以后的检查。

  套筒下放安置委托以后，接受监理员的检查。主要的检查内容有：套筒底部距离孔底的高度（设计规范要求30-40厘米），套筒是否竖直。漏斗的大小是否满足要求（要求漏斗第一次下料封底，能够埋住套筒1米以上）套筒是否清洗干净（无粘杂泥土）。当检查合格后，批准施工单位进行下一步施工工序。

  二、灌注水下混凝土的施工步骤及常见问题的处理措施。

  1、首灌混凝土。

  首灌在水下灌注混凝土中是最重要的一步，这一步直接关系到整根桩的质量。混凝土运到现场以后，按照事先的计算，得出首灌混凝土量，然后将足够量的混凝土盛放到漏斗中（一般在套筒内事先放置一个直径略小于套筒的皮球，目的是保证首灌混凝土能够顺利封底），开始灌注时，漏斗阀门迅速全开，让混凝土以很大的冲力落下，以保证压力足以把套筒内的水完全压出并中和水的压力使混凝土顺利封底，达到埋管一米以上的要求），首灌混凝土顺利灌注以后，以后的灌注过程可以适当的根据设备和条件限制进行适当的调节。

  作为现场监理员需要在现场记录套筒底部距离孔底高度，套筒总长度，套筒节数，套筒每节长度，套筒顶部距离孔口的高度，开灌时间，首灌混凝土量，埋管深度，灌注混凝土高度。

  2、灌注过程中的要求。

  首灌混凝土顺利灌注以后，接下来的灌注可以根据施工设备，施工环境进行适当的调节，但是灌注过程中不允许有长时间的停滞，灌注的时间必须保证在混凝土的初凝时间之内灌注。再灌注过程中要保证埋管的深度在2~6米的范围之内。以保证混凝土不会接触水致使混凝土离析，影响桩的质量，同时也保证混凝土在灌注过程中能够顺畅的流下。

  现场监理员要做好记录工作，主要记录的内容有：每次次拔管的时间，拔管后混凝土的埋置深度，混凝土已经灌注的高度，剩余套筒的节数，剩余套筒的长度。

  3、灌注水下混凝土常出现的问题及解决方案。

  在灌注水下混凝土过程中由于施工条件的限制或者施工主管因素，经常会导致混凝土堵管现象。堵管即混凝土在套筒内不能顺利的流下而导致灌注暂停。

  导致堵管现象的常见的两个原因：一是由于施工条件的限制，混凝土不能及时的运送到现场，致使已经灌注的混凝土由于较长时间没有翻动而渐渐开始初凝，致使再次灌注混凝土的时候混凝土的冲力不足以冲击套筒口的混凝土。二是由于混凝土在搅拌过程中比较干燥（设计要求灌注水下混凝土时混凝土的塌落度保证在18-22），在套筒内不能够顺畅的流下，底部的混凝土由于流动性差导致混凝土拥堵。

  解决此问题的方法：用吊车吊住套筒左右轻轻摇动，切记不能摇动过大导致套筒偏位不在中心位置（如果套筒不在中心位置容易导致桩基一侧密实，另一侧松散，从而影响桩基质量），上下轻轻提，切忌不能拔出套筒过多，在活动套筒也要保证套筒埋深在2~6米之间。用锤子敲击套筒，振动套筒内的混凝土，使套筒内的混凝土能够在受到振动后可以流下。

  现场监理要详细的记录下发生堵管现象的时间，堵管原因，堵管时混凝土灌注的高度，在活动套筒使混凝土下落过程中套筒拔出的高度，套筒是否仍在中心位置，暂停灌注的起止时间。

  如果在以上措施下仍不能使混凝土顺利下落，现场监理员应通知监理工程师，然后让监理工程师决定是否要求其停止灌注。根据渗水情况以及灌注情况，进行决定是否进行第二次灌注或者重新清孔，捡孔。重新关注。

  三、灌注顺利结束。

  当灌注接近设计要求的灌注高度时，进行详细测量，然后在设计基础上多灌注50厘米左右，以用来凿毛，衔接桩基上部的系梁，承台，柱。

水浅可筑岛后施工；水深用船台，绞锚定位，水下灌注。说着简单，实际还要看施工条件（如水深、地质、涌浪情况及水位变化）和项目规模。曾用部队退役的舟桥2组用工字钢拼成船台，全部吃水时浮力好象为70吨，很适合做施工平台。打钢管桩设备重重心高，可能要多用几组。找不到舟桥也可用2-4条小船拼船台；项目大的话也可自己焊。供你参考。

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