减小冲击钻孔桩混凝土充盈系数的措施

城乡建设工程技术

2013年第20卷 第1期 ·41·

减小冲击钻孔桩混凝土充盈系数的措施

阳慧平

（中国中铁四局集团建筑工程有限公司 230022）

【摘要】冲击钻孔桩灌注混凝土充盈系数过大，浪费了混凝土费用，增加了成本支出。项目部组织“QC”攻关，找出原因，提出对策，减小钻孔桩扩孔、混凝土充盈系数。

【关键词】铁路工程；钻孔桩；扩孔系数；充盈系数；控制；对策1. 工程概况

城际铁路站前I 标管段全长4883米，主要工程项目：某特大桥，全长3284.23m ，钻孔桩853根，共25234米，采用C40耐久混凝土，共21807m 3。地质情况主要位于下蜀区域，自上而下，主要为人工填土、黏土、粉质黏土、淤泥质土、粉砂、粉土、中砂、砾砂、碎石土、圆砾土、（全、强、弱风化）粉砂岩、（全、强、弱风化）粗安岩、（全、强、弱风化）凝灰岩。钻孔桩设计均为嵌岩桩，成孔方法全部采用冲击钻。

2. 术语解释2.1 扩孔系数：钻孔桩实际平均桩径与设计桩径之比。

2.2 充盈系数：钻孔桩混凝土实际灌注与设计灌注数量之比。

2.3 冲击钻孔：采用冲击钻机带动冲击钻头（十字实心锥），上下往复冲击，将钻孔中的土石砸裂、破碎或挤入孔壁中，用泥浆悬浮出渣，使冲击钻头能经常冲击到土或岩层，然后再用抽渣筒取出钻渣造成桩孔，灌注混凝土成桩。

3. 出现的问题

2011年11月份以前，大桥钻孔桩灌注混凝土超设计较多，例如：23－6#，设计桩长28m ，桩径1m ，设计混凝土22m 3，实际灌注混凝土30m 3，超设计达8m 3，调查分析原因：超钻0.227m ，实际桩头加长暂按1.3m ，则按桩径1m 计算应耗混凝土为23.2m 3，实耗30m 3，超设计6.8m 3。则实际

5.3 锤头直径以保证桩径达到1m 即可，截面积：S ＝30/（28+0.227+1.3）＝1.016m 2，

锤头直径达到95～97cm 一般可保证桩径。扩孔系数为：（1.016/0.785）＝1.294，扩孔

5.4 检孔器直径一般不与桩径一致，根系数远远超过规定的1.1。

据经验，检孔器外径达到98cm 即可满足要4. 分析原因

求。检控器内箍筋间距加密至2m ，保证过4.1 由于施工人员没有控制好钻进深

程不变形。度，待清孔后测量发现超钻0.227m ，浪费

3

5.5 减小耳筋高度，耳筋到耳筋外距控0.2m 。

制在1m ，且满足混凝土保护层要求。4.2 验标和技术交底规定桩头应加长

5.6 对软弱地基加大填土厚度，填完后1m ，但实际加长1.3m ，超灌0.3m ，浪费

3

应进行碾压夯实，提高地基承载力。0.24m 。

5.7 桩机应经常测量垂直度，桩机倾斜，4.3 验标和技术交底规定桩头应加长

3

影响锤头上下线路，最终造成扩孔。1m ，必须超灌（0.785×1.15）＝0.9m 。

5.8 控制桩机的稳定性，桩机调平后，4.4 监理单位要求，锤头直径1m ，实

沿滚轴垫枕木，采用角钢固定、木楔楔紧，测最大处1.02m ，锤头直径不合理。

4.5 检孔器外径1m ，变形处最大1.03m ，保证桩机作业过程中不滑移。

5.9 钻头冲击过程中，宜多拉少松，减检孔器外径不合理、制作不规范。

小锤头撞击孔壁，减小扩孔系数。4.6 设计钢筋笼耳筋至耳筋外距

5.10 出渣后及时补充泥浆，控制泥浆1.03m ，大于设计桩径。

质量，在松散的粉砂、流砂中控制进尺，4.7 地质情况：地表为人工杂填土，以

粘度、胶体率的泥浆。下为粉质黏土、粉土、粉砂、中砂、粗安岩，选用较大的相对密度、

控制清孔时间，时间不宜过长，否则易造其中粉砂层5.8m 、中砂层9.1m ，两者合计

成塌孔或扩孔过大。14.9m ，均位于地下水以下。

6. 结论4.8 地基情况：原为水田，地表夯填土

按照以上对策实施后，我们统计已施0.5m ，经过长时间的桩机冲击作业，表面

工的桩基础，发现混凝土的充盈系数明显发生了局部沉降，加上机械与地面接触主

减小，通过PDCA 不断循环，基本达到了要靠前后两根滚轮。

例如：9－3#，桩径1.0m ，4.9 搅拌站出站混凝土，通过委外称重，我们预期的效果，

桩长31.5m ，设计混凝土24.73m 3，实际基本一致。

5. 制定对策灌注混凝土27m 3，混凝土充盈系数1.09。5.1 严格控制钻进深度，接近终孔前，按对策桩头加长0.8m ，则截面积S ＝27/应加密测量，确保不超钻。测绳应采用铁（31.5+0.8）＝0.836m 2，设计截面积0.785m 2，丝质地材料制成，使用前，应用钢尺检校，扩孔系数为0.836/0.785＝1.06，达到了预杜绝不因测绳自身原因影响钻进孔深。期目标。

5.2 桩头加长规范规定不小于1m ，桩头加长主要为了保证桩头的密实度。根据作者简介：曹巢锋，男，1981.4，安以往施工经验，桩头加长可小于1m ，一般徽巢湖，助理工程师，大专。应控制在0.8m 即可，同时考虑便于搅拌站搅拌混凝土计量，桩头加长按0.8±0.2m 。

（接上页）倾角为19°，考虑到该闸门正常情况为一次性下闸使用，况且下闸水头较小，底缘可能出现的负压较小，虽然底缘平缓，对闸门运用影响不大。

四、门槽设计及保护

在工程的泄水建筑物中，1号导流洞布置位置最低，承担着施工期的泄水任务，大量的泥沙、弃渣以及各种杂物从导流洞通过且过流时间长，因此，1号导流洞门槽埋件及闸室段均可能产生冲蚀及磨损破坏，门槽底部也可能沉积有害异物。如何防止门槽段在过流期间不受冲蚀和淤积，是确保封堵时安全顺利下闸的关键，设计必须事先采取防范措施。为此，设计采取了以下措施：

1）门槽体型选用流态较好的Ⅱ型门槽，宽（W ）=2400mm，深（D ）=1200mm，斜坡比1∶12，宽深比W/D=2，错距比△/W=0.05。

2）门槽段底板及孔口高度内的二期混凝土范围均采用钢板衬砌，以增强门槽段的抗冲蚀耐磨性。

3）施工期间避免向导流洞进口上游河道弃碴。

4）在导流洞过流期间，门槽设置保护填框对其进行保护，并在填框顶部设置了钢盖板。

五、结语

本方法适用于中小型水电站导流洞进水口的封堵施工，特别适用于洪枯流量差大、枯水期时间长的山区河流中小型水电站导流洞封堵施工，可在水利水电工程施工中推广应用。

参考文献

[1]姜加荣. 安徽省霍山县白莲崖水库导流洞封堵施工技术[J].现代农业科学，2009（5）：256-257

[2]郑小平，熊增生，彭琳. 班多水电站大型弧形钢闸门启升技术[J].施工技术，2011，40（12）：65-66，72