浅谈桥梁工程中水下桩基的施工技术

浅谈桥梁工程中水下桩基的施工技术

缪彬彬

杭州王昊交通工程设计咨询有限公司浙江杭州310000

【摘要】在桥梁工程施工建设中，水下桩基础是一个至关重要的施工环节，需要选择合理的施工技术进行施工。本文以实际工程为例，对水下桩基础施工的重点进行了分析，并对质量控制措施进行了探讨。

【关键词】桥梁工程；水下桩基础；施工技术

桥梁工程施工过程中，桩基础一般需要在水下灌注混凝土，对施工质量和施工工艺的要求更高。由于桥梁桩基础施工具有一定的隐蔽性，因此需要施工人员有比较丰富的施工经验，工程人员需要全面了解和掌握水下桩基础的施工工艺流程，对施工中遇到的问题进行预防和处理，保证施工桥梁的安全性和稳定性。

1工程概况

某东部沿海桥梁采用长度为55~65m的钻孔灌注桩基础作为桥梁基础，河道水深为2.62~4.14m，河道地质环境复杂，施工难度大，桥位处地质结构主要为软塑状的淤泥质土、软~硬塑粉质黏土、稍密~密实状的粉砂、圆砾混粉质粘土。

2施工方案

2.1制作施工平台

工程使用φ1200mm*14mm辅助钢管桩和钢护筒进行施工，使用φ2500mm*20mm钢管桩作为固定吊机桩基。使用钢管进行平联，提高平台结构的稳定性。平台从上部结构开展从下依次设置厚度为8mm的钢板面层、纵梁普通型单层双排贝雷片纵梁和横梁，并设置钻机轨道、轨道支撑梁、动臂区塔吊轨道。

2.2施工流程

进行辅助施工平台的搭设→进行桩基钢护筒的插打→进行施工平台的搭设→安排钻机就位→造浆、钻进→终孔→一次清孔→超声波成孔检测→钢筋笼下放→导管下放→二次清孔→混凝土灌注。

3施工

3.1施工前的准备

在开始施工之前，首先利用浮吊将钢护筒吊起来，然后将导向架放入，然后使用浮吊将APE400液压锤吊起然后插打钢护筒。水上主墩钢护筒使用厚度为12mm的钢板卷制，钢护筒的底部和顶部使用厚度为12mm的钢板进行加固。直径为2.5m的钢护筒使用厚度为14m的钢板卷制，其他地方使用厚度为10mm的钢板卷制。护筒内部直径要比钻头直径大20~40cm，根据土质确定护筒的高度，最小不能低于2m[1]。在设置护筒时，护筒顶部要超过地面30cm，高出地下水位或最高施工水位1.5m~2m，夯实旱墩护筒四周50cm的土，深度要达到护筒的底部。埋设护筒过程中需要保证桩位中心和气中心位置的误差控制在50mm以内，将两节护筒连接的质量控制好，护筒埋设的深度控制在2~4m，水下柱墩护筒要沉入部冲刷线以下1~1.5m以上。插打钢护筒时要安排专人进行测控，要求钢护筒倾斜不能大于1%，然后将型钢布设好，并搭设钻孔平台。为了避免施工过程中出现船舶碰撞的情况，需要在平台的周围设置防撞桩。

3.2钻机就位

在钢护筒上将桩中心位置确定出来，然后对钻机的位置进行调整，使钻头和桩中心位置对准，然后进行跳屏，保证水平误差和中心位置控制在允许的范围中。对钻机支撑的位置进行加固，保证钻机实际钻进过程中可以平稳的进行钻进。

3.3泥浆制备

使用黏粒含量低于50%的的黏土、塑性指数大于25的黏土进行制浆，如果没有优质的黏土，需要购买质量良好的膨润土制作泥浆。在制备泥浆之前，首先打碎黏土，并对黏土进行搅拌，使其容易成浆，为了保证泥浆的质量，需要尽量减少泥浆的搅拌时间，使用泥浆搅拌机搅拌泥浆，要求泥浆的黏度、密度、含砂率、静切力、失水量等都可以达到要求。实际钻进时，要先对泥浆质量进行检查，并根据具体清空进行调整，保证钻进施工可以顺利开展。

3.4钻孔

在进行钻孔施工时，可以先利用冲抓式钻头进行钻孔，然后在钻机进入到岩层以后使用冲击锥钻头进行钻孔，钻头的直径一般要比桩的直径小2cm。在进行钻进过程中，要随时检查垂直度、桩体直径、泥浆比重，做好记录工作。本工程采用嵌岩桩基础，因此嵌入到弱风化岩层的深度要控制在3.5m以上。桩孔的倾斜率要等于或者小于1%，深度要大于设计深度5cm，平面误差要控制在5CM以内。进行钻孔时，要控制好孔内的残碴，并及时将其排除。防止因为孔中残留过多的残碴影响孔壁，导致扩孔、孔壁坍塌、掉钻、停钻等情况[2]。在成孔时，如果遇到弯孔、斜孔、塌孔、冒浆等情况时，要马上终止施工，并采取相应的补救措施。处理好且恢复正常后才可以进行施工，清理出来的残碴不能再施工现场堆放，避免施工过程中对环境或者施工现场造成污染。进行钻孔施工时，要保持连续施工，并根据钻进的位置和土质情况对钻速进行调整。钻进作业时，要将泥浆水头高度控制好，当遇到泥浆损失的情况时要立即进行补充，并做好堵漏工作。

3.5清孔

钻进到设计的深度以后，要立即进行清孔，清孔过程中孔中的水位需要保持在河流水位以上1.5~2m左右。清孔完成后检查孔形、孔径、孔的倾斜度等，并检测泥浆的比重。挖桩孔在挖到设计的深度后，需要根据桩底岩层的实际需要清除孔中的积水，然后勘察桩底的地质情况。一般来说可以使用钎探的方法进行勘察，勘察的深度要控制在2.5~3m之间，根据勘察结果分析地基的承载力，并将分析结果作为参考依据。当岩层情况达不到设计要求时，需要立即向设计单位进行反馈，并进行相应的调整。如果岩层可以达到设计承重要求，要立即排除残渣，清洁岩层表面。挖孔桩施工过程中要控制好孔形、孔径、桩孔的倾斜度等。

3.6钢筋笼的制作和安装

要在施工现场根据图纸上的要求进行放样，并参考吊机起吊能力分节制作钢筋笼。制作过程中，要将接头错开，使钢筋骨架从保护层上通过。使用浮吊进行钢筋笼的吊装作业，在安装钢筋笼时，要防撞钢筋笼变形，使用型钢作为吊架吊起钢筋笼，钢筋笼骨架进入到孔中后，要先扶正钢筋笼，然后将钢筋笼缓缓下放，钢筋笼下放的过程中不允许对孔壁造成碰撞，一变进行下放一边讲内撑拆除。最后一道加劲箍筋快要接近孔口的时候，在钻孔平台上利用工字钢临时对骨架进行固定，然后将上一节钢筋笼吊起，并进行连接。加工好接头后，将骨架吊起，然后将工字钢抽出，将骨架下放，最后使用直径相同的光圆钢筋作为吊筋利用吊架将钢筋笼固定在钻孔平台上。安装好钢筋笼以后，参考孔的深度将导管安装好，然后将高压气管安装好，灌注混凝土之前使用气举法进行二次清孔，并利用导管吸出孔底的沉渣，保证孔底沉淀厚度低于5cm。安排监理工程师进检查，达标后将气管拆除，然后立即灌注水下混凝土。

3.7灌注水下混凝土

使用厚度为6mm的无缝钢管制作注浆导管。制作好导管以后对导管进行水密性试验，确保导管在作业过程中不会出现爆裂或者漏水的情况。然后按照图1安装注浆导管。水下混凝土灌注过程中，在漏斗和导管之间布置阀门，将阀门关闭好以后将导管从孔提离30~40cm，然后装满储料斗和灌注漏斗，然后将储料斗和漏斗阀门打开进行首批混凝土的灌注。每一次进行导管的抽拔作业时，都要使用绳子将混凝土顶面标高测量了出来，并对导管的埋深进行计算，确定拔管的长度，始终保持导管的埋深在2~6m之间，并做好混凝土灌注记录工作。

4结论

桥梁工程施工过程中，桩基础的施工质量对桥梁结构的整体质量有比较大的影响，在施工过程中需要施工人员结合具体的情况采取相应的施工措施，分析施工中遇到的问题，认真控制好每一道施工工序，做好记录工作。在水下混凝土灌注过程中遇到异常情况时，要结合施工经验进行深入分析，保证桥梁工程水下桩基施工质量。

参考文献：

[1]陈艳，李幽静，孙玉庆.桥梁桩基水下混凝土浇注施工工艺探讨[J].陕西水利，2010，（01）：75-76.

[2]汤浩波.浅析桥梁工程中水下混凝土的灌注[J].四川建材，2010，36（3）：154-156.