橋梁水下鉆孔成樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

張義君

（中鐵二十三局集團(tuán)第三工程有限公司 四川成都 610000）

0 引言

當(dāng)下，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展給基礎(chǔ)設(shè)施和公路橋梁建設(shè)帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇。然而，對(duì)于橋梁工程施工而言，其施工環(huán)境較為惡劣，這就給施工工作帶來(lái)了一定的難度。現(xiàn)階段，隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，在進(jìn)行橋梁施工時(shí)，一般會(huì)采取鉆孔灌注樁成樁技術(shù)，以便提高施工質(zhì)量與施工效率。對(duì)于鉆孔灌注樁基礎(chǔ)技術(shù)而言，由于其存在影響性小、適應(yīng)性強(qiáng)、抗震能力高、操作簡(jiǎn)潔等優(yōu)勢(shì)，所以在橋梁工程建設(shè)中被廣泛的應(yīng)用。

1 橋梁水下的鉆孔灌注樁施工準(zhǔn)備

在對(duì)橋梁進(jìn)行水下鉆孔灌注樁施工時(shí)，施工人員要按照以下幾個(gè)措施來(lái)做好施工前的準(zhǔn)備工作：①對(duì)于吊裝鋼筋骨架和導(dǎo)管安裝時(shí)，施工人員在導(dǎo)管吊裝前要對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行拼裝，確保導(dǎo)管之間的接口經(jīng)過(guò)嚴(yán)密且牢固的密封，并將鋼筋骨架牢牢地安裝在合適的位置，然后再將導(dǎo)管安裝在孔洞中央。在進(jìn)行混凝土灌注前要對(duì)導(dǎo)管的升降性能進(jìn)行試驗(yàn)，確保其整個(gè)過(guò)程都是豎直向下且沒(méi)有與孔壁產(chǎn)生碰撞現(xiàn)象，這樣才會(huì)降低孔洞出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象。②施工人員可以在鋼筋骨架外側(cè)設(shè)置一層較厚的鋼筋保護(hù)層，在進(jìn)行升降試驗(yàn)時(shí)，還要采取有效的措施防止鋼筋骨架出現(xiàn)上升的現(xiàn)象。③在進(jìn)行混凝土灌注施工前，施工人員要對(duì)孔底的泥漿沉淀厚度進(jìn)行檢查，確保厚度符合安裝的要求才能進(jìn)行安裝，這樣才能有效提高孔壁的穩(wěn)定性能。

2 水下鉆孔成樁

2.1 鉆孔灌注樁護(hù)筒技術(shù)

施工人員在進(jìn)行樁位安裝時(shí)，要根據(jù)水下的水深以及河床地質(zhì)和水流速度來(lái)設(shè)計(jì)合適的安裝位置，并在樁位外層設(shè)置一層較厚的鋼板來(lái)進(jìn)行保護(hù)，確保護(hù)筒內(nèi)徑要大于鉆頭直徑10cm且長(zhǎng)度在3～4m之間。施工人員可以通過(guò)利用振動(dòng)打樁機(jī)來(lái)將樁位堅(jiān)實(shí)的打到河床底下。此外，施工人員要以河床底部地質(zhì)情況的不同來(lái)設(shè)計(jì)符合施工要求的護(hù)筒底端埋置深度，然后在確保鋼護(hù)筒下沉傾斜角度不超過(guò)4%的基礎(chǔ)上使用鉆孔機(jī)來(lái)對(duì)河床進(jìn)行鉆孔。如果，河底的水深存在較大的變化，那么施工人員就應(yīng)當(dāng)設(shè)置醒目的標(biāo)志將水位的變化程度明確標(biāo)記，同時(shí)還要確保護(hù)筒頂?shù)捻敳吭谒嫔系?.5～2m。施工人員在對(duì)鋼護(hù)筒進(jìn)行下沉安裝之前，要將繩索拴緊在導(dǎo)向船錨上，確保在進(jìn)行護(hù)筒下插施工時(shí)，鋼圍籠頂面是處于水平狀態(tài)的，這樣才能給施工帶來(lái)一定的便利。此外，鋼護(hù)筒下沉施工工作要確保其受力均勻，這樣才不會(huì)發(fā)生安全事故。如果河床巖面出現(xiàn)嚴(yán)重的傾斜使得護(hù)筒無(wú)法進(jìn)行安裝，那么施工人員要在護(hù)筒內(nèi)裝入石塊，并使用沖擊鉆在前方打孔，從而才能確保護(hù)筒能夠安裝進(jìn)河床之中。如果鋼護(hù)筒長(zhǎng)度不夠時(shí)，那么施工人員就要進(jìn)行拼接，在拼接過(guò)程中，施工人員要保證前端的鋼護(hù)筒是成鉛錘狀，并將其彎曲矢高控制在1%以內(nèi)。振動(dòng)施工過(guò)程中，要確保振動(dòng)時(shí)間較短且震動(dòng)次數(shù)符合施工的要求，這樣才能在河床底打下堅(jiān)實(shí)且牢固的灌注樁。

2.2 水下混凝土灌注工藝

對(duì)于鉆孔施工過(guò)程而言，其筒內(nèi)的泥漿面要確保粘土含膠體率不低于90%，含沙率不大于4%。施工人員可以使用換漿法來(lái)對(duì)孔壁內(nèi)的泥漿進(jìn)行清理并不斷地進(jìn)行泥漿置換，直到進(jìn)行澆筑混凝土施工過(guò)程。鋼筋籠安裝完成之后，施工人員可以使用直徑250mm的導(dǎo)管來(lái)進(jìn)行水下混凝土澆筑施工，對(duì)于導(dǎo)管而言，其要具有良好的隔水性能。水下混凝土澆筑施工必須連續(xù)完成，不能間斷，如果產(chǎn)生施工間斷，那么就會(huì)使得澆筑精度產(chǎn)生偏差，其具體流程如圖1所示。

圖1 水下混凝土灌注工藝流程

3 水下鉆孔成樁工藝優(yōu)化

3.1 泥漿制備

施工人員可以將孔壁中的碎土石、砂土、粘土進(jìn)行濕潤(rùn)，從而達(dá)到保護(hù)孔壁的效果。在粘性土層中鉆孔時(shí)，施工人員可以在塑性指數(shù)大于95的土層中使用孔內(nèi)的原土來(lái)進(jìn)行孔壁保護(hù)。此外，隨著鉆孔深度的增加，施工人員要及時(shí)向孔洞內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)漿，從而才能保護(hù)孔洞內(nèi)的濕潤(rùn)和孔壁的穩(wěn)定性。如果施工人員要使用沖擊鉆進(jìn)行鉆孔，那么就需要將黏土進(jìn)行一定的加工，并投入孔洞中，然后才能進(jìn)行鉆頭沖擊。在進(jìn)行樁孔混凝土灌注時(shí)，利用孔洞中流出的泥漿能夠有效提高孔壁的穩(wěn)定性。

3.2 埋設(shè)護(hù)筒

施工人員在進(jìn)行鉆孔施工前，要將需要鉆孔的區(qū)域進(jìn)行簡(jiǎn)單的保護(hù)，確保其堅(jiān)固且不產(chǎn)生漏水現(xiàn)象。此外，施工人員在進(jìn)行沖擊鉆孔灌注樁埋設(shè)時(shí)，要確保護(hù)筒的內(nèi)徑大于鉆頭直徑，且大于樁徑40cm，同時(shí)還要使得孔內(nèi)泥漿面的高度符合施工的要求。對(duì)于護(hù)筒而言，其底面不僅要滿足施工的要求，同時(shí)還要高出地下水位2m，如果施工的區(qū)域土地比較干旱，那么就應(yīng)該將護(hù)筒底面高出施工地面0.5m。

3.3 鉆進(jìn)成孔

當(dāng)下，施工人員傾向于使用跳樁法來(lái)進(jìn)行區(qū)域的鉆進(jìn)成孔施工。對(duì)于跳樁法施工而言，其應(yīng)當(dāng)注意以下幾個(gè)方面：①在已經(jīng)成樁的樁位附近進(jìn)行鉆孔時(shí)，施工人員要在以灌注鉆孔樁混凝土強(qiáng)度超過(guò)2.5MPa的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行下一步的鉆孔施工，這在一定程度上能夠?qū)σ呀?jīng)完成的鉆孔樁進(jìn)行保護(hù)。②施工人員在鉆孔前要準(zhǔn)備好導(dǎo)向護(hù)筒，對(duì)護(hù)筒的埋設(shè)要確保其牢固。對(duì)于護(hù)筒而言，其表面要使用8mm且長(zhǎng)度大于1.5m的鋼板，同時(shí)還要確保其直徑大于樁徑20cm。水下施工時(shí)，護(hù)筒要高于地下水位2m，路面上施工時(shí)，護(hù)筒要高于地面0.5m。此外，施工人員還要將護(hù)筒的中心位置與設(shè)計(jì)樁的中心位置相重合，如果無(wú)法做到完全重合，那么就要確保其偏差不大于5cm且傾斜角度在1%的范圍內(nèi)。

3.4 清孔

施工人員在完成鉆孔施工之后，要對(duì)孔洞的位置、直徑、深度、泥漿內(nèi)的含砂率進(jìn)行再一次的檢查，確保其位置和設(shè)計(jì)的位置之間的誤差在100mm內(nèi)且孔洞的直徑大于設(shè)計(jì)樁的直徑，只有在以上幾個(gè)條件合格后，才能對(duì)孔洞進(jìn)行清理操作。一般而言，施工人員在進(jìn)行清孔施工時(shí)，會(huì)選擇使用換漿法，即使用近期且質(zhì)量高的泥漿來(lái)對(duì)孔內(nèi)不合格的泥漿進(jìn)行替換，這樣才能使得孔洞內(nèi)部的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合施工的要求。

3.5 灌注水下混凝土

施工人員在對(duì)水下混凝土進(jìn)行灌注施工前，要將孔洞內(nèi)部的泥漿沉淀厚度進(jìn)行再次的檢查，確保其沉淀厚度大于20cm且內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能符合施工的規(guī)定，才能對(duì)孔洞內(nèi)部進(jìn)行再次的清理操作。對(duì)孔洞進(jìn)行澆筑時(shí)，會(huì)使得孔洞內(nèi)部混凝土表面的高度上升，施工人員要及時(shí)對(duì)上升的高度進(jìn)行記錄，并且還要在孔內(nèi)導(dǎo)管起升之后再次檢查導(dǎo)管內(nèi)部混凝土的高度。此外，施工人員在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，要確保其施工的工序是連續(xù)且不間斷的。最后，施工人員在完成混凝土澆筑后進(jìn)行拔管操作時(shí)，要按照規(guī)定的要求和措施來(lái)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行插入和拔起，這樣不會(huì)對(duì)混凝土內(nèi)部的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)帶來(lái)不利的影響。

4 橋梁水下的鉆孔灌注樁施工技術(shù)的質(zhì)量保證措施

4.1 鉆孔中防止塌孔措施

施工人員在進(jìn)行鉆孔操作時(shí)，要采取有效的措施來(lái)防止孔洞產(chǎn)生坍塌現(xiàn)象：①施工人員要對(duì)孔洞的底部護(hù)筒進(jìn)行密封，確保護(hù)筒埋設(shè)的深度在淤泥軟土層的下方。②負(fù)責(zé)鉆孔的操作人員要使用先進(jìn)的儀器設(shè)備對(duì)孔內(nèi)的含砂率以及泥漿的比重和粘度進(jìn)行測(cè)量。③施工人員要將鋼筋籠安裝的位置、方向進(jìn)行良好的把控，確保其中心位置能夠與鉆孔的中心位置相重合，這樣才不會(huì)使得鋼筋籠觸碰到孔洞的內(nèi)壁。④鉆孔項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人要對(duì)施工的進(jìn)度和工序進(jìn)行合理的控制，確保每道工序之間能夠進(jìn)行良好的銜接。

4.2 清孔的有效措施

對(duì)于清孔過(guò)程而言，如果遇到含有大量粉砂類的土層，那么就會(huì)給清孔過(guò)程中對(duì)孔底進(jìn)行沉於操作帶來(lái)一定的影響。對(duì)于這個(gè)影響而言，施工人員可以采取以下方法來(lái)進(jìn)行有效的解決：①施工人員將鉆桿接頭進(jìn)行良好的密封處理，這在一定程度上能夠確?？椎椎哪酀{不會(huì)遺留。②施工人員可以制定有效的方案來(lái)提高泥漿循環(huán)的性能和增大泵量，確保其能夠攜帶更多的鉆碴。③當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)砂層是，施工人員要及時(shí)開(kāi)啟泥漿分離器，這在一定程度上能夠降低泥漿中的含沙量。④對(duì)施工的工序進(jìn)行合理的安排和良好的銜接。第五，施工人員在清孔工作完成后，就立即展開(kāi)水下混凝土澆筑施工，這樣才能確保孔底不會(huì)再出現(xiàn)泥碴。

4.3 鉆進(jìn)中的質(zhì)量保證措施

在進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，工作人員要采取一定的措施來(lái)提高鉆孔的質(zhì)量：①在鉆頭鉆進(jìn)土層的過(guò)程中，施工人員要將泥漿的比重控制在合理的范圍內(nèi)，同時(shí)還要對(duì)混凝土灌注的速度進(jìn)行良好的控制，在樁基施工完成后，相關(guān)人員要以施工前的設(shè)計(jì)方案來(lái)對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢查，這樣才能有效提高孔樁的質(zhì)量。②如果施工區(qū)域位于路堤地段，那么施工人員就要將鉆孔平臺(tái)的高度適當(dāng)提高，這樣就能確保鉆孔的平臺(tái)能夠承受長(zhǎng)時(shí)間的震動(dòng)。如果施工區(qū)域處在路塹地帶，那么可以使用爆破的方式來(lái)建立開(kāi)挖鉆孔平臺(tái)，并設(shè)置定量的防護(hù)網(wǎng)來(lái)對(duì)鉆孔平臺(tái)進(jìn)行有效保護(hù)。③施工人員可以選擇紐扣式的導(dǎo)管來(lái)完成清孔施工后的混凝土澆筑工作，這在一定程度上能夠提高施工的效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，雖然當(dāng)下橋梁水下的鉆孔灌注樁施工技術(shù)發(fā)展的較為成熟，但是由于鉆孔樁的施工存在一定的隱蔽性和局限性且極其容易受到地形環(huán)境因素的影響，那么就需要施工人員不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，對(duì)施工的技術(shù)和工藝不斷進(jìn)行創(chuàng)新和改革，這樣才能有效解決鉆孔樁施工過(guò)程中產(chǎn)生的各種問(wèn)題，從而才能推動(dòng)橋梁水下鉆孔工程的可持續(xù)發(fā)展。