试论水中桩基础工程施工

时间：2024-07-06

左湘为

【摘要】我国改革开放以后，经济快速发展。发展经济需要畅通的道路，只有道路畅通，才能保证经济的高速发展。但是我国国土面积广且地形复杂，存在湖泊、大河、大江等，增加了道路施工工程量，要增加桥梁，不能再使用传统落后的施工技术、材料、设备。深水桩基础钻孔灌桩施工技术是其中最主要的工程施工技术，符合桥梁工程施工的要求，能使桥梁工程施工的质量得到保证。文章主要讨论我国目前桥梁施工过程当中常见的钻孔灌桩施工工程。

【关键词】水中桩;基础;工程施工

【中图分类号】U445 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）05-0156-02

0 引言

为了社会经济的快速平稳发展，我国加强了对基础设施建设的投资力度。桥梁作为交通行业的基础设施，一直都是我国发展的重点。目前，我国修建了大量桥梁、道路，以满足交通运输能力，加快经济发展。虽然我国桥梁施工工程设备技术已经得到很大的发展，但还是存在不足。因此，要想办法创新，引进国外先进的技术，吸取它们的经验，以更好地完善我国桥梁的施工质量和速度。在施工前要设计好施工方案，做好详细的工作计划。桥梁工程中的一部分工程是在水中施工，所以有较大的难度。因此，对施工材料、施工器械的使用都要做好防范措施。虽然施工材料和机械会受到一定的限制，但是要保证施工进度。

1 施工方案的确定

在水下施工不同于在陆地上那样简单，因此在施工前要做好详细的水中环境、周边气候等的勘查。保证施工现场的安全及施工的质量。在设计施工方案时一定要考虑到可能突发的情况，以免在突发危险来临时无法快速应对。

2 桩基施工

2.1 陆上桩基施工

在桩基施工时，首先要进行围堰或者平整场地，进行勘察，测绘制图，然后根据图纸进行桩基放样。第一步，护筒埋设。采用挖坑埋设法实测定位，需要在护筒底部和外侧四周采用黏质土回填，并分层夯实，使得护筒底口处不致漏失泥浆。在洛清江大桥陆上钻孔桩护筒内径比桩径大15 cm，护筒顶面高出地面30 cm，护筒埋设时采用机械挖孔，人工调整钢护筒位置。第二步，钻进时首先采用小冲程开孔，使得初成孔坚实、竖直、圆顺，不仅能起到导向作用，并且能防止孔口坍塌。当钻进深度超过钻头全高时需要加冲程，以便进行正常的冲击，遇到下面坚硬岩层则采用中、大冲程，遇到松散地层则采用中、小冲程。当钻孔深度达到设计标准要求时，必须对孔深、孔形、孔径和孔倾斜度进行检查，清孔采用换浆法。在清孔排渣时要注意保持孔内水头，防止坍塌。清孔后对泥浆试样，进行性能指标实验。沉渣厚度，要求端承桩≤5 cm。清孔完成并检测合格后开始安装钢筋笼，需采用吊车进行安装。水下混凝土灌注首先采用钢导管，导管的内径为300 mm，导管使用前需按要求先进行水密承压试验，而且进行水密试验的水压不小于孔内水深1.3倍的压力，同时不应小于导管壁和焊缝可能灌注混凝土时的最大内压力p的1.3倍。最后，混凝土灌注时，灌注的桩顶高程比设计高程高出1.0 m，混凝土灌注中现场技术人员做好混凝土灌注记录及泥浆试验记录，混凝土的坍落度控制在18～22 cm，混凝土需有良好的和易性、流动性、泵送性。桩基施工工艺流程如图1所示。

2.2 钻孔平台桩基施工

2.2.1 钻孔平台的设计与施工

根据地质情况及墩位设计尺寸，拟在钻孔平台上采用冲击钻进行钻孔灌注桩施工，钻孔平台设计尺寸为8.7 mx12 m，平台基础需打设12根直径为600 mm、长度为12～18 m的钢管柱，桩顶横梁、主纵梁均采用3H45a型钢，其上分配横梁采用125a“工”字钢，面板采用12 mm厚钢板铺设，钢管柱之间采用2[20a槽钢焊接剪刀撑。由于工期紧张，本工程须在汛期进行施工。为保证汛期施工安全，每根立柱钢管柱底部灌注3 m高425水下混凝土，增加基础稳定性，但下游方向打设一排钢管柱作为横向斜撑，与下游一排立柱钢管柱焊接牢固。增加平台整体稳定性，在平台上铺设安全爬梯，用于工作人员上下平台。爬梯外侧用防护网包围防护，爬梯用钢筋构建与旧桥墩相连，加强爬梯稳定性。

2.2.2 钻孔平台施工准备

钻孔平台施工作业拟投入的施工设备主要有驳船配置QUY50履带吊1台，90型振动锤1个，运输平板车1辆，运输船1艘，300 kW发电机等。振动打桩机采用90型振动锤，具有液压夹装置，能与钢管柱自行做刚性连接，既可打桩，又能拨桩，操作简便，能克服桩的摩阻力，使桩下沉较快，可提高沉桩速度。

2.2.3 施工方法

首先用驳船搭载长臂挖机将平台范围河底进行清淤整平，然后在测量控制下，抛设锚定设备，其具体位置用浮筒做超标识，进行驳船就位，泊船就位后，管桩由拖车从栈桥运输到墩位，利用履带吊、振动锤等机具在测量仪器的指引下插打钢管柱至设计标高。在插打钢管柱期间必须全程测量监控，保证桩身垂直及控制桩位。钢管柱搭设完毕后在履带吊的配合下先进行钢管柱桩顶找平。然后安装平台钢管桩间剪刀撑，安装桩顶剪刀撑的同时，纵横梁与平面系的拼装组件已准备就位，通过运输车和运输船运输至吊装施工场地。最后由驳船搭载履带吊吊装就位，吊装时由现场施工人员控制吊装的顺序、平面位置、标高等控制性指标，待拼装组件吊装完毕后，安置平台护栏。在打设钢管桩的同时，临时码头人员加工钢套箱、纵横梁和平面系的拼装组件，并组织平台整体组件材料的装车运输工作，所有平台整体由运输车和运输船员送至墩位处。卸车、安装一次完成。

3 桩基的砼施工

桩基需采用导管法灌注砼，导管接头则采用螺纹加密封圈连接。导管使用前，先自下而上逐节进行编号，按要求严格进行水密、水压试验。灌注首批砼前，则需对实测孔底的沉渣厚度及各项泥浆等指标进行比对，大于设计及规范要求值时，需进行二次清孔。

本工程拟在旧桥上占用半幅外侧一个行车道和外侧超车道，用于钻孔平台桩基混凝土浇筑施工，半幅剩余内侧一个行车道和另外半幅2车道开放交通，保持3车道通行。拟采用泵车进行桩基混凝土浇筑，通过导管入孔，为了确保成桩的质量，浇筑高度要高出设计桩顶1.0 m。砼灌注过程中，需经常测量孔内砼面的上升高度并记录，适当地缓慢平稳提升，快速逐节拆除导管，导管拆除时，必须严格控制其埋深为2～6 m。

4 钻孔平台桩基施工质量控制点

当履带吊起在孔口拼接完成时需放入孔内并将钢筋笼面固定，才能确保其平面位置。在钢筋笼下放时，必须保证钢筋笼竖直下放，目的是防止其与孔壁过度的摩擦碰撞。将钢筋笼上端临时锚固于平台上是为了防止钢筋笼在砼浇过程中上浮。

在钢筋笼外侧按指定位置设置砼垫块，以确保钢筋笼保护层厚度达到设计要求。

此外，需采用常规导管拔球法灌注砼，同时导管使用前跟使用一定时间后应当进行水密、水压试验，符合要求方可使用。

漏斗容量不小于4 m3。，以满足砼浇筑导管开球时埋深1.0 m以上的要求。

浇筑过程中导管的埋置深度控制在2～6 m，砼灌注面高出设计桩顶1.0 m。

5 结语

桥梁施工是我国交通运输施工当中最复杂、最有难度的一项工程。虽然钻孔灌注桩的施工技術趋于成熟，但是仍应该进一步研究创新，以保证工程质量，这不仅关系到我国经济的发展，交通运输业的进步，更关系到人民的生命安全和国家的形象。本工程在设计时有详细明确的施工方案及人员管理制度，能确保本工程的施工质量。

参考文献

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[2]付勇，曹凌.浅谈深水中钻孔灌注桩基础施工[J].山西建筑，2008（17）：139-140.

[3]祝靖华.桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工技术分析[J].科技与企业，2014（15）：274.