试论桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工

李 建 刚

(山西王城高速公路有限公司，山西 太原 030006)

试论桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工

李 建 刚

(山西王城高速公路有限公司，山西 太原 030006)

介绍了桥梁深水桩基础钻孔桩的工作平台，从护筒埋设、泥浆制备、钻进成孔、灌注水下混凝土等方面，探讨了钻孔灌注桩的关键施工技术，并提出了施工中防塌孔及防缩径措施，保证了桥梁桩基础的施工质量。

桥梁，钻孔灌注桩，桩基础，混凝土

0 引言

随着我国公路系统的不断蔓延，各种桥梁建设项目也越来越多，而作为一项大型工程，桥梁的施工技术难度以及施工的要求均非常之高，水下桥梁施工的难度也相对较大，稍有不慎便可能会留下诸多的安全隐患，造成巨大的经济损失。对此，相关人员应当加强桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工技术的研究，以推动交通行业乃至建筑行业的有序发展，为人们的安全通行提供保障。

1 钻孔桩工作平台

钻孔桩工作平台是水下桩基础施工的基础，对保障施工的质量具有重要的意义。在具体的施工过程中，要采用混凝土等材料对平台进行适当的加固，增强平台的稳定性和安全性，由此才能在平台上搭建机器进行施工作业。考虑到周边环境对平台稳定性的影响，在雨季或者雨后尽量不要进行平台的施工，等待水流平缓之后再加快施工的进程。一旦钻孔桩工作平台的稳定性有了保证，钻机在使用时就无需考虑是否会对平台造成影响。

当前我国用于桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工的机械主要有冲击钻、旋转钻和冲抓钻，不同的钻头可以应对不同的水下条件。冲击钻主要用于淤泥、砾石和砂土，多应用于60 m～150 m左右的岩土类的桩。旋转钻主要用于土、粘土质含量不超过20%的碎石材料的施工。冲抓钻则适用于泥土环境的挖掘，属于一种较为成熟的钻孔技术，详情见图1。但是近些年来旋转钻的施工应用日益广泛，原因就在于其成孔的速度更快，有利于缩短工期。当然在实际的施工过程中还是要根据不同的水底土质岩石结构，来选择对应的钻头，以便提高施工的效率及其质量。

2 施工前的准备工作

在建设项目开始之前做好准备工作，对后期整个建设的顺利进行尤为重要，相关施工人员要熟悉整个桥梁工程的施工工艺流程，并且对施工工艺流程进行可行性的评估及审核，全面做好施工方案的编制工作，科学配置各项施工设备以及人力资源，为工程项目的质量提供保障。施工人员首先要严格掌控所有施工材料和设备的质量，所有施工材料的质量都应满足要求，确保设备能够正常运转；其次在施工过程中，要对施工工艺等实际情况进行详细检查，确保各项施工工艺符合规范。

3 钻孔桩施工中的关键技术

3.1 护筒及护筒的埋设和沉入

护筒在桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工中主要起到对桩基础保护的作用，既可以防止钻孔周边的土壤向钻孔内坍塌，也可以为施工营造安全的环境。护筒安装示意图见图2。

3.2 制备泥浆

泥浆的制备是钻孔桩施工的重要步骤之一，其施工质量直接影响桩基础的稳定性。泥浆中的沙石可以很好的对桩基础进行加固，继而增强桩基础的稳定性。灌注泥浆的比例要控制在合理的范围，泥浆的比例过低时，容易引发渗漏的问题，并且如果水倒灌进入钻孔之中，会导致混凝土的流失。而泥浆的比例过高，则容易造成注浆孔的堵塞，后续工作无法顺利进行。因此，泥浆的制备必须根据孔的大小来决定。在钻孔的过程中要保证垂直度，方便泥浆的灌注，而在灌注完毕后要及时对孔壁残留的泥浆进行冲洗，以便混凝土的浇筑。

3.3 钻机就位以及钻进成孔

在桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工之前，首先依据设计的要求选择钻机的型号和台数，事先对钻机进行充分的测试，确定钻机能够正常运转，钻孔的质量满足要求。钻孔完毕后，一定要确保钻头的清洁，避免影响下一次钻孔的使用。此外，还应当根据设计要求来选择钻孔的方式，提高钻孔的精确度。

3.4 清孔及吊放钢筋骨架

在吊放钢筋骨架之前首先要进行清孔，即清理钻孔内的杂物。详细操作过程如下：用泥浆正循环清孔时，待钻进结束后将钻头提高孔底200 mm～500 mm，同时大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆，维持循环30 min以上，直至清除孔底沉渣和孔壁泥皮，泥浆含砂量小于4%为止。采用泵吸反循环钻进施工的桩孔，待钻进结束后停止回转钻具，将钻头提离孔底50 mm～80 mm，进行泥浆泵吸反循环，直至孔底沉渣符合规定为止。其他方式施工的桩孔，清孔时将反循环钻杆下到离孔底沉渣面80 mm～120 mm以上，然后启动砂石泵进行泵吸反循环清孔作业，直至符合规定为止。

3.5 灌注水下混凝土

1)严格控制混凝土原料的质量，混凝土的原料主要有水泥、沙石、水以及添加剂，添加剂的作用是增强混凝土的强度，提高混凝土的凝结速率。在制造水下混凝土之前，需确保砂石的强度达到要求，配制混凝土所用的水必须选用洁净的水，不建议采用自然水体下的水。

2)在首批混凝土进行灌注时，要确定灌注钻孔内是否存在积水的情况，如果存在积水的情况就需要重新进行灌注，避免浇筑后的桩基础产生裂缝。首批混凝土灌注时不存在异常情况，则后期需要连续的灌注，并且尽量避免中途停止施工。浇筑一段混凝土，提升一次导管，每次提升导管前应测量管内混凝土的高度，避免导管的脱离。

3)如果在浇筑过程中导管内存在空气，则桩孔内的混凝土很可能达不到预期强度，此时就需要减缓混凝土灌入的速度，避免在导管内形成高压环境，导致关节间的橡皮垫变形渗漏，只有在空气全部逸出后才能接着进行灌注作业。

4)在混凝土的灌注过程中稍不注意就会让钢筋笼随着混凝土面而上升，而为了避免这种情况，一般可以固定柱钢筋笼的上部，在混凝土面快要接近钢筋笼的下端时，降低灌注的速度。等待混凝土与钢筋笼充分接触后，缓慢而适当的提升导管，增加钢筋笼的埋置深度。

5)混凝土在浇筑快要结束时，导管外的泥浆由于重度增大，顶升较为困难，此时可向孔内加入适量的水以稀释泥浆或者掏出部分沉淀的泥浆，完成浇筑工作。在最后导管的拔出过程中速度要慢，防止桩顶沉淀的浓泥浆挤入形成泥心。

4 钻孔灌注桩施工质量控制和质量分析

4.1 防塌孔措施

在桥梁深水桩基础的施工过程中切勿一味的追求大功率的钻机设备，虽然大功率的钻机设备在一定程度上可提升钻孔的效率，但是未必有助于钻孔施工质量。钻孔速度快意味着对地层的影响在短时间内较为剧烈，很可能导致钻孔的坍塌，这就需要进行相应的处理，根据水下的土质情况来决定钻机设备的各项参数，科学合理的选择钻孔的方法，降低塌孔的几率。而为了保证钻孔的稳定性，还可以在钻孔壁面铺设胶合薄膜，辅助增强钻孔的稳定性。

4.2 防缩径措施

在水下施工时，如果不注意施工工艺的选择，钻孔成型之后容易发生缩径的现象。因此必须针对不同的施工条件来决定施工工艺，在淤泥层和淤泥质粘土层钻进时,采用小钻压、中等转速钻进成孔,并控制进尺,以防止钻孔缩径。在粉质粘土层采用中等钻压、中等转速钻进成孔,并注意扫孔。在粉细砂层采用大钻压、低转速钻进成孔,并控制进尺。

5 结语

经济的发展对我国道路建设提出了更高的要求，而桥梁作为我国道路系统的重要组成部分，桥梁质量对我国交通业的发展发挥着不容忽视的作用。在桥梁施工当中，桩基础可以说是桥梁施工的基础，而桥梁深水桩基础施工则是一项技术性难题，所以，要在实践中不断优化桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工工艺，严格做好各项施工操作，充分保证桥梁桩基础的质量，增强桥梁结构的稳定性。

[1] 曾爱明.试析桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工技术[J].科技风,2015(4):150-151.

[2] 雷仅富.浅谈桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工[J].房地产导刊,2013(5):276-277.

[3] 张永璐.浅议桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工[J].科技创业家,2014(5):314-315.

On bored pile of bridge deep water pile foundation

Li Jiangang

(ShanxiWangchengExpresswayCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The paper introduces the working platforms of the bored piles of bridge deep water piles foundation,explores the key construction technique for the bored piles from the casing burial,mud manufacturing,drilling holes,and grouted underwater concrete,and points out the anti-collapse holes and anti-shrinkage holes,so as to ensure the construction quality of the bridge pile foundation.

bridge,bored piles,pile foundation,concrete

2015-10-15

李建刚(1977- )，男，工程师

1009-6825(2015)36-0171-03

U443.15 < class="emphasis_bold">文献标识码：A

A