桥梁工程深水桩基础钻孔灌注桩施工技术研究

陈星斌

（中铁二局第一工程有限公司 贵州贵阳 550000）

1 桥梁工程深水桩基础钻孔灌注桩施工技术

1.1 选择钻机的种类

如今，我国的桥梁深水桩基础的钻孔灌注桩施工用具主要分为这几类：冲抓钻、旋转钻、冲击钻。旋转钻一般被用在粘土或者砂土含量低于19%的碎石材料施工中。而旋转钻技术则越来越先进，而且环保性能也越来越好。因为旋转钻得到了改进，所以行走和移位都越来越方便。冲击钻则一般被用在砾石、淤泥或者砂土中，并且被用在100m左右的碎石材料施工里。在选择了钻机型号以后，要按照岩石的情况来选择适宜的钻头，使得钻头和钻机相互匹配，从而更好的完成钻进工作。

1.2 设计钻孔平台

如果桥梁的跨度越来越大，那么主墩基础规模也会随之而扩大。如果采用桥梁工程里的其他方法来对平台进行支撑，比如钢围堰钻孔平台，那么会使得河床被大力冲刷，对船只的行驶产生不好的影响。因此需要使用钢管桩来作为基础支撑钻孔平台，可将其用在覆盖面较厚，水域较深的河流中。举个例子，我国东部一所大桥的长度为34km，按照之前的水文条件来对支撑桩进行设计，同时考虑钢管桩的沉入深度。除了要满足施工的要求，同时也要促使桩的承载力、稳定性达到了一定的标准。

该桥梁属于双塔双锁面钢箱梁斜拉桥，它的基础是高桩承台结构。其中北索塔墩水深度为34m，流速达到了3m/s。此外，整个桩基由129根宽2.7m，长116m的钻孔灌桩所构成。在试桩以后发现，一般的钢管桩施工平台桩不但过于密集，而且数量也很多。若是在下沉时产生了偏位，那么就不能再进行钻孔桩的施工。钢管桩的水流太急，不能进行定位。如果产生了涨潮，那么钢管桩还会不断摇晃，无法确定平面位置。所以必须对各种施工方法进行对比，选出合适的方法。搭建钻孔平台施工时，需要选择钢护筒。钻孔平台分为这几个部分：护筒区、导向区、下游平台。起始平台一般用在对悬臂式定位导向架的安装中，其和下游平台的基础均选择同样的钢管桩。再把钢管、护筒使用的钢材料进行结合，最终产生一个完整的钻孔平台。

1.3 钢护筒施工

在钻孔时，为了提高孔内水位，使得桩位得到固定，避免倒塌，还必须对护筒进行埋设。埋设的方法可以选择振动、锤击等。上面所说的某座大桥长度为34km，而且桥梁渗水基础桩直径也超过了另外的桥梁工程，所以需采用振动下沉的方法。也可使用导向架来进行导向，从而使得护筒下降。由于该架子属于型钢，刚度很强，导向架和设计桩的中心偏差在护筒振动降低后低于49mm。在下沉时，要监测钢护筒的平面位置、倾斜度，从而保证钢护筒能合理的沉降。

1.4 钻孔施工

钻孔的过程中，最好使用冻融的粘土。因为这种粘土的造浆性能很高，容易水化，而且粘度也很强。但为了节约成本，则可以就地选择土块。如果一部分粘土的性能不高，那么可以加入一些塑性指数很高的粘土，或者放入一些PHP剂。在进行施工的过程中，要根据施工的实际状况选择合适的制浆系统。钻机就位之时，可以在下面垫一个垫子，从而避免钻机移位、偏离位置。钻机到护筒底2.5m时，需要放入拌制泥浆。等到护筒底口降低速度后，再快速的钻进。可以借助小钻机钻完上面的桩孔后，再换一个直径很小的钻头，并且实施后面的钻孔。钻孔时需要遵循低速慢行的原则，使用慢速钻到一定程度后，再提高速度。若是在这个过程中遇到砂层，那么则必须要减少钻速，使得泥浆更加浓稠，从而促进后面的施工更好的开展。另外还要采用钻锥来提锥，并且冲击孔底。使得土层里的粘土泥沙进入到孔壁中，借助泥浆泵来进行反复使用，对渣进行筛选，最终完成钻孔的工作。

1.5 浇筑水下混凝土

所谓水下混凝土，指的是进行拌制后，再在水下进行浇筑和硬化的混凝土。如果钻孔桩钢筋笼直径很大，重量也非常大，那么必须进行分段安装，从而保障其质量。另外还要制造钢筋，借助镦粗直螺纹来打造接头。在完全成型后，需将每一段钢筋笼运至钻孔平台中继续安装。设计灌注桩身混凝土的配合比时，不但要保证强度和性能，也要保证坍落度以及凝结时间。第一次凝结时，要按照桩身混凝土的量，以及灌注的情况来控制时间。凝结的时间不能大于全孔浇筑时间，可以根据当时的情况来适当减少时间。坍落度必须在合适的范围内，入孔时大概在18cm左右。先要安装钢筋，再安装导管。普通的导管材料为钢管，可按照各种工程的情况来设置导管的内径、长度等。安装完毕以后，要借助螺栓来连接导管两边。连接的过程中，必须保证其密封性，防止其中的水渗出来。

最后在浇筑水下混凝土的时候，必须使得导管埋深的范围在1.6～6m之间。若是浇筑时导管埋置太深，那么就会导致导管无法拨出来，甚至需要增加其他的桩。如果导管埋深太浅，那么管道里的水会冲出之前灌注的混凝土，最终产生断桩的问题。

2 深水桩基础钻孔灌注桩施工中的管理策略

2.1 避免钻头掉落或倾斜

在进行钻孔时，需借助扶正圈以及全孔减压钻来避免倾斜。扶正圈的直径必须低于设计桩径20cm左右。扶正圈要离钻头腰带大概5.5cm左右。如果每次钻进25cm，那么还需要增设扶正圈，从而促使钻具拥有一定的导向性。

2.2 怎样处理塌孔

处理塌孔时，必须要配备功率大的钻机。同时也要合理选择钻机的参数，比如钻速、钻压等。在具体进行操作时，还要按照土层的状况来选择合适的钻进方法。一旦河床水位产生改变，或者是土层产生了漏浆的问题，那么则需要调整孔中水头，从而比最高洪水位大概高出1.8m左右。钻孔时，还必须要使用质量高的膨润土来造浆，钻孔壁面要产生一层强度较高的胶合膜。最后还要使用优质泥浆，提升泥浆比重、粘度，使得水头高度达到标准。吊放的过程中，需要对准孔位，慢速下降，从而避免撞破孔壁。

2.3 保证钢筋笼的安装质量

在设计钢筋笼时，必须要满足施工的规范和要求。制造了钢筋笼以后，还要根据实际情况来制定出吊装的方案，避免钢筋笼在使用时产生变形的问题。可以在钢筋笼中安装箍筋，也可以在钢筋笼里设置保护层混凝土环，使得混凝土被环穿在加强箍筋里。在安装钢筋笼的时候，必须保持垂直，并且慢速入孔，从而防止撞坏孔壁。下放的时候如果遇到障碍，不能再继续操作和下放，那么需要及时解决障碍和问题，然后再继续进行下放。

3 总结与体会

在进行桥梁施工的过程中，桩基础属于其中的重点和难点。而且随着桥梁跨海、跨江的跨越度增加，桩基础的要求也越来越高。只有根据一定的标准，合理的进行操作，才能保证桥梁工程的施工质量，并且提高桥梁的稳定性、安全性。

[1]刘爽.基于桥梁深水桩基础钻孔灌注桩施工技术的探索[J].建设科技，2017（07）：102～103.

[2]徐延峰.桥梁深水基础钻孔灌注桩施工技术概要[J].黑龙江科技信息，2015（17）：178.

[3]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（04）：150～151.

[4]陈祝文.桥梁工程深水桩基础钻孔灌注桩施工技术研究[J].科技展望，2015，25（02）：36.

[5]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（05）：14.

[6]肖洪军.桥梁深水基础钻孔灌注桩施工技术概要[J].民营科技，2013（01）：257.