高速公路桥梁深水桩基及水中承台施工关键技术

徐杰

（中交二公局第三工程有限公司，西安 710016）

1 工程概况

某大桥工程设置为75m+2×136m+75m 连续刚构引桥结构形式，并有32m 预应力简支梁。基于施工现场的实际情况，针对不同结构做出合适的优化，1 号墩、9 号墩均设计为圆端形实体形式，2 号墩、8 号墩均设置为圆端形空心桥墩形式。考虑到工程要求，简支下梁采取悬灌施工方式，即厂内预制，将所得构件交由架桥机进一步施工，辅以钻孔、现浇技术，顺利完成钢围堰施工作业。

2 水中桩基钻孔平台

在经济持续发展的背景下，桥梁建设规模随之扩大。实际桥梁工程中，易出现深水中施工的情况，其对技术水平提出了极高的要求。临时结构是构成施工平台的关键部分，将对深水墩质量造成直接影响。

2.1 钻孔平台结构设计

桩基成孔施工作业必须得到钻孔平台的支持，利用冲击锤成孔后放入钢筋笼，做好打设作业并完成浇筑施工。本工程中除了最为基础的钢管桩之外，还使用到了工字钢（横梁与分配梁）与贝雷架，形成稳定的钻孔平台后，为后续的双臂钢围堰施工提供基础操作平台。

2.2 布置施工平台

根据现场水文情况，设置合适的水中墩平台，具体有：4#、5#墩所用平台保持一致，规格为27.9m×24.3m，为满足后续钢围堰施工作业要求，平台边距承台边3.5m 处需采取加固措施，即设置钢管桩，并通过焊接的方式将其稳定连接于双拼I36a 工字钢。本平台中，分配纵梁使用的是20b 工字钢搭设，并为之敷设厚5～10mm 的钢板。工程施工中，钢护筒定位需满足精确性要求，使用到定位导向架，将其设置在平台底层。

3 水中桩基施工

工程经验表明，在整个桥梁工程的结构组成中，以深水桩基础尤为关键，此环节将直接影响到工期与质量，因此，要灵活应用与之相适应的方法。

3.1 放样

本工程中使用到4 台冲击钻，将其置于钻孔平台的指定位置，随后精确测量桩高程，确保桩位放线精度，要求横、纵向偏差控制在许可范围内；后续施工中及时检测桩中心与高程2大指标，为使其符合要求，需在与中心相距2m 的4 个方向上分别设置护桩。

3.2 下放钢护筒

以12mm 厚的钢板为原材料，经特定工艺制作后形成钢护筒，相较于桩径，该结构内径应比其略大20cm。缓慢下放钢护筒，在此之前需设置导向架，调节好具体位置，与水面的间距以50cm 为宜，随后下放钢护筒后并基于焊接的方式将其与工字钢稳定连接。

3.3 泥浆钻孔

施工现场设置泥浆池，要求位置应临近钢护筒，准备足够的造浆黏土，控制好钻孔泥浆顶高程，相较于外部水应高出2.0m，并要满足泥浆压力超过静水压力的要求。工程经验表明，施工中易出现孔壁坍塌现象，在持续性孔隙渗流之下，将在孔壁上产生泥皮。对此，需要做好钻机就位前的准备工作，确保各配套设备的性能足够良好。注重安装工艺，向护筒中置入钻锥，要求钻机足够稳定。合理调节钻锥位置，使其与桩孔中心达到完全共线状态。不同钻孔阶段的方式存在差异，初期应以小冲程开孔的方式为宜，待进入正常钻进作业时，需转变为大冲程，并及时排渣。

3.4 钻进质量检测

持续钻进并到达指定深度后，技术人员全面检查钻进质量，诸如孔径、孔深等，形成质量检查表，转交给监理工程师审核并签字。为确保检测结果精确性，倾斜度等参数的检查都要使用到检孔器。通过置换的方式处理孔中大密度泥浆，并向其中注入低密度泥浆。

3.5 钢筋骨架的制作和安装

在指定加工厂内有序完成钢筋笼制作，通过自制平板车将其转移到施工地点。成孔检验且通过后，在吊车的辅助下将钢筋骨架置入桩孔中；为避免骨架变形等问题，需为之设置垫块，要求竖向间距为2m。在吊放过程中，遵循的是缓慢下落的原则，不可与孔壁发生撞击现象，待到达指定高程后，需辅以固定措施。

3.6 围堰拼装和下放

结束围堰块段的固定作业后，便要将与之相邻的部分吊装至拼装平台上，大致位置处在固定好的围堰块段壁板上，在该处通过焊接的方式设置接口板，将其与围堰板准确对接，随后再展开后续围堰的拼装作业。结束底节围堰拼装后，对精轧螺纹钢进行调节，使其达到相对收紧的状态。提升底节围堰，要求超出拼装平台的距离达到20cm，延长精轧螺纹钢，确保底节围堰能够有效地下放到水面，并达到水面自浮的状态【1】。围堰接高作业时，需要遵循的是按编号对称的方式，结束拼装后再全面检验施工质量，诸如焊缝质量、安装精度等。此后，合理调节围堰入水深度，若仅凭围堰自重无法达到该效果，可采取向壁仓内灌水的措施。

3.7 浇筑水下混凝土

基于泵送的方式展开浇筑施工作业，在此之前的试验工作必不可少。较特殊的是首批混凝土，此部分需基于剪球法处理。施工中，在漏斗下口处设置隔水球，经一段时间后漏斗中将含有足量的混凝土，便可将球体铁丝剪断，使混凝土能够快速地下落并在短时间内到达孔底，要求导管处于完全被包裹的状态。应注意的是，首批混凝土灌注施工时，要求导管埋深至少达1m，并持续施工作业。伴随浇筑作业的持续推进，需逐步提升导管，并及时将上一节导管拆下，使混凝土处于持续性流动状态。

4 承台施工

4.1 钢筋和模板

以设计图纸为指导，综合考虑现行行业规范，完成钢筋与模板的施工作业，确定合适的间距，有序放置冷却管。

结束承台钢筋绑扎后，以设计要求为准，做好墩身外边线放样工作，将其准确呈现于承台顶面钢筋处，随后在墩顶完成支立作业。

考虑到本次临时支撑体系的基本特点，有必要预埋补强钢筋与预埋钢板，将二者分别置于承台顶，要求各个承台顶的钢板数量均为8 块。

组合钢模板是顺利完成承台施工作业的关键，在混凝土浇筑之前，需处理套箱拉杆孔，使其被有效填堵。此举主要目的在于抵御水位的涨落，避免套箱壁渗水现象。

4.2 混凝土的浇筑

若缺乏合理的控制措施，混凝土易出现倾斜并离析的现象，因此，需要在套箱周边分别安装4 套溜槽，并连接串筒（控制好与混凝土顶面的距离，具体应≤2m）【2】。

承台施工中需使用大量混凝土材料，遵循的是由一侧逐步向另一侧转移的工艺流程，要求不可出现相邻2 层浇筑间隔时间过长的问题，否则会对整体浇筑质量造成不良影响。

结束混凝土浇筑施工后，做好养护工作，使用透水土工布覆盖，并及时向结构面洒水，有效避免裂缝现象，且养护时间至少要达到7d。

4.3 承台混凝土的温度控制

4.3.1 冷却管的安装及冷却

为满足承台降温要求，需向其中置入冷却水管，该材料为φ32mm 铸铁水管，彼此形成的水平与垂直间距均要达到1.5m。

灵活运用钢筋骨架与支撑装置，确保冷却水管处于稳定状态，以免在后续灌注时出现水管变形等问题。

承台浇筑之前做好准备工作，要求冷却水管处于通水循环状态，不可阻塞。平台上增设水箱，在潜水泵的作用下达到向水箱中持续性注入清水的效果（即从施工现场抽取河水），通水冷却时间至少达到14d。

4.3.2 测温管的布置

承台平面需满足对称性原则，在对角线处设置适量测温管，在其作用下可获得入模温度、混凝土以及管进出水的温度。

为确保检测结果的精确性，各测点的测温管数量以3 根为宜，分别利用冷却管经特定工艺加工而得，各自与承台顶面间距不尽相同，分别为 h/4、h/2、3h/4（h 为承台高度）。相较于测点的设置，测温管埋深应比该值略大50mm，并采取加塞处理，以有效消除外界气温的不良影响【3】。

结束浇筑后，随即向钢管中装水，定期检查钢管下部混凝土温度。分析各深度的温度情况，求得各点的温差值。

混凝土升温时，检测工作间隔时间以2～4h 为宜，待后续降温时，则以8h 为间隔时间进行检测，并获得现场大气温度。针对各测温孔采取编号处理，明确其内部与表面温度情况。

4.3.3 注浆封孔

完成通水冷却作业后，需要及时封孔，此环节水灰比以0.4～0.45 为宜，引入的是活塞式压浆泵。考虑到冷却管道较长的特点，要求压浆压力≤1MPa。结束压浆作业后，关闭出浆口，将压力维持在0.5MPa 水平，保持此状态的时间至少达到2min，通过此方式能够确保施工质量。

5 结语

综上所述，大桥深水施工中影响因素错综复杂，关于桩基与承台的施工作业，需从现场地质、水文情况出发，选择合适的技术，注重对细节的管理，全面确保桩基与承台施工质量，给桥梁的整体性能提供保障。