公路橋梁水下鉆孔成樁基礎施工技術優化

閆建宇

(山西交通控股集團有限公司大同北高速公路分公司，山西 大同 037001)

0 前 言

公路橋梁項目的具體實施環節，鉆孔灌注樁是當前的公路橋梁主要的施工技術之一，同時也是關鍵性的組成部分，需要施工單位提起足夠的重視，加強管理和控制，保證公路橋梁的質量達到要求，確保交通運行的安全性與穩定性。

1 工程概況

某地高速公路改建項目，位于當地重要的交通樞紐中，與多條線路連接，穿越河流，對于當地的經濟發展以及各個地區的貿易交流起到了非常重要的作用。本文以該項目的某跨河公路橋梁為案例進行，深入分析鉆孔灌注樁基在河道水下施工的技術特點，從而可以了解該技術的優勢。鉆孔灌注樁應用范圍比較廣、成本較低，可以實現多孔同時施工，施工效率比較高，使用鋼筋混凝土澆筑成為樁基結構，具備較高的承載力。此外，鉆孔灌注樁還可以結合當地地形特點來修改其截面尺寸，可以有效的加固與優化樁身結構受力條件。在施工的過程中，應該嚴格控制泥漿液的排放，可以有效的避免環境污染的問題，但是在施工中極易出現強度不足、斷樁、蜂窩等質量問題。本文的鉆孔灌注樁是河道中進行，在施工前需要深入分析對于環境的影響，掌握施工的難點和缺陷，特別是水下護筒技術與水下澆筑混凝土方面，從而可以避免給成樁造成不利的影響，為今后類似工程的實施奠定基礎。

2 2水下鉆孔成樁

2.1 橋梁工程鉆孔樁施工準備

充分的做好橋梁施工前的準備工作，這是保證工程質量、效率的基礎條件，只有準備充足才能確保鉆孔灌注樁施工的質量和效率。從目前的工程實際情況來分析，準備工作主要包含如下幾點：

(1)施工設計

首先，在設計方案確定前需要深入到施工現場中了解地質條件，進行必要的地質勘察，形成詳細的勘察報告，各項數據達到精確度與準確度的要求，給設計工作提供基礎條件。其次，設計人員按照勘察報告進行設計，完成之后要經過管理人員復核，結合現場情況進行復查，保證設計方案符合現場的施工具體情況。

(2)準備相關機械材料

在施工開始前，需要根據設計方案的要求來準備所有的機械、施工材料等。同時還需要對現場的水源、泥漿循環、泥漿池等部分進行詳細的檢查，確保這些輔助設施能夠有效的使用，可以滿足正常施工的需要。對于工程中的原材料來說，應該嚴格控制其質量，保證其達到設計方案的要求，任何不達標的材料禁止使用到工程中。保證原材料的質量是提升工程質量水平的關鍵性措施，一旦原材料出現任何質量問題，都會影響鉆孔灌注樁的施工效果。對于施工機械方面來說，要結合設計方案中要求的地質條件、樁體直徑與長度等參數選擇合適的型號，以滿足工程順利實施的需要。

2.2 鉆孔灌注樁護筒技術

按照設計方案的要求來埋設護筒，該部分主要應用的是鋼板制作而成，其直徑要超出鉆頭直徑10 cm,長度3～4 m，根據需要進行鋼護筒的固定，然后使用振動打樁機將其打入到河床底部的位置上。根據技術要求，結合河床底部地質條件來確定鋼護筒埋設深度：軟土、淤泥、黏土層為4～5 m；全風化巖層為1～2 m。然后就是固定鉆機進行鉆孔施工，此時需要確保鋼護筒下沉傾斜度在4%以下。水位高差變化過大的情況，應該根據設計方案來隨時調整護筒頂部標高尺寸，確保其高出水面約1.5～2.0 m。下沉鋼護筒施工前，應該進行明確定位同時需要固定錨繩，在每次護筒下插施工前，首先應該明確鋼圍籠在導向船支撐位置上的千斤頂高度尺寸，確保頂部符合水平度的要求。鋼護筒下沉施工階段，支撐部分應該實現共同受力。河床巖面如果存在較大的傾斜問題，就不能進行順利的插打，此時可以通過護筒內拋石的方式來沖擊前套鉆孔，然后逐步進行鉆進施工。鋼護筒的接長位置，接頭的位置需要保證順直度的要求，其彎曲矢高在1%以下。振動下沉施工環節，使用卷揚機來收緊溜繩，可以有效的進行糾正。振動需要快速進行，每次振動之后就要進行一次測量，直到達到標準的要求。

2.3 水下混凝土灌注工藝

鉆孔施工的過程中，筒體內部的泥漿含砂率需要控制在4%以下，護壁泥漿可以應用換漿法來進行清理施工，這就需要進行持續的置換泥漿，最終可以完成整體的澆筑施工。鋼筋籠安裝結束后，需要選擇使用250 mm的導管來進行水下混凝土澆筑施工，必須要在導管內放置具備較強隔水效果的球膽來作為隔水栓。水下混凝土澆筑要保證不間斷進行，要加強各個澆筑環節的質量控制，樁頂不能過低。具體施工工藝流程詳見下圖1。

圖1 水下混凝土灌注工藝流程a安設導管;b懸掛隔水栓;c灌入混凝土;d下落隔水栓;e連續灌注混凝土;f拔出護筒

3 水下鉆孔成樁工藝優化

水下鉆孔施工環節，為了可以提升樁體質量水平，需要進行必要的工藝優化。

3.1 樁底沉渣清孔優化

混凝土澆筑部分的質量與孔底清理質量、沉渣是否清除干凈等存在直接的聯系，為了能夠保證鉆孔灌注樁的質量達到要求，應該保證泥漿處于不斷的動態循環狀態，要采用逆循環加上導管安裝高壓風管的方式來進行全面的清除；孔底沉積物如果沒有有效的清理，就會導致其樁體長度會小于設計長度，所以一般都會應用高壓注漿方式以保證樁體長度。

3.2 混凝土灌注優化

水下澆筑混凝土需要保證連續施工，嚴格控制澆筑速度，如果澆筑過程忽快忽慢，極易造成樁身結構強度均勻性不足。為了有效的防止泥漿所產生的不利影響，需要嚴格的控制澆筑速度，如果澆筑速度過快，會造成埋管問題的存在，進而使得鋼筋籠上浮，整體澆筑質量難以達到要求。在確保導管符合最小安全埋深的基礎上，應該先提升再迅速下落導管的操作方式，可以通過沖擊的方式來疏通導管，保證其可以滿足正常的澆筑施工需要。

3.3 樁身優化

首先，鉆孔施工工藝中應該保證其垂直度、穩定性都達到要求，孔底沉渣厚度也要在合理的范圍內，按照測量所獲取的技術參數來進行。一般來說，為了能夠充分的保證鉆孔施工的質量達到要求，至少需要檢測兩個或者兩個以上的孔壁結構，然后控制其穩定的時間，一般不少于12 h。其次，鉆孔施工結束后要立即進行孔底沉渣清理，確保其與基巖完美融合。再次，嚴格控制護壁泥漿質量，保證比重合理，護壁質量達到要求。鋼筋籠的吊放施工前，應該全面的檢查其焊接部分質量，要逐節進行下方施工，如果下放時存在焊接缺陷或者漏焊的問題，要補焊之后才能繼續吊放。最后，隔水栓質量控制，確保其直徑與導管內徑完美契合，保證其防水效果達到使用的需要，并且不同導管要滿足封閉性的要求，在灌注施工前應該進行必要的封閉試驗，以確保其不會存在任何滲漏問題。

4 結 論

鉆孔灌注樁是我國公路橋梁領域重要的施工技術，但是在水下施工時，極易存在很多質量問題，導致公路橋梁的安全性無法保證，因此，在施工中，需要嚴格按照施工技術標準來進行，確保工程質量達到要求，保證交通運行更加的安全與穩定。