橋梁水下鉆孔成樁基礎施工技術

張義君

（中鐵二十三局集團第三工程有限公司 四川成都 610000）

0 引言

當下，經濟的快速發展給基礎設施和公路橋梁建設帶來了發展機遇。然而，對于橋梁工程施工而言，其施工環境較為惡劣，這就給施工工作帶來了一定的難度。現階段，隨著施工技術的不斷發展，在進行橋梁施工時，一般會采取鉆孔灌注樁成樁技術，以便提高施工質量與施工效率。對于鉆孔灌注樁基礎技術而言，由于其存在影響性小、適應性強、抗震能力高、操作簡潔等優勢，所以在橋梁工程建設中被廣泛的應用。

1 橋梁水下的鉆孔灌注樁施工準備

在對橋梁進行水下鉆孔灌注樁施工時，施工人員要按照以下幾個措施來做好施工前的準備工作：①對于吊裝鋼筋骨架和導管安裝時，施工人員在導管吊裝前要對導管進行拼裝，確保導管之間的接口經過嚴密且牢固的密封，并將鋼筋骨架牢牢地安裝在合適的位置，然后再將導管安裝在孔洞中央。在進行混凝土灌注前要對導管的升降性能進行試驗，確保其整個過程都是豎直向下且沒有與孔壁產生碰撞現象，這樣才會降低孔洞出現坍塌的現象。②施工人員可以在鋼筋骨架外側設置一層較厚的鋼筋保護層，在進行升降試驗時，還要采取有效的措施防止鋼筋骨架出現上升的現象。③在進行混凝土灌注施工前，施工人員要對孔底的泥漿沉淀厚度進行檢查，確保厚度符合安裝的要求才能進行安裝，這樣才能有效提高孔壁的穩定性能。

2 水下鉆孔成樁

2.1 鉆孔灌注樁護筒技術

施工人員在進行樁位安裝時，要根據水下的水深以及河床地質和水流速度來設計合適的安裝位置，并在樁位外層設置一層較厚的鋼板來進行保護，確保護筒內徑要大于鉆頭直徑10cm且長度在3～4m之間。施工人員可以通過利用振動打樁機來將樁位堅實的打到河床底下。此外，施工人員要以河床底部地質情況的不同來設計符合施工要求的護筒底端埋置深度，然后在確保鋼護筒下沉傾斜角度不超過4%的基礎上使用鉆孔機來對河床進行鉆孔。如果，河底的水深存在較大的變化，那么施工人員就應當設置醒目的標志將水位的變化程度明確標記，同時還要確保護筒頂的頂部在水面上的1.5～2m。施工人員在對鋼護筒進行下沉安裝之前，要將繩索拴緊在導向船錨上，確保在進行護筒下插施工時，鋼圍籠頂面是處于水平狀態的，這樣才能給施工帶來一定的便利。此外，鋼護筒下沉施工工作要確保其受力均勻，這樣才不會發生安全事故。如果河床巖面出現嚴重的傾斜使得護筒無法進行安裝，那么施工人員要在護筒內裝入石塊，并使用沖擊鉆在前方打孔，從而才能確保護筒能夠安裝進河床之中。如果鋼護筒長度不夠時，那么施工人員就要進行拼接，在拼接過程中，施工人員要保證前端的鋼護筒是成鉛錘狀，并將其彎曲矢高控制在1%以內。振動施工過程中，要確保振動時間較短且震動次數符合施工的要求，這樣才能在河床底打下堅實且牢固的灌注樁。

2.2 水下混凝土灌注工藝

對于鉆孔施工過程而言，其筒內的泥漿面要確保粘土含膠體率不低于90%，含沙率不大于4%。施工人員可以使用換漿法來對孔壁內的泥漿進行清理并不斷地進行泥漿置換，直到進行澆筑混凝土施工過程。鋼筋籠安裝完成之后，施工人員可以使用直徑250mm的導管來進行水下混凝土澆筑施工，對于導管而言，其要具有良好的隔水性能。水下混凝土澆筑施工必須連續完成，不能間斷，如果產生施工間斷，那么就會使得澆筑精度產生偏差，其具體流程如圖1所示。

圖1 水下混凝土灌注工藝流程

3 水下鉆孔成樁工藝優化

3.1 泥漿制備

施工人員可以將孔壁中的碎土石、砂土、粘土進行濕潤，從而達到保護孔壁的效果。在粘性土層中鉆孔時，施工人員可以在塑性指數大于95的土層中使用孔內的原土來進行孔壁保護。此外，隨著鉆孔深度的增加，施工人員要及時向孔洞內進行補漿，從而才能保護孔洞內的濕潤和孔壁的穩定性。如果施工人員要使用沖擊鉆進行鉆孔，那么就需要將黏土進行一定的加工，并投入孔洞中，然后才能進行鉆頭沖擊。在進行樁孔混凝土灌注時，利用孔洞中流出的泥漿能夠有效提高孔壁的穩定性。

3.2 埋設護筒

施工人員在進行鉆孔施工前，要將需要鉆孔的區域進行簡單的保護，確保其堅固且不產生漏水現象。此外，施工人員在進行沖擊鉆孔灌注樁埋設時，要確保護筒的內徑大于鉆頭直徑，且大于樁徑40cm，同時還要使得孔內泥漿面的高度符合施工的要求。對于護筒而言，其底面不僅要滿足施工的要求，同時還要高出地下水位2m，如果施工的區域土地比較干旱，那么就應該將護筒底面高出施工地面0.5m。

3.3 鉆進成孔

當下，施工人員傾向于使用跳樁法來進行區域的鉆進成孔施工。對于跳樁法施工而言，其應當注意以下幾個方面：①在已經成樁的樁位附近進行鉆孔時，施工人員要在以灌注鉆孔樁混凝土強度超過2.5MPa的基礎上才能進行下一步的鉆孔施工，這在一定程度上能夠對已經完成的鉆孔樁進行保護。②施工人員在鉆孔前要準備好導向護筒，對護筒的埋設要確保其牢固。對于護筒而言，其表面要使用8mm且長度大于1.5m的鋼板，同時還要確保其直徑大于樁徑20cm。水下施工時，護筒要高于地下水位2m，路面上施工時，護筒要高于地面0.5m。此外，施工人員還要將護筒的中心位置與設計樁的中心位置相重合，如果無法做到完全重合，那么就要確保其偏差不大于5cm且傾斜角度在1%的范圍內。

3.4 清孔

施工人員在完成鉆孔施工之后，要對孔洞的位置、直徑、深度、泥漿內的含砂率進行再一次的檢查，確保其位置和設計的位置之間的誤差在100mm內且孔洞的直徑大于設計樁的直徑，只有在以上幾個條件合格后，才能對孔洞進行清理操作。一般而言，施工人員在進行清孔施工時，會選擇使用換漿法，即使用近期且質量高的泥漿來對孔內不合格的泥漿進行替換，這樣才能使得孔洞內部的各項性能指標符合施工的要求。

3.5 灌注水下混凝土

施工人員在對水下混凝土進行灌注施工前，要將孔洞內部的泥漿沉淀厚度進行再次的檢查，確保其沉淀厚度大于20cm且內部結構性能符合施工的規定，才能對孔洞內部進行再次的清理操作。對孔洞進行澆筑時，會使得孔洞內部混凝土表面的高度上升，施工人員要及時對上升的高度進行記錄，并且還要在孔內導管起升之后再次檢查導管內部混凝土的高度。此外，施工人員在進行混凝土澆筑時，要確保其施工的工序是連續且不間斷的。最后，施工人員在完成混凝土澆筑后進行拔管操作時，要按照規定的要求和措施來對導管進行插入和拔起，這樣不會對混凝土內部的穩定結構帶來不利的影響。

4 橋梁水下的鉆孔灌注樁施工技術的質量保證措施

4.1 鉆孔中防止塌孔措施

施工人員在進行鉆孔操作時，要采取有效的措施來防止孔洞產生坍塌現象：①施工人員要對孔洞的底部護筒進行密封，確保護筒埋設的深度在淤泥軟土層的下方。②負責鉆孔的操作人員要使用先進的儀器設備對孔內的含砂率以及泥漿的比重和粘度進行測量。③施工人員要將鋼筋籠安裝的位置、方向進行良好的把控，確保其中心位置能夠與鉆孔的中心位置相重合，這樣才不會使得鋼筋籠觸碰到孔洞的內壁。④鉆孔項目的負責人要對施工的進度和工序進行合理的控制，確保每道工序之間能夠進行良好的銜接。

4.2 清孔的有效措施

對于清孔過程而言，如果遇到含有大量粉砂類的土層，那么就會給清孔過程中對孔底進行沉於操作帶來一定的影響。對于這個影響而言，施工人員可以采取以下方法來進行有效的解決：①施工人員將鉆桿接頭進行良好的密封處理，這在一定程度上能夠確保孔底的泥漿不會遺留。②施工人員可以制定有效的方案來提高泥漿循環的性能和增大泵量，確保其能夠攜帶更多的鉆碴。③當鉆頭鉆進砂層是，施工人員要及時開啟泥漿分離器，這在一定程度上能夠降低泥漿中的含沙量。④對施工的工序進行合理的安排和良好的銜接。第五，施工人員在清孔工作完成后，就立即展開水下混凝土澆筑施工，這樣才能確保孔底不會再出現泥碴。

4.3 鉆進中的質量保證措施

在進行鉆孔施工時，工作人員要采取一定的措施來提高鉆孔的質量：①在鉆頭鉆進土層的過程中，施工人員要將泥漿的比重控制在合理的范圍內，同時還要對混凝土灌注的速度進行良好的控制，在樁基施工完成后，相關人員要以施工前的設計方案來對其進行質量檢查，這樣才能有效提高孔樁的質量。②如果施工區域位于路堤地段，那么施工人員就要將鉆孔平臺的高度適當提高，這樣就能確保鉆孔的平臺能夠承受長時間的震動。如果施工區域處在路塹地帶，那么可以使用爆破的方式來建立開挖鉆孔平臺，并設置定量的防護網來對鉆孔平臺進行有效保護。③施工人員可以選擇紐扣式的導管來完成清孔施工后的混凝土澆筑工作，這在一定程度上能夠提高施工的效率。

5 結束語

綜上所述，雖然當下橋梁水下的鉆孔灌注樁施工技術發展的較為成熟，但是由于鉆孔樁的施工存在一定的隱蔽性和局限性且極其容易受到地形環境因素的影響，那么就需要施工人員不斷學習先進的技術和設備，對施工的技術和工藝不斷進行創新和改革，這樣才能有效解決鉆孔樁施工過程中產生的各種問題，從而才能推動橋梁水下鉆孔工程的可持續發展。