橋梁水下灌注樁施工措施探究

1、橋梁水下灌注樁施工措施探究摘要：鉆孔灌注樁廣泛用于橋梁等水下工程的施工中，其應(yīng)用 具有很多優(yōu)勢(shì)，例如，其承載能力強(qiáng)，具有較高的穩(wěn)定性和較小的 沉降量，施工操作也比較方便。但是隨著水下灌注樁工程的不斷發(fā) 展，其施工中存在著越來(lái)越多的問(wèn)題，這些問(wèn)題對(duì)其施工質(zhì)量造成 了嚴(yán)重影響，如斷樁等?；诖耍枰獙?duì)橋梁等建筑工程的水下灌 注樁施工進(jìn)行探究。關(guān)鍵詞：橋梁；水下；鉆孔灌注樁；施工措施；探究鉆孔灌注樁具有較高的承載力，因此適應(yīng)于不同地質(zhì)條件，噪 音低，不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成較大影響，并且其施工較為簡(jiǎn)單，不會(huì) 產(chǎn)生擠土效應(yīng)等，基于鉆孔灌注樁樁以上的優(yōu)點(diǎn)，它在各種建設(shè)工 程中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在水里工程

2、中、橋梁、公路、鐵路 工程中、居民的房屋建設(shè)工程或者是公共建筑工程中，其應(yīng)用廣泛， 并且取得了良好的工程質(zhì)量效果。但是鉆孔灌注樁在施工過(guò)程中也 存在著一定的不足之處：首先，其在成孔過(guò)程中因?yàn)榫哂休^大的泥 漿比，因此很多泥漿會(huì)由于重力作用而沉淀，在成孔之后其孔底會(huì) 沉積一層0.4米左右的難以清除的沉渣；其次，樁側(cè)泥皮過(guò)厚，導(dǎo) 致側(cè)摩阻力明顯下降。本文結(jié)合某工程實(shí)例，對(duì)某水下鉆孔灌注樁 的施工技術(shù)進(jìn)行了探討。一、工程概況某橋梁水深達(dá)到43米，具有5.5米高的潮差，整個(gè)河床的高程在負(fù)1.6米到負(fù)43米之間。該橋梁的水下鉆孔樁施工中，所有基 樁全部在水面上，鉆孔施工平臺(tái)上樁懸臂的高度為40米以上，在

3、施工過(guò)程中很容易受到海浪和臺(tái)風(fēng)的影響。其穩(wěn)覆蓋層的土質(zhì)特征 主要包括：粘土、淤泥質(zhì)粘土、卵石層（帶粘土）、淤泥等等，其 基層巖石是強(qiáng)度為120兆帕的花崗巖，整個(gè)樁基嵌巖要求高，需達(dá) 到6.8米，因此該橋梁鉆孔樁的施工難度很大。這座橋梁的二、三 號(hào)主橋墩中都各有六根樁，直徑均為2.5米，樁長(zhǎng)最長(zhǎng)的是二號(hào)主 橋墩中的第一根樁，其長(zhǎng)度為106米，是一個(gè)深水大直徑樁基礎(chǔ)， 施工難度大。二、施工措施探究（1）鉆孔平臺(tái)的搭設(shè)首先進(jìn)行輔助樁的搭設(shè)，然后利用焊接或切割手段將鋼管樁調(diào) 平，并采用工字鋼的框架結(jié)構(gòu)，安裝鋼護(hù)筒之后加設(shè)工作平臺(tái)，以 提高整體穩(wěn)固性能。工作平臺(tái)上鋪設(shè)鋼板和模板后成為鉆孔平臺(tái)， 模板的厚

4、度為40毫米，鋼板厚度為10毫米。每一根鋼管樁的壁厚 是22毫米，外徑為1200毫米。在打樁時(shí)應(yīng)該依據(jù)地質(zhì)條件，確保 打進(jìn)覆蓋層的深度在15米以上。（2）鉆孔設(shè)備及施工材料的準(zhǔn)備鋼護(hù)筒的長(zhǎng)度為53米，壁厚為19毫米，其內(nèi)徑為2.8米，總 重量為68噸，在插打過(guò)程中通過(guò)雙層導(dǎo)向限位的方式，兩層鋼平 面的高度相差4米；護(hù)筒為螺旋形鋼管，為了確保其密閉性，在焊 接時(shí)應(yīng)該對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格要求，可以在其接頭部位沿著環(huán)形位置每 隔一定距離就增加4個(gè)加筋鋼板。起吊時(shí)采用100噸重的海吊船。 另外，采用56毫米長(zhǎng)的雙根鋼絲繩。在護(hù)筒下沉?xí)r，采用兩臺(tái)全 站儀對(duì)其垂直度進(jìn)行控制，當(dāng)鋼護(hù)筒由于自身重力而下沉穩(wěn)定之 后

5、，采用打樁錘進(jìn)行錘擊，使其進(jìn)入的深度跟設(shè)計(jì)標(biāo)高相符。該工 程中打樁錘為雙側(cè)夾具震動(dòng)式，其震動(dòng)力為一千六百千牛。（3）水下鉆孔根據(jù)水下地質(zhì)勘查的性質(zhì)，采用沖進(jìn)的鉆孔法。因?yàn)榈刭|(zhì)較為 復(fù)雜，樁孔徑大，且具有較厚的覆蓋層，因此成孔的時(shí)間也比較長(zhǎng)， 在鉆孔中應(yīng)特別對(duì)坍塌加以預(yù)防。將鉆頭底刃的硬質(zhì)合金長(zhǎng)度設(shè)計(jì) 為10cm左右，相隔5-8cm呈梳齒狀交錯(cuò)排列，使鉆頭底刃與孔底 之間接觸面積降低，從而提高鉆頭的單位面積沖擊力和鉆進(jìn)效率； 護(hù)壁措施依層位不同而異。鉆進(jìn)前將孔口護(hù)筒埋設(shè)穩(wěn)固，以免由于 下落而墜斷海吊吊臂，引起施工危險(xiǎn)事故。可以在鋼護(hù)筒的外壁中 焊接牛腿，每隔兩米焊接一個(gè)，有效控制護(hù)筒的下降。潮水

6、會(huì)對(duì)鉆 進(jìn)孔中的水頭產(chǎn)生影響，這時(shí)可以采用內(nèi)外水泵進(jìn)行控制，應(yīng)確保 孔內(nèi)的水頭比孔外的要高出1.5米以上，對(duì)進(jìn)尺速度進(jìn)行控制，在 鉆孔至護(hù)筒的下口兩米的地方，應(yīng)該增加碎石片，使其到達(dá)護(hù)筒的 上口兩米處。這樣反復(fù)鉆孔3次。為了保證護(hù)筒的底部不發(fā)生坍塌， 應(yīng)該加強(qiáng)護(hù)壁的作用。本工程中鉆孔的泥漿為水底淤泥，該種淤泥 具有高粘度、不分散的特點(diǎn)，能夠有效防止塌孔的出現(xiàn)。（4）清孔鉆樁施工過(guò)程中要進(jìn)行清孔換漿，一般會(huì)采取三次，第一次是 在直孔鉆進(jìn)終孔后進(jìn)行，需要提高鉆頭30到50厘米，孔底沉渣的 抽吸工作的進(jìn)行需要采用泵吸反循環(huán)系統(tǒng)，孔內(nèi)的泥漿經(jīng)過(guò)置換之 后應(yīng)該符合相關(guān)的要求才能起鉆；第二次是在擴(kuò)底結(jié)束之

7、后以及沉 渣抽吸干凈之后進(jìn)行；第三次是在灌注混凝土之前進(jìn)行的，通常是 采用砂石泵組以及灌注導(dǎo)管組成的系統(tǒng)進(jìn)行清孔，一般換漿的泥漿 應(yīng)該具有以下性能：含沙量在百分之六以下，泥漿的比重在1.15 以下，粘度在18到21 s范圍內(nèi)。換漿清孔過(guò)程應(yīng)避免出現(xiàn)坍塌現(xiàn) 象，要最好水頭的保持工作，檢查后符合要求則應(yīng)該立刻清孔，因 為時(shí)間太長(zhǎng)的話泥漿中會(huì)沉淀更多的鉆渣，不利于清孔工作的展 開(kāi)。（5）鋼筋籠施工質(zhì)量控制清孔完畢后即可進(jìn)行鋼筋籠吊放，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制鋼筋籠，其重量為 90噸，總長(zhǎng)為95米，鋼筋直徑為33毫米，每個(gè)斷面中的鋼筋數(shù)量 不同，最多可以達(dá)到165根。每個(gè)兩米便增加加勁圈，并將鋼筋布 置成z字形。鋼筋

8、籠帶吊放之前，應(yīng)該對(duì)鋼筋籠進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收工作， 驗(yàn)收所涉及的內(nèi)容有鋼筋籠的直徑大小、混凝土墊塊、鋼筋焊接的 質(zhì)量、箍筋以及加強(qiáng)筋等，同時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)吊放過(guò)程中的鋼筋籠段 與段之間的焊接質(zhì)量的監(jiān)督。（6）導(dǎo)管的安裝本工程采用30厘米內(nèi)徑的導(dǎo)管。在第一次使用前應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行 水密性試驗(yàn)，并試驗(yàn)其接頭的抗拉強(qiáng)度，通過(guò)海吊船來(lái)安裝導(dǎo)管， 為了縮短其下放的時(shí)間，先將其分成4節(jié)。入孔應(yīng)保持垂直居中， 以免由于移位而破壞了鋼筋籠。在下放完畢之后，應(yīng)該對(duì)孔深以及孔底的沉渣等重新進(jìn)行測(cè)定，如果不符合要求，則需要進(jìn)行二次清 孔。（7）混凝土澆筑質(zhì)量控制砼的初灌量大，灌注時(shí)應(yīng)埋深導(dǎo)管；加密對(duì)砼面上升的監(jiān)測(cè)； 在有大溶洞的

9、樁孔中設(shè)置鋼護(hù)筒；灌注結(jié)束時(shí)對(duì)埋深大的導(dǎo)管要邊 拔起邊反插；當(dāng)水壓力較大時(shí)，應(yīng)該在灌注前堵住涌水。若樁身砼 凝固之前就被涌水侵襲，則可通過(guò)施鉆若干個(gè)小鉆孔，并采用壓力 注漿的方式補(bǔ)強(qiáng)。水下混凝土灌注需要注意以下幾點(diǎn)：第一，對(duì)混 凝土的出廠單進(jìn)行檢查，并在施工現(xiàn)場(chǎng)抽檢樣品，確保混凝土材料 質(zhì)量；第二，確定混凝土灌注的初始量，確保初次灌注之后導(dǎo)管的 埋深符合標(biāo)準(zhǔn)要求；第三，進(jìn)行連續(xù)灌注。連續(xù)灌注能夠避免導(dǎo)管 的堵塞和事故的發(fā)生，灌注結(jié)束時(shí)應(yīng)該保證超灌的高度在50厘米 之上，這樣才能提高樁頭的質(zhì)量，并且混凝土每隔50立方米就要 留一組試件。結(jié)束語(yǔ)：本文以某橋梁為例，對(duì)其施工工藝進(jìn)行研究。首先介紹了該工 程的概況，然后根據(jù)其施工難點(diǎn)提出施工工藝，再對(duì)鉆孔平臺(tái)搭設(shè)、 鉆孔設(shè)備及施工材料的準(zhǔn)備、水下鉆孔、清孔以及鋼筋籠施工質(zhì)量 控制、導(dǎo)管的安裝、二次清孔、混凝土澆筑質(zhì)量控制等施工環(huán)節(jié)進(jìn) 行分析，為廣大水下灌注樁工程提供參考。參考文獻(xiàn)：戴天中，試論橋梁鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量控制j.科技資訊建筑科學(xué).2007,24 (12)： 98-99.于英梅，橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)之我見(jiàn)j.中國(guó) 科技信息.2008,27(5):214-2