公路桥梁水下钻孔成桩基础施工技术优化

2020-05-13闫建宇

黑龙江交通科技 2020年3期

关键词：钢护筒护筒灌注桩

闫建宇

(山西交通控股集团有限公司大同北高速公路分公司，山西大同 037001)

0 前言

公路桥梁项目的具体实施环节，钻孔灌注桩是当前的公路桥梁主要的施工技术之一，同时也是关键性的组成部分，需要施工单位提起足够的重视，加强管理和控制，保证公路桥梁的质量达到要求，确保交通运行的安全性与稳定性。

1 工程概况

某地高速公路改建项目，位于当地重要的交通枢纽中，与多条线路连接，穿越河流，对于当地的经济发展以及各个地区的贸易交流起到了非常重要的作用。本文以该项目的某跨河公路桥梁为案例进行，深入分析钻孔灌注桩基在河道水下施工的技术特点，从而可以了解该技术的优势。钻孔灌注桩应用范围比较广、成本较低，可以实现多孔同时施工，施工效率比较高，使用钢筋混凝土浇筑成为桩基结构，具备较高的承载力。此外，钻孔灌注桩还可以结合当地地形特点来修改其截面尺寸，可以有效的加固与优化桩身结构受力条件。在施工的过程中，应该严格控制泥浆液的排放，可以有效的避免环境污染的问题，但是在施工中极易出现强度不足、断桩、蜂窝等质量问题。本文的钻孔灌注桩是河道中进行，在施工前需要深入分析对于环境的影响，掌握施工的难点和缺陷，特别是水下护筒技术与水下浇筑混凝土方面，从而可以避免给成桩造成不利的影响，为今后类似工程的实施奠定基础。

2 2水下钻孔成桩

2.1 桥梁工程钻孔桩施工准备

充分的做好桥梁施工前的准备工作，这是保证工程质量、效率的基础条件，只有准备充足才能确保钻孔灌注桩施工的质量和效率。从目前的工程实际情况来分析，准备工作主要包含如下几点：

(1)施工设计

首先，在设计方案确定前需要深入到施工现场中了解地质条件，进行必要的地质勘察，形成详细的勘察报告，各项数据达到精确度与准确度的要求，给设计工作提供基础条件。其次，设计人员按照勘察报告进行设计，完成之后要经过管理人员复核，结合现场情况进行复查，保证设计方案符合现场的施工具体情况。

(2)准备相关机械材料

在施工开始前，需要根据设计方案的要求来准备所有的机械、施工材料等。同时还需要对现场的水源、泥浆循环、泥浆池等部分进行详细的检查，确保这些辅助设施能够有效的使用，可以满足正常施工的需要。对于工程中的原材料来说，应该严格控制其质量，保证其达到设计方案的要求，任何不达标的材料禁止使用到工程中。保证原材料的质量是提升工程质量水平的关键性措施，一旦原材料出现任何质量问题，都会影响钻孔灌注桩的施工效果。对于施工机械方面来说，要结合设计方案中要求的地质条件、桩体直径与长度等参数选择合适的型号，以满足工程顺利实施的需要。

2.2 钻孔灌注桩护筒技术

按照设计方案的要求来埋设护筒，该部分主要应用的是钢板制作而成，其直径要超出钻头直径10 cm,长度3～4 m，根据需要进行钢护筒的固定，然后使用振动打桩机将其打入到河床底部的位置上。根据技术要求，结合河床底部地质条件来确定钢护筒埋设深度：软土、淤泥、黏土层为4～5 m；全风化岩层为1～2 m。然后就是固定钻机进行钻孔施工，此时需要确保钢护筒下沉倾斜度在4%以下。水位高差变化过大的情况，应该根据设计方案来随时调整护筒顶部标高尺寸，确保其高出水面约1.5～2.0 m。下沉钢护筒施工前，应该进行明确定位同时需要固定锚绳，在每次护筒下插施工前，首先应该明确钢围笼在导向船支撑位置上的千斤顶高度尺寸，确保顶部符合水平度的要求。钢护筒下沉施工阶段，支撑部分应该实现共同受力。河床岩面如果存在较大的倾斜问题，就不能进行顺利的插打，此时可以通过护筒内抛石的方式来冲击前套钻孔，然后逐步进行钻进施工。钢护筒的接长位置，接头的位置需要保证顺直度的要求，其弯曲矢高在1%以下。振动下沉施工环节，使用卷扬机来收紧溜绳，可以有效的进行纠正。振动需要快速进行，每次振动之后就要进行一次测量，直到达到标准的要求。

2.3 水下混凝土灌注工艺

钻孔施工的过程中，筒体内部的泥浆含砂率需要控制在4%以下，护壁泥浆可以应用换浆法来进行清理施工，这就需要进行持续的置换泥浆，最终可以完成整体的浇筑施工。钢筋笼安装结束后，需要选择使用250 mm的导管来进行水下混凝土浇筑施工，必须要在导管内放置具备较强隔水效果的球胆来作为隔水栓。水下混凝土浇筑要保证不间断进行，要加强各个浇筑环节的质量控制，桩顶不能过低。具体施工工艺流程详见下图1。

图1 水下混凝土灌注工艺流程a安设导管;b悬挂隔水栓;c灌入混凝土;d下落隔水栓;e连续灌注混凝土;f拔出护筒

3 水下钻孔成桩工艺优化

水下钻孔施工环节，为了可以提升桩体质量水平，需要进行必要的工艺优化。

3.1 桩底沉渣清孔优化

混凝土浇筑部分的质量与孔底清理质量、沉渣是否清除干净等存在直接的联系，为了能够保证钻孔灌注桩的质量达到要求，应该保证泥浆处于不断的动态循环状态，要采用逆循环加上导管安装高压风管的方式来进行全面的清除；孔底沉积物如果没有有效的清理，就会导致其桩体长度会小于设计长度，所以一般都会应用高压注浆方式以保证桩体长度。

3.2 混凝土灌注优化

水下浇筑混凝土需要保证连续施工，严格控制浇筑速度，如果浇筑过程忽快忽慢，极易造成桩身结构强度均匀性不足。为了有效的防止泥浆所产生的不利影响，需要严格的控制浇筑速度，如果浇筑速度过快，会造成埋管问题的存在，进而使得钢筋笼上浮，整体浇筑质量难以达到要求。在确保导管符合最小安全埋深的基础上，应该先提升再迅速下落导管的操作方式，可以通过冲击的方式来疏通导管，保证其可以满足正常的浇筑施工需要。

3.3 桩身优化

首先，钻孔施工工艺中应该保证其垂直度、稳定性都达到要求，孔底沉渣厚度也要在合理的范围内，按照测量所获取的技术参数来进行。一般来说，为了能够充分的保证钻孔施工的质量达到要求，至少需要检测两个或者两个以上的孔壁结构，然后控制其稳定的时间，一般不少于12 h。其次，钻孔施工结束后要立即进行孔底沉渣清理，确保其与基岩完美融合。再次，严格控制护壁泥浆质量，保证比重合理，护壁质量达到要求。钢筋笼的吊放施工前，应该全面的检查其焊接部分质量，要逐节进行下方施工，如果下放时存在焊接缺陷或者漏焊的问题，要补焊之后才能继续吊放。最后，隔水栓质量控制，确保其直径与导管内径完美契合，保证其防水效果达到使用的需要，并且不同导管要满足封闭性的要求，在灌注施工前应该进行必要的封闭试验，以确保其不会存在任何渗漏问题。