道路与桥梁工程技术就业前景,复杂水下环境桥梁桩基施工研究

导读：道路桥梁工程技术、复杂水下环境桥梁桩基建筑研究就业前景荀琳广东关悦路桥有限公司收件人:随着基础设施的快速发展，大量施工环境复杂、技术要求高的桥梁桩基被广泛使用。以

道路桥梁工程技术、复杂水下环境桥梁桩基建筑研究就业前景

荀琳

广东关悦路桥有限公司

收件人:

随着基础设施的快速发展，大量施工环境复杂、技术要求高的桥梁桩基被广泛使用。以三坑河大桥工程为背景，详细介绍了水下钻孔灌注桩的施工过程，介绍了过程中的质量控制指标并分析了措施，完善了复杂环境下水下钻孔灌注桩的施工控制技术，取得了良好的施工效果，可为今后类似工程提供参考。

关键词:

road桥梁；钻孔桩；复杂水下环境；水下桩基构造；

通过三坑河大桥复杂水下环境下钻孔灌注桩的施工，详细介绍了涉水钻孔灌注桩的施工工艺和质量控制措施，完善了复杂水下环境桩基下钻孔灌注桩的施工和控制技术，为复杂水下环境下钻孔灌注桩的应用提供了一些工程经验。

1项目概述

三坑河大桥是一座简支后张预应力混凝土T梁桥。其跨度布置为(25+2×40+6×40+25)m，下部结构采用柱式墩。4#、5#、6#和7#墩采用空心墩，其他墩采用桩基基础的柱式墩，如图1所示。三坑河大桥4#、5#、6#、7#墩基础均为群桩基基础，其中5#墩位于三坑河大桥蓄水区，因此5# 桩基墩施工必须通过搭设临时钢栈桥和施工平台，其余桩基为陆上桩。

图1三坑河大桥左地质剖面图下载原图。

2 桩基复杂建筑水下环境分析

2.1施工平台的布置

根据施工图设计文件，5 桩基墩基础为水下桩基，共12侧左右；从岸边至5号码头左右两侧各布置一台打桩机进行作业。根据现场环境，桩基的成孔顺序是从两侧向中间。

由于三坑河大桥位于一级水源保护区，施工前需与自来水公司协调，施工方负责将水厂取水口向上游移动约200m。取水管道为直径600mm的钢管，保证取水口位于三坑河桥上游，距离三坑桥不小于75m。鉴于取水口水源保护的重要性，泥浆池的设置、建筑垃圾的放置和废弃不能影响水源。

根据水下装置的建设要求和水源地一级保护区的环保要求，三坑河5 #墩桩基基础施工平面布置见图2。

图2三坑河大桥钢便桥及水上平台布置图下载原图

2.2钢护筒的保护要求

鉴于桩基施工设计水下复杂环境和水源保护区，钢护筒的设计不仅需要考虑普通钢护筒的防护效果，还需要考虑水下复杂环境和水源保护区，因此钢护筒的设计和施工需要满足以下要求:

(1)复杂的水下环境要求。对于水下桩基施工，为保证施工安全和质量，涉水部分采用钢护筒保护。

(2)桩基施工要求。为了保证桩基施工的精度，需要在护筒埋设后对桩位偏差进行测量和调整。平面误差小于5.0厘米，垂直度在1%以内。套管埋好后，应有效固定，避免桩基浇注时套管下沉或偏移。

(3)环境保护要求。鉴于桩基5号码头位于水源一级保护区，在桩基建设过程中应严格避免对水源的污染。根据桩基基础施工过程分析，最有可能造成污染的原因是套管内的泥浆，尤其是钢套管与河床之间密封不合理，导致泥浆泄漏。因此，钢衬埋深应在原设计基础上加深1.0~3.0m，钢衬与河床接触部位应封闭，钢衬上端应在原设计基础上抬高0.5m。

根据以上要求，三坑河大桥5号墩桩基钢衬埋设示意图如图3所示。

图3套管埋设示意图。下载原图

为了保证套管的刚性和对桩基成孔灌注过程的保护作用，套管采用钢板制成，厚度为1 ~ 2 cm，套管内径应比钻头直径大10.0cm左右。

3关键施工过程

3.1施工总流程分析

复杂水下环境下钻孔灌注桩施工，在完成钢护筒等防护措施后，主要包括成孔清孔、吊装钢筋笼、浇筑混凝土、成桩等施工工艺，如图4所示。

图4 水下混凝土浇筑流程。下载原图

上图4介绍了水下复杂环境下钻孔桩的重要施工工艺，下面对关键施工工艺进行详细分析。

3.2成孔过程分析

根据钻孔灌注桩的施工工艺和水下的复杂环境，本工程的成孔工艺主要包括钻机就位、钻孔施工、泥浆循环护壁和成孔清孔检查，具体分析如下。

(1)冲击钻机就位

钻机就位前，应进行安全稳定性检查，确保场地特别是钻机安放位置稳定固定。轨道检查和安装应在钻机就位前进行，钻机应平稳准确就位。

(2)钻孔施工

钻机在钻进过程中，要求定位准确，要在套管范围内缓慢进行。当成孔深度超过套管深度时，可以正常速度下入。根据钻孔灌注桩的特点，钻孔作业应连续进行，并详细记录成孔过程。交接班时，要详细交代本工期的情况和下一工期的注意事项。为了验证地质调查，应在钻机冲击过程中定期和不定期采集矿渣样品，并在实验室与地质调查矿渣样品进行对比。

(3)泥浆循环护壁

为避免施工中发生塌孔、卡钻等安全事故，成孔过程中应保持孔内水位较高。桩孔、泥浆池、泥浆处理器和循环通道共同构成泥浆循环系统。为了保证泥浆护壁的有效性，多采用膨润土或优质黄泥，对指标有偏差的泥浆采用添加添加剂的方法进行处理。根据泥浆流向的不同，钻机的钻进过程主要分为正循环和反循环两种方式，如图5所示，为反循环旋挖钻机钻进示意图。

图5反循环旋挖钻机成孔过程示意图下载原图

根据上图，旋挖钻机由动力装置驱动，使钻头旋转，从而切削钻头下的土壤。由于钻杆内高压泥浆的作用，钻头切削的土渣沿孔壁向上流动，泥浆通过孔口取出，直至流入泥浆池进行处理。

(4)成孔和清孔检查

冲孔达到设计标高后，用检孔器检查成孔质量，检孔器直径应比桩基钢筋笼直径大10.0cm，长度为桩孔直径的4 ~ 6倍。钻孔深度检查和第一次清孔后，放置钢筋骨架前检查冲孔深度。

3.3混凝土浇筑

清孔完成后，浇筑混凝土前，放置钢筋笼。钢筋笼的安放可采用履带配合吊装，下放时可拆除加劲内撑，并对声测管和检测管进行第二次检查，避免吊装时损坏。钢筋笼起吊后，应检查骨架，确保垂直度，弯曲变形部分应及时纠正。

钢筋笼下放检查完毕后，应立即下放浇筑混凝土的导管，利用真空反循环导管进行二次清孔，以保证孔底沉渣厚度不大于5.0cm，满足《公路桥涵施工技术规范》对嵌岩桩桩底沉渣的要求。清孔后，应及时浇筑混凝土。应控制最后一次灌注量，桩顶标高应符合设计要求。

4工程质量控制措施

由于涉水桥梁施工环境复杂，隐蔽工程质量对桥梁结构的正常安全使用影响较大，因此在施工过程中应严格控制水下桩基在复杂环境下的施工质量。

4.1钻孔垂直度控制

钻孔过程中的垂直度控制可以通过改进施工工艺来解决，具体如下:

(1)加固打桩机底座，保证打桩机在钻孔过程中的稳定性，并及时检查钻孔的垂直度。如有倾斜，及时检查原因并进行纠正；

(2)对于倾斜的岩面，需要回填毛石以保证钻孔面的垂直度，避免岩面倾斜影响钻孔的垂直度；

(3)钻孔作业完成后，用探孔仪检测钻孔的垂直度。对于偏离的位置，用钻机反复扫孔，直至钻孔垂直度符合要求。

4.2光圈大小控制

对于钻孔灌注桩施工过程中常见的扩孔、缩径等控制问题，除了加强地质勘察和采取相应措施外，还应加强钻孔灌注桩施工过程的控制，具体如下:

(1)在倾斜岩面和岩性不均匀的地层中钻进时，应严格遵循小冲程、慢进尺的施工工艺，以保持打孔机在钻进过程中的稳定性，避免扩大孔径；

(2)钻孔时定期检查钻头磨损情况，及时加强修复，必要时更换，以保证钻孔的有效性和垂直度，避免缩孔。

(3)为避免施工中发生塌孔、卡钻等安全事故，成孔过程中应保持孔内水位较高，泥浆的相对密度和粘度应符合规范要求。

4.3钻井连续性控制

钻机的卡钻和掉钻对钻机的连续性影响很大，属于质量安全事故。施工过程中应进行预处理，事故发生后应有一定的预案，具体如下:

(1)使用桩锤前，安装柔性安全绳。当卡钻或掉钻时，可降下钢结构钩住安全绳，保证桩锤多点受力并能及时拔出，避免钻孔连续性受到较大影响。

(2)如果卡钻事故严重，多种方法都无法送去处理，考虑水下爆破振动法打捞。这需要潜水员的配合，所以施工准备时要有卡钻的预案。爆破能量应进行反复扣除计算，以满足处理卡钻事故的有效性和相邻桩的安全。

5结论

钻孔灌注桩因其施工方便、效率高、承载力强，在桥梁下部结构中得到广泛应用。由于水下桩基的复杂环境，对水下钻孔灌注桩施工技术的研究成为普遍关注的问题。摘要:以三坑河大桥桩基工程为例，详细介绍了钻孔灌注桩的施工过程，如护筒安装、成孔、护壁、下放钢筋笼等，并对施工过程中常见的控制指标进行了分析。本文对水下复杂环境下水下钻孔灌注桩的施工及质量控制技术进行了系统研究，可为今后类似工程提供一定的工程经验。

参考

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胡思恒。深圳市a 桥梁水下桩基施工及事故处理措施研究。科技信息，2012(01):159。

总结:以上内容是对道路与桥梁工程技术就业前景的详细介绍，以及复杂水下环境桥梁桩基施工研究。文章部分内容转载自网络，希望对你了解道路和桥梁工程技术有帮助和价值。