孙国政

摘要：在桥梁工程桩基施工的过程中，经常会遇到地下水比较丰富的河流地段，在这些地段进行混凝土灌注时，经常不能直接观察到整个施工过程，也就是说，施工质量也难得到有效控制。

关键词：桥梁桩基；混凝土施工；技术论述

前言

桥梁工程是现代交通工程的重要项目之一，在这之中，桩基的施工尤为关键。在桩基的施工过程中，经常会需要水下混凝土的的灌注。由于水下混凝土的施工有很大的隐蔽性，这就给施工人员的技术和经验提出了更高的要求。只有做到对施工中经常出现的问题进行有效预防、及时处理，才能保证整个桥梁工程的稳定和安全。

一、水下混凝土施工技术

1、钻孔桩的施工准备

1.1施工场地的准备：如果场地存在较陡的坡段，应该采用枕木垛或木架来提高工作平台的平稳度；如果场地存在较浅的积水，且水流的速度不大，则可采用截流或改河方法，保证作业面干燥，同时将水中钻孔调整为旱地钻孔方案。如果场地为深水，或者存在较厚的淤泥层，可采用搭设工作平台的方法，来保证施工正常进行。搭设好的工作平台要有足够的刚度及稳定性，同时还应该充分考虑到雨季的施工及机械移动等问题。

1.2埋设护筒：护筒在桩基水下混凝土施工过程中具有非常重要的作用，它可以对桩位起到固定的作用，还具有引导钻头方向，防止地面水流入井孔，保护孔口不坍塌，保证孔内的泥浆高出地下水位或施工水位一定高度等作用。通常情况下护筒的直径应该比桩径大20～30cm。根据施工现场的实际情况下设置护筒，如果施工场地为旱地且水位较浅，土层条件为粘土，那么埋深应该大于 1～1.5m，如果土层为砂类，则应该将护筒周围一定范围内的土体挖除，换置成粘质土，换填的深度应该在护筒周围0.5m 以下，然后重新进行夯实；如果在冻土中施工，则应该埋入冻土0.5m 以下；如果河床为软土、砂类土，护筒底端的埋置深度，应该以能够防止孔内产生涌砂现象为准。护筒的平面位置偏差应该低于 5cm，其倾斜度应该小于 1%，如果出现偏差要及时进行纠正。

1.3泥浆制备：在桩孔中，由于泥浆的相对密度要比水的相对密度大，所以在护筒内水头同样高的情况下，泥浆的静水压力要比水大。在静水压力的作用下，泥浆在井孔壁上会形成一层泥皮，从而阻隔掉渗水，防止孔壁出现坍塌现象。泥浆还可以起到排渣的作用，从而保证钻孔作业能够顺利进行。如果所采用的钻进方法不同，泥浆所起到的作用也会不同，所以泥浆的性能要求也会不一样。在泥浆制备时，应该考虑好泥浆的性能，同时也要注重对粘土的选择，尽量做到就地取材，通常可选择水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或经过冻融的粘土。制浆时要先将块状的粘土打碎，以提高其成浆的速度。

1.4钻架安装：钻架是进行钻孔稳定性的保证。钻架必须保证能够承受钻机及其它辅助设置的重量，同时还要保证其稳定性及刚度，避免在操作过程中出现移动或摇晃等现象。钻架的设置应该对准桩孔的中心位置。

1.5人力及材料的配备：施工过程中如果存在几个项目同时施工的问题，应该协调好各工序之间的关系，避免出现相互干扰和冲突的问题。机械设备及人力要做到均衡使用。水泥、钢材等材料必须具有质量合格证明，进入现场以后还要进行必要的试验检测，对于不合格的材料不应该进入施工现场；对砂石料要指定场地，并根据检测要求进行全面的试验检测。

2、灌注桩造孔

在砂砾层中进行造孔作业时，可采用冲抓式锥钻头进行钻孔，在进入岩层之后可改用冲击锥钻头进行钻进。钻头的直径通常要比桩径小 2cm，在钻进时要对桩径、垂直度以及泥浆比重等进行随时检查，同时要做好记录。如果是嵌岩桩基础，嵌入弱风化岩层的深度应该大于 3.5m，而且岩层天然湿度下，饱和单轴极限抗压强度不应该低于 10mpa。桩孔的倾斜率要小于或等于 1%，深度应该超过设计深度 5cm 以上，平面偏差率应该在 5cm 范围内；钻孔过程中应该保证将孔内的残碴及时排除，避免孔内残碴太多，对孔壁形成扰动，造成孔壁坍塌、扩孔、卡钻或掉钻等现象。在冲击成孔的过程中如果遇到了斜孔、弯孔、坍孔或者护筒周围冒浆等情况时，应该立即停工，及时采取措施进行补救，在处理完成并正常以后方可继续施工。清出的残碴要及时运出现场，防止对施工现场造成污染及环境破坏；钻孔过程应该连续不间断进行，同时根据土质情况以及钻进的部位来调整钻速。钻进过程中应该保证泥浆的水头高度，如果出现泥浆损失现象应该及时补充，并进行堵漏。

3、成孔质量检查

当钻孔深度达到设计要求后，应该马上进行清孔，清孔作业时孔内水位应该在地下水位或河流水位以上 1.5～2m；清孔之后需要对孔径、孔形以及倾斜度等进行全面检查，清孔之后需要对泥浆的比重进行检测；对于挖桩孔，在挖到设计深度以后，如果对桩底的岩层有要求时，先将孔内的积水排除，然后需要对桩底的地质情况进行勘查，可采用钎探的方法进行勘查，深度应该在 2.5～3m 范围内，从而判断出孔内地基的承载力，以便为施工方案提供依據。如果岩层情况不符合设计要求，应该及时反馈回设计单位，进行必要的设计调整；如果岩层能够满足设计要求应该将残渣及时排除，对岩层面进行清洁。挖孔桩施工时也应该对孔径、孔形以及倾斜度等参数进行严格控制。

4、钢筋笼制作

钢筋笼制作应该能够满足设计要求，通常钢筋笼会在加工场进行集中制作，加工时应该按照设计图纸的要求焊接、绑扎，要保证每道工序的质量。钢筋笼骨架应该依据现场具体情况进行分段制作，制作时要保证钢筋主筋的顺直，搭接的长度、焊缝以及接头错开的尺寸都符合要求。

5、水下混凝土灌注

混凝土灌注是桩基工程最为关键的一道工序。由于水下混凝土灌注阻力较大，且流畅性较差，施工时应该控制好水灰比。施工的混凝土配合比强度应该比设计时的混凝土强度高出 10～15%，含砂率则应该在 40～50%范围内。混凝土灌注可采用泵送的方法，灌注过程中应该控制好速度以及导管的埋深度，避免出现钢筋笼上浮或断桩现象。

二、水下混凝土施工常见问题及预防

1、桩底沉垫层过厚

桩基施工时如果沉垫层较厚，首批混凝土很难将桩底的沉渣全部排除，很容易降低桩基的承载力。为了避免此类问题，应该在钻孔达到设计要求之后，应该根据钻孔方式、机械条件以及土层情况等，采取有效的清孔方法来清孔；在钢筋笼及导管下完之后，应该再次对沉垫层厚度进行检查，如果仍然超标则应该进行二次清孔处理。

2、导管漏水

导管在使用之前应该进行密封试验，检查其是否存在漏水现象。灌注混凝土时，应该均匀向导管内灌注混凝土，如果导管内的混凝土不满，应该缓慢的进行灌注，避免突然灌注量过大。

3、导管堵塞

在混凝土灌注时间过长或导管埋置深度过深时，都容易造成导管堵塞现象。所以混凝土灌注时应该在规定时间内连续进行，并尽量缩短拆除导管的时间间隔，以保证混凝土和泥浆一直处于良好的流动状态；对导管的埋深进行随时测量，避免埋置过深。另外，混凝土的配合比控制不好，也容易发生导管堵塞问题，为了避免由于粗骨料过大、过多挤压阻塞导管，应该严格控制好混凝土的配合比及坍落度。

4、钢筋笼上浮

混凝土灌注过程中，容易出现钢筋笼上浮的问题。为了避免此类问题的发生，在混凝土灌注到钢筋笼的底部时，应该适当放慢灌注的速度，并缓慢的提升导管，以减少混凝土对钢筋笼的托举力。

三、结论

桥梁工程的桩基水下混凝土施工技术是桥梁工程的重点环节，施工时应该对每道工序进行严格控制，并做好施工记录。当水下混凝土灌注过程中出现异常时，应该根据工程经验，进行认真分析，然后采取相应有效的措施进行及时处理，从而保证桥梁桩基的整体质量。

参考文献：

[1]黄彦玲，黄彦军.浅谈桥梁桩基灌注水下混凝土常见事故分析与预防措施[j].科技信息，2011，（23）：748.

[2]陈鹏.浅谈桥梁桩基混凝土施工技术[j].技术研发，2011，18，（3）：27-29.