中铁十五局集团第五工程有限公司渭武试验第一合同段项目部 甘肃 定西 478301
【摘 要】近年来，随着深水区水位的日益加深，湍急的水流常年冲刷着河床，在深水裸岩区域钻孔桩工程的施工难度越来越大。因此，加强对该区域孔桩施工的质量控制尤为必要。本文通过对深水裸岩区域大直径孔桩质量的施工平台及技术的分析，来探讨行之有效的质量控制措施，更好地作用于施工实践之中。
【关键词】深水裸岩；大直径；钻孔桩质量；控制措施
针对钻孔桩基础的施工，首先需要以稳妥的平台为依托来开展作业，特别是深水裸岩区域，还需考虑深水区域内设置承台的情况，应当辅以围堰阻水的配套方案，这在深水裸岩钻孔桩施工过程中是亟待解决的重要问题。原因在于，深水裸岩作为一种相对特殊的施工情况，应当对相关的施工条件和设备做全方位的考察和准备。
当前形势下，我国深水基础中较为常见的施工平台主要表现为三种形式，即双壁钢围堰支撑平台、桩柱支撑平台以及浮式平台等。这三种平台设置形式虽各具特色，但在深水裸岩条件下的工程施工中均可适用，尤其是桩柱支撑平台，得益于其广泛的适用范围及较少的条件限制，就目前来讲是深水基础工程中最受青睐的一种平台设置形式，然而在实际的操作过程中，这种平台形式对施工技术有着极高的要求。本文首先对深水基础的施工方案选择与平台设置方法进行系统阐释，着重探讨深水裸岩条件下大直径孔桩的质量控制方案。
1 深水基础的施工方案选择
基于各类不同的深水基础工程施工而言，施工方案的选择十分重要。本文主要探讨的是关于特大桥水中墩施工的方案选择，目的在于使水中施工能够享受陆上施工的优越条件，更好地推动施工进程，提高施工效率。具体来讲，特大桥水中墩的施工分别采用从两岸到江中来搭建钢栈桥，并将钻孔平台在水上固定好，以此为基来开展钻孔桩施工作业。一般而言，需要选定特定的桥墩，留出主航道的通航孔，通常为2个。栈桥位置的确定大多会选择桥位的上游地段，栈桥轴线距线路左线中心线 24 m，在各水中墩墩位处，栈桥与下游钻孔平台便因此形成了密切联系。关于栈桥和钻孔平台的顶面标高的设定可以参照历年来该处的相关水文资料以及设计施工的水位。选定的主航道桥墩平台设定需要依据承台、围堰以及可安置相关材料设备等各方面条件指标的尺寸，这些需要提前做出准备。
确保深水裸岩钻孔桩工程的顺利实施，面临的主要问题在于以下两个方面。首先，解决平台基础问题，使其在裸岩河床上能够确保绝对的稳定度。其次，确保钻孔桩钢护筒在水深流急情况下埋入河床的深度，避免钻孔漏浆。
2 施工平台的设置
针对深水裸岩孔桩的施工平台的设置，需要对平台结构做整体的把握，这就要求充分结合各方面有关影响因素的作用，使得该平台的设置首先应当满足以下条件，一是首要满足整个深水基础的工程施工需要，在此基础上还应当满足钻孔桩作业的各项要求，最后在承台施工过程中也应当同样具备适用性。此外，自然因素的影响是不可忽视的方面，在施工过程中对工程造成的有利及不利的影响都应做全面的了解，特别是对工程施工起着决定性作用的水文、地质、气象等因素，充分把握这些条件，才能有的放矢，有针对性的科学开展相应的施工方案，提出具体的执行措施。并且尤为重要的一点是，所有工程作业的开展均应当考虑现实的施工条件，选用适当的施工设备和施工方法，注重总体目标的实现，在确保施工安全的前提下追求经济效益。此外，平台的设置还必须考虑环境保护和河道、航道的保持维护等综合因素的影响。
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一般地，河（海）床基岩裸露均是因河（海）水流速较大冲刷而致，较大的流速对于平台的施工更是不利。如何使平台的基础在深水且较大的流速下“生根”于裸露的基岩，是平台的设计和施工首先要解决的技术难题。平台方案设计时，应首先根据现场的施工条件和设计者的施工经验，确定可行的施工方法，再合理地模拟和确定整个平台的结构模式，通过对各种可能的施工工况下的结构受力和稳定计算分析，适当地选定各部分结构构件的断面参数，必要时再针对性地辅以其他措施予以加强。
深水裸岩条件下桩柱支撑平台的设置有一定的技术难度，其关键在于要可靠地解决好平台结构的稳定问题。桩柱支撑平台常规的施工程序是：利用水上定位设施完成施工定位，依靠浮式结构或打桩船施工平台支撑钢管柱或桩（若条件允许时也可直接下沉钻孔桩钢护筒作支撑），安装平台上部构件并完成桩（柱）顶与平台上部构件的联结，最后完成其他辅助结构的安装。平台施工时，要确保达到和满足设计的计算假定条件，关键是解决好平台支撑桩柱和钻孔桩钢护筒的人岩和稳定问题。强行打人式方法依赖于表层岩面岩性的风化程度和大功能的打桩设备。利用先在其内冲击造孔，再将钢护筒或管柱振打跟进的方法经多次实践证明是行之有效的，但此方法用于钢管柱人岩时需要水位相对的平稳。在深水且有一定的流速的情况下，无论钢管柱还是钢护筒的定位均需重点解决好导向问题，可靠的导向结构在深水裸岩、大流速的施工条件下尤为重要。
3 大直径钻孔桩施工质量控制
深水裸岩大直径孔桩施工主要包括以下步骤，即钻孔、清孔、钢筋笼下放以及灌注水下混凝土等，关于工程施工的质量控制需要充分考虑在各个步骤进行的过程中切实控制施工质量。
1）钻孔
钻孔工作的实施需要在护筒跟进完成后方可开展。首先需要制备好泥浆，在孔内填入黏土并加适量片石，顶部填至河床面位置，用低冲程冲砸，泥浆比重1.3左右。待冲砸至钻头顶在护筒下超过 1 m 时，方可加高冲程正常钻进。若产生护筒底漏浆情况则按上述要求重新回填后钻进。
2）清孔
钻孔达到设计标高，经终孔检查后，即可清孔。清孔采用反循环方式清孔，用泥浆分离器进行钻渣分离。清孔后的泥浆性能指标：含砂率不大于 2%，相对密度为1.03～1.10，粘度为17~20s，胶体率≥98%。桩底沉渣厚度小于 5 cm。
3）钢筋笼下放
钢筋笼在钢筋加工场地分段制作，采用平板车运至现场，吊车吊入孔内，孔口接长。钢筋接头采用辊轧直螺纹套筒连接。骨架主筋接头按规范要求错开布置。钢筋笼进入孔口后，将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。钢筋笼达到标高后，用吊筋将笼体与孔口护筒电焊联接，防止掉笼或浮笼。
4）灌筑水下混凝土
水下混凝土的灌筑采用导管法。导管接头为丝扣式，直径为 300 mm，壁厚 4 mm，分节长度为2 m，最下端一节长 4 m。导管使用前进行水密、接头抗拉试验。灌筑首批混凝土时，导管下口至孔底的距离控制在 50 cm，且使导管埋入混凝土的深度不小于1.0m。灌筑连续进行，并尽可能缩短拆除导管的时间；灌筑过程中经常用探测锤探测孔内混凝土面位置，及时调整导管埋深，导管的埋深控制在1.0~3.0m。水下混凝土浇筑须连续进行，不得中断。同时指定专人负责填写水下混凝土灌筑记录。全部混凝土灌筑完成后，拔除钢护筒，清理现场。为确保桩顶砼质量，桩顶加灌 1.0 m 高度。砼浇筑过程中按规定做好砼试件留置。
结 语
综上所述，在深水、急流、裸岩条件下，大直径超长钻孔桩的施工具有较大的难度和风险，要采取合理的措施保证平台的稳定并避免钻孔过程中护筒漏浆问题。在具体的施工作业实践中，采取护筒跟进的方式有效解决护筒漏浆问题，确保钢管桩能够打入岩层一定深度和平台的稳定性，可以为以后深水裸岩高桩承台施工提供有效借鉴。
参考文献：
[1]于加顺.西江特大桥深水裸岩大直径超长钻孔桩施工技术.铁道建筑.2012，（11）
[2]张圣华.深水裸岩条件下大直径钻孔灌注桩施工技术.中小企业管理与科技.2012，（30）
论文作者:李永刚
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第7期
论文发表时间:2016/10/12
标签：深水论文; 钻孔论文; 平台论文; 导管论文; 直径论文; 混凝土论文; 条件论文; 《低碳地产》2016年第7期论文;