摘要：随着经济的发展，国家对交通建设的投入不断加大； 基建项目的全面发展，生产环境繁琐多变，路桥工程桩基建设面临水下施工质量较低、生产效率低等现实情况，文章以湖南某路桥工程为例，研究路桥桩基在水中施工的特征，通过完善既有钻孔成桩护筒和一些施工方法，改进了水中路桥钻孔成桩施工工艺，获得了显著的效果，为类似项目建设提供借鉴依据。
关键词：路桥工程；水下施工；钻孔成桩；基础建设；工艺优化
前言
路桥工程建设阶段会涉水处理，而且水深超过5-6米时会使用深水基础工艺技术，水下桩基础不同于传统观念上的土围堰、木桩、钢板桩围堰等工艺技术，其发展由早期的沉箱、沉井、桩柱和组合结构等，发展到今，水下基础产生了深水桩结构、双承台、地底连续墙结构的磨蚀，因为水下桩基础在路桥建设中所要沉入的水深相较于沉井、沉箱等要小，在和沉井、沉箱沉入深度一样时所要浇筑材料能减少一半左右。所以，从建筑项目成本管理方面来看，水下桩基础具备造价少等显著优点。
1、项目概况
湖南省某跨河路桥工程为例，介绍钻孔成桩路桥桩基在水中施工的特征。钻孔成桩具备适应性大、项目成本相对偏低、能够多孔同步施工、节约工期等特征；采取钢筋砼浇筑成型，提升总体的防压承载性能；而且钻孔成桩能够结合地形特征，转变桩的截面面积，实现加固与完善桩体受理；操作时科学把控泥浆排出，能降低对生态的污染；但钻孔成桩有时会产生砼强度不够、断桩含泥、很大蜂窝等病害。
文章基于在水下采取钻孔灌注桩，针对施工环境与施工过程展开分析，对施工和成桩阶段的难点与水中钻孔成桩技术工艺进行完善，特别是对水中护筒工艺与水中浇筑砼进行精准管理，降低成桩阶段的不良影响，为类似项目建设提供借鉴依据。
2、水中钻孔成桩介绍
2.1钻孔成桩护筒工艺
结合设计测量桩位预埋护筒，护筒选择厚钢板加工，护筒内径要超过钻头直接0.1米，长度3-4米（水下桩通过水深、河床条件和水体流速所决定），钢护筒支护在两个导向船上钢围笼主导和定位，沉降采取振动打桩机处理辅以吸泥沉降到河床下。按照河床下的不同地质条件，护筒底部埋设深度：软基、淤泥、黏土层是4-5米；砂砾、卵石层是2-3米；全风化岩层是1-2米。再采取钻机打孔，施工需要钢护筒沉降倾斜角不能大于4%。在水位高差浮动很大时，要立即调节钢护筒上部的标高，让护筒顶部高于水位1.5-2米。沉降钢护筒以前，精准定位并固定导向船锚索，每个护筒插入时，首先调节钢围笼于导向船上的支护结构在千斤顶的高度，让钢围笼顶部处在水平状态。在沉降钢护筒时，全部支护结构要维持相同受理。当河域岩面倾斜很大时，护筒不能实现插打，能选择在护筒中抛石，借助冲击钻在护筒中超前套钻打孔，护筒由此慢慢跟进的办法。钢护筒连长时，前节钢护筒要尽可能调整为铅锤，延长时，护筒接头应顺直，端部不顺直的，弯曲高度维持在1%之内。在振动沉降阶段，以卷扬机收缩紧固，纠偏效果显著。振动时间很少，每振动1次，就检测1次，并及时纠偏，尤其是刚入土时。
图1 水下砼浇筑工艺流程
2.2水中砼灌注方法
钻孔过程，筒中的泥浆面于护筒头下，黏土浆液，黏土含胶体率不少于95%，含砂率不超过4%，护臂浆液能够选择换浆法清理，在清孔时，持续置换浆液，直到浇筑水下砼。钢筋笼施工结束，水下砼浇筑选择直径0.25m导管，操作中超导管中放进具备很好隔水能力球胆用作隔水栓。水下砼需要持续浇筑，并管理最后一次施工量，桩顶不能较低。水下砼浇筑工艺程序如图1所示。
2.3钢围堰处理
就双壁钢围堰工艺技术来说，该方法对水压的承受力很强，加上其本身结构简洁、工艺简单且施工便捷，已在许多路桥工程得到良好的使用。围堰在选型方面能够按照项目的具体要求选择矩形、圆形、圆形等各种结构模式，施工方法能够分成先设置钢围堰再采取围堰平台展开桩基处理、先处理桩基再设施钢围堰与处理桩基的基础上设置钢围堰三种办法，而针对钢围堰的制造和加工，就应当结合施工周期、施工现场、运送条件等既有条件来确认是在工厂生产或者在现场生产，焊缝后要进行探伤检测和煤油渗入测试。值得注意的是，钢围堰的生产、分块大小应当按照施工场地的条件来确定，同时着床后的干围堰应维持一定的稳固性，还需对其刃脚和河床面见的间隙进行处置，最后再展开封底砼的灌注，并确保灌注厚度、顺序、连接面的处置等符合施工标准。
3、水中钻孔成桩方法优化
路桥工程水下桩基成桩过程会受到生产现场环境，像地质环境、水文环境、气候环境等因素的影响，包含路桥水下桩基础所在地层布局、地形地貌、水深以及流速等外部影响因素。为此，在水中钻孔施工阶段，为保障成桩质量，应对部分工艺方法进行完善。
3.1保障施工顺序的合理性和科学性
路桥工程水下桩基施工步骤主要包括两种，指先下围堰再成桩和先成桩后放围堰操作承台，前者先要在蹲位点安装围堰，围堰能后期成桩操作平台的承重结构和作业船舶的停靠点，科技优势是安全稳定且科技成熟；后者的作用是能够有效处理施工场地水文地质环境繁琐的大型路桥建设问题，这项技术突破了强涌潮环境下的围堰定位问题。
（1）先放围堰再成桩
放围堰以前要借助定位锚碇结构来确定蹲点，定位要精准才可以让后期施工顺利开展，围堰安装既对气候环境要求很高，要求选在台风和汛期到来以前完成所有的沉降、封底处理，否则就不能顺利度过汛期，也要在实施以前做好足够的准备工作，施工时间的确定重点选在下半年为佳[1]。另外，围堰选型方面能够采取薄壁式钢筋砼沉井围堰、双壁围堰以及双壁钢丝网泥浆围堰等等。
（2）先成桩后放围堰
先成桩后放围堰主要处理的是水上承台的防渗问题，采用较为普遍的两种承台为结构低桩承台和钢护筒维护承台[2]。首先选择成桩后的钢护筒展开精准定位，用来保护承台，处理先放围堰再成桩施工顺序中定位问题，承台处理先建立钢管桩平台打孔，待钻孔成桩安装好后再放钢制围堰，围堰附近的钻孔桩钢护筒能够被视为围堰下放时的定位导向与支护结构，该方法操作简单且造价少。
3.2桩下沉渣清孔完善
因为开始浇筑砼时，砼的浇筑量受限且孔下是否清理完全、是否有沉渣等现象，会导致钻孔成桩封底不成功，为确保水中钻孔成桩长度满足设计标准，要提升浆液的动态循环阶段，优先选择泥浆循环添加导管设置高压风管展开孔下二次清理；孔下沉淀物没有清除干净导致桩长短于预计长度，要采用桩下压降或是高压注浆施工。
3.3砼灌注完善
水中浇筑砼，需要持续灌注，灌注速度不能过慢，以避免砼初凝导致砼桩体总体强度不足，而且为降低浆液的影响，持续灌注砼最大限度降低了夹泥浆与狗洞，灌注砼时的操作速度应严格把控，不能过快，否则过快会引起埋管，钢筋笼漂浮，应当通过浇筑确定一个恰当速度，使砼可以慢慢持续灌注，降低砼朝下掉落冲击力，保障导管科学埋深，及时提高[3]。在确保导管最低安全埋深的基础上先提高再迅速降落导管，冲击贯通导管，如果砼冲击力不够造成导管堵塞，要延长顶部导管，增加一次性砼数量，辅以迅速导管疏导。
3.4承台建设
水下桩基承台属于路桥工程的关键构成部分，其工艺方法主要包含钢套箱的规划和施工、钢筋结构处理、砼项目等。钢套箱隔水板通常采取双壁模式，通过套箱侧板、套箱外紧固、套箱中加固、吊点结构与定位系统所构成，在工厂生产制造后运送到施工场地组装。钢套管地膜和中下节的侧板直接组装在钢平台上，借助浮吊沉入到底平台，再能使用小型操作船展开上节侧模的组装，最后根据底膜与桩基顶部限位设备对套箱加以定位，归位后的套箱进行封底处置[4]。另外，承台钢筋骨架的加工安装要严格根据设计图纸和相关标准进行施工，以确保钢筋骨架的砼保护层大小，钢筋工程处理完成并检查好后才可以展开承台砼的浇筑处理。
4、结束语
综上所述，经过对水下钻孔成桩的操作环境和成桩阶段的特点展开分析，为尽可能产生理想观念下的成桩结构，符合施工标准，选择对一些工艺方法进行完善优化，降低成桩环节的不良影响，为类似项目建设提供借鉴依据。
参考文献
[1]裴迎春.浅谈旋挖钻机成孔工艺在公路桥梁桩基础施工的应用[J].甘肃科技,2019,35(13):101-103.
[2]陈君龙.高速公路桥梁施工中钻孔灌注桩质量控制分析[J].低碳世界,2015(15):231-232.
[3]高坤.公路桥梁深水桩基础施工技术分析[J].工程建设与设计,2016(9):151-153.
[4]孙谋飞.公路桥梁水下钻孔成桩基础施工技术优化分析[J].四川建材,2019,45(5):114-114.
作者简介
张弩：1977年8月出生，本科学历，工程师，从事高速公路道路路基、桥梁丶路面、隧道、经营以及项目管理工作。研究方向：公路与桥梁、隧道工程施工和管理。
论文作者:张弩
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/27
标签：围堰论文; 钻孔论文; 水下论文; 桩基论文; 导管论文; 结构论文; 水中论文; 《基层建设》2019年第24期论文;