敖平飞
中铁十一局集团第一工程有限公司
摘要：在桥梁工程项目的施工过程当中，钻孔灌注桩时最为常见的基础形式，但有些钻孔灌注桩的整个过程处于水下，会使得施工过程以及施工质量受到较多因素的影响，因此，对水中钻孔灌注桩施工工艺进行深入的研究具有较大的意义。本文就主要以新建广州南沙港铁路站前工程为例，对水中钻孔灌注桩施工技术的要点进行了详细的分析与说明，希望为其他类似工程提供一定的帮助。
关键词：桥梁；水中钻孔灌注桩；施工技术；工程案例
1、桥梁水中钻孔灌注桩施工技术要点
1.1 水中钻孔灌注桩的施工工艺流程
同陆地上的钻孔灌注桩施工相比，水中钻孔灌注桩施工会受到水的流速、水的深度以及漂浮物、水位涨落幅度等等带来的影响，施工条件的复杂程度也较高，因此，整个施工过程对施工技术的要求也就较高，其施工工艺流程见图1。
图1 水中钻孔灌注桩施工工艺流程图
1.2施工技术的主要要点
1.2.1搭设钻孔施工平台
在水中进行钻孔灌注桩的施工过程当中，施工过程以及质量会受到周边水域带来的影响，其中主要有：河流的冲刷、通航以及洪水等等，因此，在施工之前一定要搭设一个钻孔施工平台，为钻孔以及水下混凝土的灌注提高一个作业平台，同时还可以在平台上堆放一些施工材料以及施工设备。
1.2.2钢围堰（吊箱）施工
如果在施工承台的下方存在有较大厚度的软弱土层，并且水的深度较大、水流较急的话，通常采用钢吊箱围堰作为其防水的主要措施，该钢吊箱围堰可以为施工承台提供一个湿度较小的施工环境，在有些情况下可以同时作为桩基沉桩的导向定位，取代施工平台。在钻孔灌注桩的基础施工过程当中，一共可以分为两个施工方案：第一，先下钢围堰再进行成桩操作；第二，先成桩再进行下钢围堰。这两种方案的适用范围以及各自的特点如表1中所示。
表1 钻孔灌注桩基础施工的两种施工方案
1.2.3钻孔灌注桩成桩
（1）成孔阶段
在钻孔灌注桩的施工过程当中，一定要根据桩基的长度以及直径大小与工程地质条件选择合适的钻进方法，比如说：冲击、正/反循环、冲抓、潜水、人工掘进等，在部分的地层当中进行钻进时可以采取多种方法联合应用进行。另外，在不同地层当中进行钻进时采取的冲程也不相同，在同一个地层当中进行钻进时也要根据实际情况对冲程进行一定的调整，其中，钻机冲程控制参照表2。
表2 钻机冲程控制参照表
（2）清孔阶段
在终孔之后要进行及时的清孔，以免钻渣沉淀以及塌孔，从而加大清孔的难度。在清孔时，要根据工程设计的要求以及工程地质情况、钻孔的方法来选择合适的清孔方法，通常可以选择：换浆法、抽浆法、砂浆置换、喷射法、掏渣法以及钻渣法。另外，还有几种新工艺，比如说：导管风管清孔法以及导管封包清孔法、空压机吹砂管反循环清孔法。其中，钻孔成孔质量验收标准如表3中所示。
表3 钻孔成孔质量验收标准
（3）水下混凝土灌注阶段
在水下进行混凝土灌注时，最为关键的一个环节就是首灌的施工，在进行首灌施工时，一定要严格根据桩孔的直径、泥浆的密度以及导管内径、砼面至孔底高度等确定出混凝土的首灌注量。其次，在施工过程当中，一定要按照规范的施工操作步骤进行，施工速度要快，将每一根桩的灌注时间控制在八小时之内，并且每小时灌注的高度要在十米及以上。
（4）抽水、破桩头和承台施工
在成桩并检验合格之后，要对钢围堰进行抽水作业，处理好桩头，并清理围堰，进行封底砼、浇筑垫层砼的凿平，并由此开始来进行承台混凝土的施工操作。
2、案例分析
2.1工程概况
新建广州南沙港铁路站前工程NSGZQ-3标起止桩号为DK12+962.405～K28+744.260，正线长15.782km。标段范围为西江特大桥150#墩（含）～565#墩（含），主要为桥梁下部结构及范围内桥梁特殊孔跨（连续梁、现浇箱梁、斜拉桥、连续刚构拱等）施工。
本标段跨航道4处，其中西江及小榄水道为I级航道，等级高。
深水基础施工，跨西江、古镇水道、凫洲水道及小榄水道河中基础均采用双壁钢围堰施工，浅水处采用筑岛围堰施工。跨西江主墩最大水深（承台底）约21m，跨小榄水道主墩（承台底）最大水深约11m，跨凫洲水道主墩最大水深（承台底）约10m，跨凫洲水道主墩最大水深（承台底）约20m。
2.2 钻孔灌注桩的施工
2.2.1准备钻孔场地
在水中进行钻孔灌注桩时，首先要利用全站仪初期进行初步的定位，然后再根据桩位的现场情况，采用钢管桩施工平台的施工方法对桩位进行精确的定位。
2.2.2埋设护筒
在该工程施工当中，采用的为厚度8mm的钢板卷成钢护筒，在旱地与软土当中，护筒埋置深度≥1.0-2.0m，垂直度<1/150，平面位置偏差≤5cm。其次，护筒顶端要在地下水位线或者是孔外水位线以上1.5m至2.0m的位置，相对于地面来说，要在地面以上0.3m的位置。
2.2.3 钻孔泥浆护壁
在施工当中，要格外控制好泥浆的性能，在该工程的的的施工当中，泥浆的性能指标如表4所示。
表4 泥浆的性能指标
2.2.4钻孔
在进行钻孔操作时，一定要在注入配置好的泥浆之后缓慢的钻进，并进行如实记录，在土层发生了变化的时候，要进行钻渣样的捞取，并对钻孔资料以及地质情况进行如实的核对。
2.2.5清孔
在钻孔达到了工程设计的要求深度之后，要进行及时的清孔操作，在该工程当中，清孔方法选择的为换浆法。
2.2.6制作钢筋笼
根据工程施工现场所具机械设备的起吊能力，要分段进行钢筋笼骨架的制作，并严格按照规范中的要求进行焊接。其次，要在钢筋笼的主筋上每个面上垫混凝土垫块，垫块间距按设计要求。在完成了焊接操作之后，以φ8钢筋将钢筋笼悬吊在平台上。
2.2.7灌注桩混凝土
在该工程当中，所选用的混凝土灌注方法为导管灌注法，在灌注过程当中，使导管的底部距离孔底250mm-400mm。其次，混凝土压水采用剪球法，在施工平台上设置一个储料斗，储料斗当中的容量满足压水首批混凝土能埋管一米以上的要求。
2.2.8检测桩基
在施工过程当中，桩基属于一个较为隐蔽的工程，在施工时要加强对桩基的检测，其中，在检测时要使其满足表6中的要求。
表6 钻孔桩检测项目
3、结束语
综上所述，在桥梁施工过程当中的水中钻孔灌注桩施工是一项基础性的技术难题，一定要通过实际经验的积累，来进行施工工序的全面掌握。
参考文献：
[1]向景.桥梁水中钻孔灌注桩施工技术的应用分析[J].黑龙江交通科技，2018，41（10）：90-92.
[2]王建军.水中钻孔灌注桩施工工艺及施工要点[J].中国水运（理论版），2007（05）：69-70.
[3]郭真良，唐波.赣江特大桥水中钻孔灌注桩施工技术[J].交通世界，2018（Z1）：184-185.
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解基坑围护结构和周边场地环境变形的程度及发展趋势，便于及时采取有效措施应对异常情况，以防止基坑事故的发生。
3.2监测内容
根据相关规范及设计图纸要求，管廊基坑监测项目有地层及支护情况观察、地面沉降量测、地面位移量测、桩顶水平和竖向位移量测、支撑轴力量测、地下水位量测、坑底回弹及隆起和深层水平位移量测。观测频率应符合相关规范要求，所有监测数据要有完整记录，应及时编制量测报告。
3.3监测点布置
基坑钢板桩顶水平、竖向位移监测点应当沿着基坑的四周设置，其四周中间部位、阳角位置须布设测点。深层水平位移宜布置在钢板桩四周中间部位和具有代表性的部位。其数目和间距应依据现场实际情况确定。轴力监测点可间隔四道横撑设一处（约20m），各道支撑监测点宜在竖向保持一致。水位监测点设置于坑顶以外两米处。桩身水平位移测斜管长度与钢板桩等长，土体测斜管深度进入相对稳定的土层且大于基坑开挖深度3～5m。水位孔深度按低于坑底深度 1m 设置。监测断面，见图3-1所示。
图3-1 监测断面图
3.4监测注意事项
基坑监测应以能获取定量数据的专门仪器测量或专用元件监测为主，以现场目测检查为辅。基坑监测应当按规定及时测报初始值。在基坑监测实施前确定监测的报警值，以利于在基坑施工期间及时发现风险点并采取有效的措施保证基坑工程的安全和减少对场地环境的影响。一般情况下，其报警值须根据基坑支护设计、周围环境抗变形能力和地区工程经验分析确定。当现场条件出现较大变化或围护结构变形超过有关标准的规定，须增加观测密度。当出现可能导致危险事故发生的征兆时，则需进行连续监测。
4结束语
综上所述，基坑工程所处的环境复杂，影响其安全的因素众多，是一项系统性、综合性的工程。随着工程技术的进步、基坑工程施工理论的不断发展，当前基坑支护形式众多，而钢板桩支护结构具有周转速度快，工期短的特点，其在基坑工程中使用很普遍。沿海地区淤泥层深厚，含水量丰富，地质状况较差，对基坑安全产生很大危害。对基底软弱土体进行加固并结合有效的基坑降水措施，钢板桩支护结构在沿海地区深厚淤泥层深基坑施工中能够取得较好的效果。
参考文献：
[1]刘国彬，王卫东. 基坑工程手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2009.
[2]《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）.
[3]《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）.
[4]《建筑与市政降水工程技术规程》（JGJ/T111-98）.
[5]《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）.
[6]《广东省建筑基坑工程技术规程》（DBJ/T15-20-2016）.
论文作者:敖平飞
论文发表刊物:《防护工程》2019年16期
论文发表时间:2019/12/13
标签：钻孔论文; 基坑论文; 围堰论文; 工程论文; 水中论文; 混凝土论文; 过程论文; 《防护工程》2019年16期论文;