摘要：隨著我國公路事業的快速發展，在大江大河修建公路橋梁的工程日益增多。本文對橋梁工程中深水鉆孔灌注樁的施工技術進行分析和研究，具有較強的價值和意義，供參考。
　　關鍵詞：公路橋梁;深水基礎施工;鉆孔灌注樁
　　Abstract: along with the rapid development of the cause of the highway, in big rivers and build highway bridge engineering is increasing. In this paper, the bridge engineering, deep water bored piles construction technology are analyzed and studied, has strong value and significance, for reference.
　　Keywords: highway bridge; Deep foundation construction; Cast-in-place pile
　　中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：
　　當橋梁跨越較大靜深水區域時，需進行多個深水樁基群施工，而且施工水深較深，各墩位地質情況變化也相當大，施工難度很大。一般采用雙壁鋼圍堰進行樁基和承臺施工，再在平臺進行樁基鉆孔，并結合鋼吊箱進行承臺施工的工藝。這一施工工序復雜，影響因素較多。我國通常采用鉆孔樁基礎、管柱基礎和沉井基礎等形式。文中結合工程實例討論并研究深水情況下的鉆孔樁施工技術。
　　1常見的鉆孔灌注樁施工工藝流程
　　鉆孔灌注樁是采用就地成孔的方法來完成的一種深水基礎施工方法之一。其施工方法是先用鉆孔機做成樁孔，然后在孔內放入鋼筋籠骨架，再灌注樁身混凝土而形成樁身，最后在樁頂澆筑承臺(或蓋梁)。
　　因橋梁施工現場情況各異，施工工藝流程不會完全相同。在施工前，需要進行各項準備工作，如施工放樣、確定成孔方法及設備、材料場地布置等;而首要的任務是要安排好施工計劃，編制具體的工藝流程圖，作為安排各工序施工操作和進度的依據。鉆孔灌注樁施工的主要工序是：埋設護筒、制備泥漿、鉆孔、清底、鋼筋籠制作與吊裝，以及灌注水下混凝土等。
　　2工程概述
　　該深水橋橋墩基礎采用鉆孔灌注樁群樁基礎。鉆孔灌注樁采用鉆孔平臺進行施工。鉆孔灌注樁施工包括鉆孔平臺搭設、鉆孔樁施工、鋼筋籠安裝、混凝土澆筑及鉆孔灌注樁樁底注漿等內容。鉆孔平臺采用浮吊配合打樁船或振動沉樁機進行搭設;鉆孔樁采用大直徑、大扭矩回旋鉆機進行鉆孔施工;鋼筋籠采用布置在鉆孔平臺上的動臂吊機進行安裝。成樁后利用預埋在樁身的注漿管進行樁底壓漿。該深水橋主橋基礎設計復雜，規模龐大，施工難度很大，這主要體現在：基巖埋置深度達到270 m以上，主塔基礎設計為深水群樁基礎，樁身長、直徑大、規模大，樁基施工難度大;樁長達到120 m以上，穿越地層地質條件較為復雜，施工風險大，對泥漿的懸渣及護理性能要求高;樁基規模大(D2.5～2.8 m鉆孔樁100余根)、工期緊，質量要求高。如鉆孔樁孔底沉淀要求≤10 cm、樁位偏差≤10 cm，傾斜度≤1/200，因此，施工中必須在工藝及施工管理上采取相應的措施，保證工程質量。
　　3鉆孔灌注樁的施工
　　鉆孔灌注樁是一項質量要求高、施工工序多、并需在一個短時間內連續完成的地下隱蔽工程。要保證施工有序進行，就必須在開工前做好施工設計編審;施工場地的清理規劃;孔口護筒的制作和埋設;泥漿配置和循環設施的安設;工序施工管理制度，崗位責任制，交接班制，質量檢查驗收制、設備機具的檢修保養等施工準備工作，文中對此就不再贅敘。
　　3.1泥漿循環系統選擇
　　鉆孔灌注樁施工中，泥漿好壞決定了鉆孔施工的成敗。泥漿質量不好，鉆孔施工中易引發坍孔、縮頸、成孔后孔底沉淀厚等情況，嚴重時還可能引起斷樁。該工程施工過程中采用了PHP優質泥漿，并采用集中造漿、分散凈化的施工工藝。
　　施工實踐證明，集中制漿、分散凈化的工藝，確實提高了泥漿質量，加快了施工進度，保證了成孔施工質量，降低了施工各環節的交叉影響，有效地解決了大直徑、超長樁鉆孔施工過程中可能出現的問題。
　　3.2鉆進施工
　　鉆孔灌注樁因其施工情況的特殊性，鉆孔時可能遇到的不確定因素較多，因此開鉆前制定詳細可行的基樁施工作業指導書，并要備有可靠的自發電系統和滿足要求的混凝土供應。因該橋樁地質情況較為復雜，每鉆進一定距離或是鉆進地層變化時，應在泥漿池中撈取鉆渣樣品，進行檢測并記錄，再與地質剖面圖進行核對。當鉆孔到易塌地層(砂層等)時，應采取增加泥漿的黏度或加大泥漿比重，并降低鉆孔速度等方法通過該地層。
　　3.2.1鉆進參數選擇
　　依據鉆孔前繪制的鉆孔地質剖面圖，根據鉆進土層的不同選擇與其相應的進尺與轉速。對砂礫層，采用輕壓、低檔慢速、優質濃泥漿鉆進，確保護壁厚度以及充分浮渣;對于砂層，采用輕壓、低檔慢速、大泵量、稠泥漿鉆進，以免孔壁不穩定，發生局部擴孔或局部坍孔，并充分浮渣、排渣，以防埋鉆現象;鉆至淤泥質土層時，應加大泵量，采用稠泥漿鉆進，低檔減慢鉆進速度，防止發生先擴孔后縮孔的現象;對于黏土層采用中等鉆速、大泵量、稀泥漿鉆進;對于亞黏土層，采用低檔慢速、優質泥漿、大泵量鉆進的方法鉆進;對不同的地層采用相應的鉆進工藝參數(詳見表1)。
　　表1不同地層鉆進參數表

地層                  鉆壓/kN            轉速/rpm               鉆速/ m·h-1

淤泥、淤泥質黏土         <150              10~20                     <2 粉細砂              200~400            10~20                     1~2 粗砂層              200~400            5~10                      0.5~2 護筒底口地層        <150               5~10                      0.5~1

　　3.2.2鉆進需注意的問題
　　鉆進過程還中需注意以下問題：鉆井安裝完成后，要調整底座使之保持平穩，防止鉆進和運行中產生位移與沉陷;距鋼護筒底口位置上下各2 m左右的鉆進，為保證護筒底口部位地層穩定，應控制進尺，并采用低轉速、低鉆壓鉆進;鉆進時要保持孔內的水頭高度，隨時補充孔內漿液，使泥漿面總是保持在高于施工水面2 m以上;當鉆頭處于護筒底口位置時，鉆具升降必須謹慎操作，保持平穩，以防鉆頭鉤掛護筒、沖撞鋼護筒、擾動鉆孔孔壁;鉆孔作業分班連續作業，應經常對鉆孔泥漿進行試驗，不合要求時，要及時調整;鉆孔過程中，鉆孔施工記錄要及時填寫，交班過程中要對鉆進情況進行說明隨時撈取渣樣，檢查土層是否有變化，當土層變化時要及時報監理工程師并進行相應記錄，且要與地質剖面圖核對。
　　3.2.3成孔檢測及清孔
　　成孔檢測設備采用超聲波探測儀進行檢測，檢驗合格且經監理工程師驗收認可后，要立即進行清孔。清孔時將鉆頭提至距孔底0.20 m高左右，鉆機保持低速空轉，使泥漿保持正常循環，并轉換泥漿。當泥漿的相對密度達到1.05～1.10;含砂率<0.5%;黏度17～20 Pa·s后，可停止清孔。嚴禁使用超鉆加深鉆孔的方法代替清孔。
　　3.3鋼筋籠的制作及安裝
　　該工程鉆孔灌注樁鋼筋籠長度為117.4 m。鋼筋籠分4節進行加工，分節長度為36 m+36 m+24 m+21.4 m。樁基鋼筋籠在駁船上制作，為防止鋼筋籠在加工和吊裝過程中的變形，在制作鋼筋籠時鋼筋籠用長線胎模固定，加勁骨架加強，鋼筋籠胎模及加勁骨架如圖1、圖2所示。
　　鋼筋籠制作采取岸上配料，經過鐓粗，再運至鉆孔平臺上完成加工過程。制作鋼筋籠時要嚴格按設計要求布置聲測管與注漿管，采用定位鋼筋定位。在焊接時，為避免影響混凝土澆筑質量，聲測管與注漿管的位置和主筋不能重疊。鋼筋籠接頭的鐓粗直螺紋工藝要求主筋的加工精度必須得到保證，因此其加工必須與試拼同時進行，即以長線法施工。
　　鋼筋籠安裝直接采用安裝在鉆孔平臺上的動臂吊機進行吊裝。在施工高峰期，為減小鋼筋籠的安裝時間，采取了在施工樁位周邊已完成掃孔的護筒內預拼鋼筋籠，這時鋼筋籠安裝僅需完成3次對接，這樣節省了安裝時間，保證了工期內完工。
　　3.4導管安裝
　　下放鋼筋籠后就應安裝導管。導管要進行水密承壓和接頭抗拉試驗，以及長度測量標碼等工作，并經監理工程師檢查合格待用。導管由駁船運抵墩位旁，在平臺上接長，然后浮吊吊起并在孔內下放至設計位置，連接過程中要避免使用已損壞的導管及接頭，以確保連接處的完好。在灌注混凝土前再次檢查孔底沉渣厚度，如不滿足沉淀<10 cm的要求，則利用導管進行二次清孔直到合格。為減小孔底沉淀，終孔前后的泥漿含砂率必須控制在0.5%以內，實際施工中，有60%以上的孔位，清孔泥漿含砂率控制在0.3%以內，鋼筋籠安裝完畢后，孔底沉淀均在50 mm以內，避免了二次清孔，加快了施工進度，提高了鉆孔質量。
　　3.5混凝土澆筑
　　該工程采用剛性導管法灌注鉆孔樁水下混凝土。導管、混凝土儲料斗(15 m3)、漏斗(1 m3)等組成了主要的灌注設備。采用卡口式接頭導管，導管外直徑為準325 mm，管壁厚度12 mm，提拔和拆除剛性導管時使用動臂吊機。開始灌注首批混凝土時，應使導管埋入混凝土≥2 m的深度，并且控制導管下口與孔底間至適宜距離，同時保證混凝土儲量。
　　首批混凝土灌注完成后，應盡可能連續灌注，以縮短導管拆除的時間間隔。灌注過程中要定時探測孔內混凝土面高程，以及時調整導管埋深，混凝土導管不宜埋置過深，通常情況下埋深應控制在2～6 m。拆除導管要及時，拆除后的導管要及時檢查密封圈好壞，對有問題的要加以更換。施工中要采取有效措施保證混凝土上升高度測算的準確性，以確保導管埋深在合理范圍內。
　　灌注混凝土過程中，必須嚴格控制混凝土質量，如:根據規范要求抽樣制作混凝土試件，以檢驗樁基混凝土質量，并隨時檢測混凝土坍落度。樁頂應加灌0.8～1.0 m高度以確保成樁質量。灌注過程中要填寫水下混凝土灌注記錄。基樁施工完成且混凝土達到檢測要求后，要及時聯系檢測單位進行檢測。
　　3.6樁底的注漿
　　結合施工區域的地質資料與鉆孔樁結構，選用樁底后壓漿技術在樁底高壓注漿，以提高鉆孔樁底承載能力。鉆孔樁施工時，在樁內預埋注漿管。當樁身達到一定強度后，通過高壓注漿泵，漿液依靠注漿壓力將原來無縫隙的樁底土層劈裂成脈狀縫，再經劈裂、滲擴、填充、壓出、固結等作用，改善樁端土的物理力學性能和達到擴底效應;同時高壓漿液作用于樁端沉渣夾層，兩相混合，結合后形成了強度較高的混凝土，消除了樁底沉渣對樁端承載力的影響，減小樁的沉降。
　　3.6.1注漿技術參數的選擇
　　3.6.1.1注漿壓力
　　注漿壓力按下式計算，即：
　　P=(2~4)P0=2.5~4.8
　　式中P---注漿壓力，MPa;
　　P0---靜水壓力，MPa。
　　根據計算值并結合該工程的具體情況和以往的施工經驗，注漿壓力按4～4.5 MPa控制。具體值待注漿工藝試驗和樁承載性能試驗結束后確定。注漿時樁頂的上升量不得大于設計要求。
　　3.6.1.2注漿漿液
　　根據該工程所在地層情況，結合類似工程施工經驗，注漿漿液選用單液水泥漿，如遇水泥漿用量多，注漿壓力又不上升，或吸漿量減少等特殊情況時，則配制水玻璃-水泥漿。
　　注漿漿液本著高壓稀漿、先稀后濃的原則，水灰比按1：1，0.8：1，0.5：1逐級調配，水泥選用32.5普通硅酸鹽雙檢水泥，水泥漿攪拌時間不少于2min;外加劑為U型膨脹劑，正常摻入量3%;水玻璃為模數2.5～3.4，濃度30～45Be。
　　3.6.1.3進漿流量
　　進漿流量單孔按50 L/min控制，具體根據實際情況調整。
　　3.6.2注漿施工工藝流程
　　注漿施工工藝流程如圖3所示。
　　3.6.3壓漿施工注意事項
　　(1)壓漿管下放過程中，每下完1節鋼籠后，必須在壓漿管內注入清水檢查其密封性，若壓漿管滲漏必須返工處理，直至達到密封要求。
　　(2)壓漿管接頭可采用絲扣或接箍套節焊。必須保證管路密封，以防泥漿進入管內。
　　(3)壓水開塞時，若水壓突然下降，表明單向閥門已打開，此時應停泵封閉閥門10～20 min，以消散壓力。當管內存在壓力時不能打開閘閥，以防止承壓水回流。
　　(4)進漿口壓漿時，打開回路的出漿口閥門，先排出注漿管內的清水，當出漿口流出的漿液質量濃度與進口質量濃度基本相同時，關閉出漿口閥門，開始注漿;每循環壓漿完成后立即用清水徹底沖洗干凈，再關閉閥門;U型回路在壓漿每一循環過程中，必須保證壓漿施工的連續性，壓漿停頓時間超過30 min，應對管路進行清洗。
　　(5)水泥漿制配時，嚴格按配合比進行配料，不得隨意更改。
　　(6)在壓漿過程中，若發生不正常現象，如出現注漿泵壓力表越來越高或突然掉壓，地面冒漿等情況時，應暫停壓漿，查明原因后再繼續壓漿。
　　結語
　　采用平臺鉆孔灌注柱施工,加快了施工進度，而且還減少了施工船舶及機械設備的投入。實踐表明，采用鉆孔灌注樁進行橋梁深水基礎施工切實可行，并對類似工程具有參考和借鑒作用。
　　參考文獻：
　　[1]徐偉，郭征紅，駱艷斌.橋梁工程[M].北京:人民交通出版社，2008.
　　[2]歐陽效勇，任回興，徐偉.橋梁深水樁基礎施工關鍵技術[M].北京：人民交通出版社，2006.