水下钻孔灌注桩施工工艺探析.docx

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1、相较于其他基础类工程而言，钻孔灌注桩各施工工序之间存在密切关联,对实际施工质量管控要求更高。为从根本上发挥出水下钻孔灌注桩施工技术在保障建设工程建设效益中的积极作用，需要细致分析水下钻孔灌注桩施工问题及质量控制要点，结合实际要求不断优化施工方案，切实保障水下钻孔灌注桩施工效果。1、钻孔灌注桩施工工艺应用现状钻孔灌注桩施工工艺常被用于公路桥梁工程中，借助钻孔灌注桩结构可以将上部动载与静载力均匀传输到深层稳定土层内，延长工程全寿命周期。钻孔灌注桩施工工艺在特大桥梁基础建设中的应用效果较为显著，如：美国波士顿新桥属于五跨斜拉桥结构，其主塔墩基础采用了嵌岩式钻孔灌注桩。我国于20世纪60年代初开始使用

2、钻孔灌注桩施工工艺，当时主要被用作重要城市桥梁及港口建筑基础。后来，随着社会城市化发展进程不断推进，钻孔灌注桩实际应用范围进一步扩大，我国已然成为使用灌注桩数量最多的国家之一。2、水下钻孔灌注桩施工工艺使用存在问题水下钻孔灌注桩需要在水体环境中成孔并灌注混凝土。受到地质条件、实际浇筑时间等因素影响，钻孔灌注桩极易出现多种施工问题，如缩径、断桩、混凝土离析等。3、水下钻孔灌注桩各施工环节质量控制要点水下钻孔灌注桩在实际施工期间需要经历成孔、清孔、水下混凝土灌注等多个阶段。为切实保障水下钻孔灌注桩施工质量，确保工程能够在规定时间内高质量的完成，需要做好各施工环节质量控制工作。3.1 成口质量控制要

3、点要求开孔作业应当严格遵循低压力、小水量、慢转速的施工原则，防止出现孔径过大或过小问题，造成施工资源严重浪费。成孔钻进的速度需要控制在1m/min左右；在钻进过程中，应当结合具体施工情况，对钻进的各项参数数值进行合理管控。要求钻头始终保持在平稳状态，在导向部位进入土层内部时，才可调整钻速，匀速钻进。由于在桩基施工期间遇到的土层种类存在较大差异，因此在成孔期间需要采用适宜的钻进方式。如：为保障钻进效率与地面的适应性，会采用回转钻进方式；土层为卵砾石、硬岩结构，会采用冲击钻井方式。通过分析实际施工案例，发现对于不同地质结构条件，需要相关工作人员细致分析实际施工特征，配合使用多种钻进手段。3.2 清

4、孔质量控制水下混凝土灌注期间，清空主要用于抽取、替换原钻孔内浆液，控制浆液中密度、粘度、含砂率指标，避免桩底存在过多沉积物而导致承载力下降。由于当前大直径钻孔灌注桩数量增多，因此需要着重关注清孔工作，切实保障钻孔灌注桩建设完毕后的各项力学性能。在清空完毕后，钻孔灌注桩孔底的沉渣应当50mm,摩擦桩应当300mmo要求灌注混凝土前浆液性能指标比重应当V1.25,含砂率需要V8%o通常情况下，清孔需要在水下钻孔灌注桩终孔检查后立即开展，避免相隔时间过久，导致泥浆或钻渣沉淀更多。常用清孔方式主要为抽浆法清孔、换浆法清孔、掏渣法清孔等。不同清孔方式适用的钻进手段不同，如抽浆法清孔主要利用抽收方式将钻渣

5、液清除，利用符合质量要求的浆液替换。此种清孔方式的清孔范围较为彻底。3.3 水下混凝土灌注质量控制（1）在水下混凝土灌注质量控制期间，需要选用适宜的钢筋笼。钢筋笼直接影响到钻孔灌注桩施工期间的质量与效率，因此需对钢筋笼进行严格的质量管控。钢筋笼主筋与定位筋必须焊接牢固，钢笼对接按设计要求施焊，需满足搭接长度要求。在钢筋笼安装过程中，需要确保位置精准，始终保持垂直状态下放，防止出现钢筋笼碰撞外壁的情况。在下方出现阻力的情况下，需要及时查明并解除原因后，才可以继续下放钢筋笼。（2）做好混凝土灌注质量控制工作，在将混凝土运输到施工现场后，应当仔细检查混凝土的配合比、塌落度等情况，确保配比能够满足实际

6、设计要求。灌注过程中，应当控制导管进入到混凝土结构时的深度，确保导管能够被安全提出。在混凝土灌注期间，作业人员应当及时调整导管位置，将导管缝隙处填充进混凝土。值得注意的是，导管提升过程中，还应当使导管处于同一轴线移动，防止导管与周边钢筋笼发生碰撞。（3）混凝土灌注工作需要及时跟踪混凝土灌注面高度，对混凝土灌注量进行核对，确保混凝土灌注高度更加精准。提升导管应视情况匀速进行，防止拖带原因造成泥渣等杂物携入或挂动钢筋笼等。拆除的导管须及时用清水冲洗干净，集中堆放。3.4 水下钻孔灌注桩质量通病防治在水下钻孔灌注桩实际施工期间，经常会因施工技术不完善，施工操作失误的问题出现断桩情况，导致工程在后期开

7、展期间安全隐患较大。为降低断桩问题的发生，要在钻孔灌注桩施工完毕后，对钻孔内部残渣进行及时清理。根据钻孔后的面积，精准计算出混凝土数量，控制混凝土灌注所需时间。由于混凝土长时间存放会出现凝固现象，因此还需要保障混凝土存储量与实际设计要求相符，防止混凝土在灌注期间出现中断问题。注重控制混凝土面标高，防止外部空气进入到钻孔内部，出现断桩问题。受到钻孔时间与钻孔速度等因素影响，在将钻孔灌注桩施工技术应用在建设工程中，还经常会出现塌孔问题。在钻孔速度过快情况下，孔壁坍塌，使工程基础结构受到严重破坏。为降低塌孔问题发生几率，应当在实际施工前仔细调查周边环境，合理控制钻孔速度。同时，钻孔灌注桩施工还经常会

8、出现钻孔扩径问题。钻孔孔径受到泥浆粘度、土质中的水分密度、水分流失度等因素影响。在部分孔径较大的情况下，会出现局部坍塌问题，影响到工程全寿命周期。为从根本上提升钻孔时的质量，需要结合工程具体施工要求，选择合适规格的钻头。加强泥浆质量管控力度，确保泥浆中的水分密度以及泥浆粘稠度能够被控制在合理设计要求内。4、水下钻孔灌注桩泥浆控制及护筒埋设4.1 水下钻孔灌注桩泥浆功能钻孔灌注桩内泥浆主要由水、粘土、添加剂组成，泥浆实际功能主要体现在以下几个方面。（1）保护孔壁。借助泥浆或清水，可以将护筒内部水头高度控制在合理范围之内，形成对孔壁有效的静水压力。（2）悬浮钻渣。依照悬浮原理，泥浆悬浮钻渣与泥浆上

9、返速度、泥浆密度应始终保持正比关系。而借助浆液可以充分发挥出悬浮作用，确保钻渣能够有效去除。（3）泥浆还可以控制钻进阻力，避免实际钻进工作对柱体结构稳定性造成不同程度影响。（4）通过合理配置泥浆浆液，还可以充分发挥出有效的清控作用，开展高质量排渣工作。4.2 泥浆性能指标水下灌注桩泥浆性能指标主要为相对密度、粘度、静切力、含砂率等。在控制泥浆性能指标期间，需要重点分析实际施工要求，确保泥浆浆液能够充分发挥出应有作用。4.3 泥浆配比泥浆配比工作决定水下钻孔灌注桩钻孔的成功率，因此需要重点关注泥浆选用与配置环节。不同泥浆浆液适用于的施工条件不同。其中，粘土浆液适用桩径较小、较短的灌注桩中；膨润土

10、浆液适用于桩径大、长的灌注桩中。为切实保障水下钻孔灌注桩施工水平，还需要注重控制泥浆用量，要求泥浆用量能够符合造孔用浆需求。在浆液拌制期间，应当选择旋转度较高的搅拌机，按顺序分别投放膨润土、CMC、分散剂。膨润时间需控制在24h,避免泥浆放置时间较长导致泥浆粘性下降。4.4 下钻孔灌注桩实际施工流程5.1 水下钻孔灌注桩施工案例某市一高速公路桥梁工程桥梁总长度为664.59m,桥梁全宽为2m16.50mo桥桩位于水库中心，水深达20m,下部为钻孔灌注桩结构，总桩数为129根。为保障实际施工质量，施工单位与水库管理单位共同协定泄水方案，将水位降低到IOm左右。水下钻孔灌注桩施工地层分别由淤泥、卵

11、石、强风化细砂岩、弱风化细砂岩与微风化细砂岩组成。经过实际力学性能检测试验，确定将持力层放置在弱风化细砂岩。5.2 水下钻孔灌注桩施工工艺选择当前常用水下钻孔灌注桩施工工艺为正循环回转钻进成孔、反循环回转钻进成孔、冲击钻进成孔、螺旋钻进成孔等。为确保制定出的施工方案具有一定的经济适用性与技术可行性，需要对比分析施工现场技术装备水平，对施工方案进行不断优化。由于本施工案例周边地理环境较为特殊，拟用冲击钻回转钻进成孔方式，以便切实提升钻进期间的施工效率，确保工程能够在规定时间内高效完成。5.3 钻孔灌注桩施工平台要求搭建的钻孔灌注桩施工平台能够将水下作业转变为陆上作业，平台建设效果满足施工现场地质

12、条件、水文特征。平台需采用钢管桩结构，将桁架桥独立施工平台连接为统一整体，以便从根本上提升平台自身的稳定性。要求施工平台钢板桩的强度符合实际设计要求，钢管桩之间应设置多道横向联结结构，使平台能够有效承载后期施工。由于水下钻孔灌注桩属于水下隐蔽工程，在成桩后的桩基质量检测难度较大，因此需要在实际施工期间做好质量管控工作，要求各操作人员均能够认识到水下钻孔灌注桩施工要点，降低各类安全事故发生几率，确保水下钻孔灌注桩施工工艺具备更为显著的综合效益，推动工程高质、高效开展。6、总结总而言之，水下钻孔灌注桩每一道施工工序都存在密切关联，为避免工程施工期间出现过多质量问题，应结合实际施工要求，制定出专项可行的施工质量管控方案，总结出完整的质量控制指标。结合工程实际施工要求，选择适宜的钻进方式以及钻进设备，提升设备应用期间的可行性。充分认知到泥浆自身的护壁功能，不断优化泥浆配比方案。积极引进更加先进的施工管理方式，配合使用有限元分析法，对泥浆护壁性能进行充分分析。