关于桥梁水下混凝土灌注桩施工技术分析

桥梁水下混凝土灌注桩施工技术

关于桥梁水下混凝土灌注桩施工技术分析

【摘要】随着经济的快速发展和改革开放的逐步深入，我国的基础建设工程越来越多，大型桥梁工程建设中部分需要进行桥梁水下混凝土灌注桩施工。本文将结合南水北调中线工程方城X标工程实例为背景对桥梁水下混凝土灌注桩施工技术进行探讨和分析。

【关键词】桥梁；水下混凝土灌注桩；施工技术；分析

1桥梁水下混凝土灌注桩概述

当前桥梁水下混凝土灌注桩施工技术在桥梁工程的施工中应用较为广泛。在工程中容易出现以下几种情况：（1）导管在混凝土中埋得太深，如果混凝土含沙量不够的话会造成导管的堵塞或浇筑中断。若重新浇筑则在混凝土内部存在夹层造成断桩。（2）护筒壁漏水造成地基下陷，护筒发生移位和倾斜，严重时孔壁会坍塌，施工人员需要对施工现场进行定期、科学的检查，及时排除安全隐患。钢筋笼在施工中上浮使混凝土的流动性不足，导管在混凝土中预埋过深。（3）在进行混凝土浇筑时导管的提升过高露出混凝土表面造成断桩。若施工中突然停电或断料造成混凝土浇筑出现夹渣使混凝土桩出现上下分开的现象。 2桥梁水下混凝土灌注桩施工技术探讨和分析

2.1桥梁水下混凝土灌注桩施工工艺

在桥梁水下混凝土灌注桩施工中主要的施工主要包括以下几个方面（1）沉管工艺。沉底至管顶上0.5米的沟槽范围，考虑到沉管下方有三根水利管涵压重问题，工程管道所跨越的水利管涵上方的沟槽回填决定采用水下C25砼，使用导管法浇筑，浇筑前必须先检查混凝土泵送的输送管路，确保不透水。在施工前，施工人员需要联系商用砼厂家的操作人员来现场实地察看，确保水下砼浇筑的施工可靠性。首灌砼量与导管直径、料斗容量及埋置深度有关，具体在施工前计算。每移动一次导管均应按照首灌砼的方法进行。（2）浇筑工序。导管及下料斗由机械设备吊住，将导管吊放至指定高度。根据水位及水下管底标高位置，进行专用导管和料斗的制作。在浇筑前，将两根导管分别用自制的钢卡子固定好，防止导管晃动。管底离基槽底不超过20cm。在导管内水面处塞一个用编织袋包裹的海绵球，使混凝土与水隔开，并用铅丝拴住，铅丝头挂在导管处。接着向导管中灌砼，至导管内即将灌满时，将铅丝头剪断，此时砼泵送不间断，继续浇筑，并用标杆测量水深，导管埋深有40cm时，停止浇筑，转至另一根导管，按上述方法

桥梁水下混凝土灌注桩施工技术

操作。两根导管交替浇筑，直至达到标高。导管外壁焊接上两只吊耳，用于固定钢丝绳用于提升导管，汽车泵送时，不需要拆导管，即可完成泵送。混凝土浇筑顶标高比设计标高略高，以保证混凝土强度，顶面由潜水员水下整平。混凝土应连续浇筑，如因故中断浇筑，中间时间不得超过40分钟。当采用导管法浇筑时,将导管装置固定在浇筑部位。顶部有贮料漏斗,并用起重设备吊住，使其可自由升降。根据实地情况进行浇筑范围的确定和石子坝的坝基建设。其坝基中间即为三根水利涵管的位置，然后在坝基之间浇筑水下砼，主要目的是防止浇筑的水下砼流淌到水利管涵位置的范围外。开始浇筑时导管底部要接近于地基面，下口有以铅丝吊住的球塞，使导管和贮料斗内可灌满混凝土拌和物，然后剪断铅丝使混凝土在自重作用下迅速排出球塞进入水中。浇筑过程中，导管内应经常充满混凝土，并保持导管底口始终埋在已浇的混凝土内。一面均衡地浇筑混凝土,一面缓缓提升导管,直至结束。采用导管法时，骨料的最大粒径要受到限制，混凝土拌和物需具有良好的和易性及较高的坍落度。如水下浇筑的混凝土量较大，将导管法与混凝土泵结合使用可以取得较好的效果。直至水下砼浇筑至一定的高程。在进行水下砼浇筑过程中，在桥上泵车及砼运输车停放的车道上两侧安排专人进行看护并及时提醒过往行人和车辆注意安全，在砼泵车进驻施工现场前，由工地施工人员先行在桥侧的东西引坡处机动车道每间隔10－20米开始设置施工围拦并用彩旗连接，使其形成一条封闭的行车道用于方便非机动车及行人通行安全。然后在两侧非机动车道的入口处用施工围拦和彩旗将其封闭，施工围拦上用警示灯具提醒过往行人和车辆绕开该车道。施工期间禁止非机动车和行人进入现场。确保水下砼浇筑施工期间的安全。

2.2桥梁水下混凝土灌注桩施工中常见事故及预防处理措施

桥梁水下混凝土灌注桩施工一般采用水下直导管法施工，它是施工中极为关键的一道工序。对于诱发灌注事故的因素，在施工初期就应彻底的清除。水下混凝土浇筑过程中常见的事故有管塞卡堵、堵管、接头渗漏、导管提空、埋管等。提前分析事故原因，提出预防措施：（1）导管塞卡堵。桥梁水下混凝土灌注桩施工中个别管节受损变形大、管节间橡皮垫圈凸出于内壁或管内残留混凝土渣未清除干净；导管塞的形状或制作材料不当。圆柱形、木制、钢材等硬质材料制作的导管容易卡堵；开始浇筑时未先浇筑砂浆或砂浆中含有碎石也有可能造成卡堵

桥梁水下混凝土灌注桩施工技术

事故。施工人员在下管前对各节导管认真检查，有条件的做落球试验；采用具有一定柔性的材料，如橡胶空心球塞等做导管塞。开始浇筑时先灌注适量的砂浆。如果刚开始浇筑即发生导管阻塞，可判断为球塞卡堵，应及时提升导管，上下来回缓慢升降，如仍不下料应立即拆除导管，然后重新下管浇筑。（2）埋管。桥梁水下混凝土灌注桩施工中若浇筑时间长，先期浇筑的混凝土流动性变差，影响后期浇筑混凝土的流动和扩散；混凝土拌和物落度较小,和易性差,在导管内结成块;导致堵塞;混凝土拌和物在拌制过程中有超径石子,或混凝土拌和站、运输车内的大结块；在下料过程中因进料口把关不严，进入导管形成堵塞；混凝土初浇时，导管下口距孔底太近，空内泥浆郁积厚，导管塞排不出导管形成堵塞。施工人员要先期浇筑的混凝土适宜加缓凝剂，延缓初凝时间；导管底口距离孔底的高度要适当，一般在0.4m，不能超出0.5m；过低则混凝土排出不畅通；过高不容易满足地一次下料导管埋深要求，甚至造成初灌未封底；浇筑时料斗要严格把管，防止超径石子，团块进入导管；清孔时保证泥浆性能良好；防止清孔后孔底余郁积厚度大，同时也能防止浇筑混凝土面泥浆压力大，增加混凝土下料阻力，影响混凝土扩散；组织好各个环节，保证混凝土浇筑的连续性。：浇筑混凝土过程中发生堵塞时，施工人员应查对下料记录，确认管底位置和埋深；以最大限度上下反复抖动导管，开始提升时不宜过高，不的向下猛落，以防止引起导管破裂，混凝土离析等问题；若以上方法不行的话，应果断抓紧起拔导管，重新下关浇筑；重新浇筑时，导管底部应该插入混凝土1.0m，同时用小抽筒抽净管内泥浆，并注入适量砂浆。（3）堵管。桥梁水下混凝土灌注桩施工中若导管采用传统的法兰盘连结方式或法兰盘挂住钢筋笼；长时间不起拔，埋管过深；浇筑过程中因故停顿时间长，混凝土强度开始增长，混凝土的落度偏小，气温较高，使混凝土的初凝时间过早。先期浇筑的混凝土适宜加缓凝剂；浇筑混凝土严格控制入仓混凝土的质量，特别是混凝土的落度，不合格的混凝土严禁入仓；高温天气应加强拌和能力，保证混凝土的供应；浇筑工程中勤起拔，严格控制导管的埋深，不得超过6.0m；导管连接应采用螺旋式的，不适宜用法兰盘连接，以减小提升阻力，并可防止挂钢筋笼。埋管深度不大时，停止浇筑，拆除上部导管，挖除已经浇筑的混凝土，埋管过深时，埋管应报废处理。（4）导管接头或焊缝进水。桥梁水下混凝土灌注桩施工中导管接头橡皮垫圈老化、损坏或残缺；接头连接不紧，起吊过

桥梁水下混凝土灌注桩施工技术

程中松动、进水或焊缝局部薄弱，在外部泥浆压力作用下缝隙扩大、进水。加强责任感，下管前应对橡皮垫圈、焊逢进行仔细检查，采用螺旋式导管连接，保证密封圈未老化、破损；桩深度较大的情况下，应在地面做导管连接及密封试验。漏水部位较高，可提升导管（不提出混凝土面），处理渗漏处，然后下导管，用小抽筒吸净管内泥浆，继续浇筑；漏水部位较深，则提出导管，处理渗漏处或更换导管，重新下管至混凝土面以下1.0m，用小抽筒抽净管内泥浆，继续浇筑。（5）导管提空。混凝土面探测、计算有错误，或导管提升过快，将导管提出混凝土面以上，钻机刹车不灵，导致提空。技术人员应记录清孔后的泥浆比重，一此精确计算浇筑过程中导管的埋深，并与混凝土面探测对照，认真做好导管拆卸记录；开始浇筑前检查卷扬机刹车，如提升过程中突然发生刹车失灵，则及时关闭电源开关，使卷扬机停止提升，严格控制泥浆质量和清孔质量；防止混凝土面泥砂淤积过厚，并注意混凝土自管外落入孔内形成混凝土假面，导致探测错误。

2.3桥梁水下混凝土灌注桩施工安全和质量控制

安全生产是桥梁水下混凝土灌注桩施工中重要的控制目标之一，也是衡量施工项目管理水平的重要标志。搞好施工项目的安全生产，是企业管理的首要职责，也是调动员工积极性的必要条件。没有安全的保障，就没有员工的高度积极性，也就没有施工生产的高效率。因此，施工时必须把实现安全生产当作组织施工活动时的重要任务。首先要搞好安全管理，应坚持预防为主的原则，防患于未然，着眼于事先控制。从施工开始，就要将人、财、物综合加以考虑，有专门机构和人员负责抓安全工作，要相应地安排安全设备和必要的安全设施。其次施工安全问题要贯穿整个施工全过程，事先要做充分的调查研究，针对现场实际情况，对施工中可能遇到的安全问题和不安全因素加以认真分析，制定施工方案，采取对策措施。在安全管理中，要树立安全第一的思想。“生产必须安全，安全为了生产”。必须全企业、全体人员和全过程各阶段自觉地共同努力，保证安全施工。安全寓于生产之中，并对生产起促进与保证作用。管生产同时管安全，不仅要对各级领导人员明确安全管理责任，同时也向一切与生产有关的机构和人员明确业务范围内的安全管理责任。

结语：

桥梁水下混凝土灌注桩施工中需要根据科学、合理的施工工艺进行。施工人

桥梁水下混凝土灌注桩施工技术

员需要根据工程的实际情况制定科学的施工技术规程，并依此进行施工保证工程的质量。本文通过对当前桥梁水下混凝土灌注桩施工中遇到的问题的阐述提出了科学、高效的施工技术措施。

【参考文献】

[1]SL176-96,水利水电工程施工质量评定规程[S]

[2]GB50164-92,混凝土质量控制标准[S]

[3]杨文渊,简明工路公程施工手册[M],人民交通出版社,2010

[4]任继仓,刘勇.《钻孔灌注桩常见病害及其防治》[J].岩土工程界,2011