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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
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包括以下几个方面。
2.1.1 沉管工艺。沉底至管顶上0.5m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。
2.1.2 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。浇筑前，为防止导管晃动，分别用自制的钢卡子将两根导管固定好。为了使水与混凝土分开，在导管内的水面处塞上一个用编织袋包过的海绵球，用铅丝拴住，铅丝头挂在了导管处。紧接着向导管中灌输砼，在导管内要灌满时，再将铅丝头剪断，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，按上述方法操作。为到达标高，将两根导管交替的浇筑。使汽车泵送时，不用拆导管，就可完成泵送，所以在导管外壁接焊上两只吊耳，固定钢丝绳用于提升导管。
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。
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。提前分析事故原因，提出预防措施：
2.2.1 导管塞卡堵。导管塞的形状或制作材料不当，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；容易导致导管卡堵的如木制、圆柱形、钢材等硬质材料。还有可能造成卡堵事故的是始浇筑时未先浇筑砂浆或砂浆中含有碎石的。在下管前施工人员要对各节导管认真的检查，有条件就做落球试验；要采用像橡胶空心球塞具有一定柔性的材料做导管塞。
2.2.2 埋管。影响了后期浇筑混凝土的扩散及流动的原因就是桥梁水下混凝土灌注桩施工中若浇筑时间长，使先期浇筑的混凝土流动性变差；在导管内结成块导致堵塞的原因是混凝土拌合物落度较小，和易性差，在拌制过程中的混凝土拌合物中有超径石子，或者是运输车内和混凝土拌合站的大结块；因进料口把关不严在下料过程中进入导管形成堵塞；在混凝土初浇时，使空内的泥浆越积越厚孔底距离导管下口太近形成堵塞导致成导管塞排不出导管。孔底距导管底口的高度不能超出0.5m一定要适宜，一般都是在0.4m，混凝土太低容易导致排出不通畅，也不易太高，太高一次下料导管埋深的要求不容易满足，还会造成初灌未封底的现状。在浇筑混凝土过程中发生了堵塞，施工人员应核对下料的记录，在确定下管道的位置和埋深，开始提升时为防止引起导管破裂和混凝土离析问题，不宜过高也不宜向下猛落。如果上述方法不行的话，就应该马上紧抓拔导管，同时注入适量砂浆前用小抽筒抽干净管内的泥浆。
2.2.3 堵管。桥梁水下混凝土灌注桩施工中挂住钢筋笼采用传统的法兰盘连结方式或法兰盘；在浇筑过程中因为事故原因耽搁的时间较长，在长时间下不起拔，而埋管又过深，使混凝土的强度开始增长，混凝土的落度偏小，气温偏高，造成混凝土的初凝时间过早。在早期浇筑的混凝土适合加缓凝剂，不合格的混凝土严禁入仓，混凝土的质量被浇筑混凝土严格的控制入仓，特别的是混凝土的落度。在高温度天气下应加强搅拌能力，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；为减小提升阻力导管连接不适合用法兰盘连接，应使用螺旋式方法可防止挂钢筋笼。埋管深度不大，应停止浇筑拆除上不导管和已经浇筑的混凝土，埋管过深应报废处理了。 2.2.4 焊缝或导管接头进水。在保证密封圈未老化、破损，要采用螺旋式导管连接。桥梁水下混凝土灌注桩施工的时候导管接头的橡皮垫圈老化。泥浆受到外界的压力下导致进水、缝隙扩大。桩深度较大的情况下应在地面做导管连接及密封的实验。漏水部位高了可提升导管，处理渗漏处时，下导管前，用小抽筒在管内将泥浆吸干净管，在继续浇筑。施工人员应加强责任感，应在下管前仔细检查下橡皮垫圈及焊缝。
2.2.5 导管提空，导致导管提空的原因是混凝土面探测和计算错误，或者将导管提出混凝土面以是导管提升太快，钻机刹车不灵的原因。清孔后的泥浆比重，以此精算出浇筑过程中导管的埋深，一些技术人员应认真做好导管拆卸的记录，并与混凝土面探测对照。严格把守好清孔质量及泥浆质量，导致出探测错误原因是混凝土面泥砂淤积过厚，注意混凝土自管外落入孔内形成混凝土的假面。在开始浇筑前要仔细检查卷扬机的刹车，假如在提升进行中突发刹车失灵，应及时关闭开关，停止提升。
2.3 桥梁水下混凝土灌注桩施工安全和质量控制
桥梁水下混凝土灌注桩施工中最重要的控制目标之一及衡量施工项目管理水平的重要标志就是安全生产。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，安全没有保障了，那提不起员工的高度的积极性，施工高效率的生产也就没有了。所以在组织施工活动的最重要的任务就是安全生产。在施工开始前要安排安全设备和必要的安全实施，要将财、物、人综合起来考虑，也要有专门机构和人员负责抓起所有的安全工作。其次在施工安全的问题要根据整个过程做好充分的调查和研究，在施工中可能遇到的安全问题和不安全的因素认真的负责，针对现场的实际情况采取对策措施及制定方案。
3 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]杨文渊.简明工路公程施工手册[M].人民交通出版社，2010.
[2]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.
[3]戴勃.钻孔灌注桩施工安全控制要点分析[J].价值工程，2010.
作者简介：
陈旭东（1982-），男，河南南阳人，助理工程师，研究方向：桥梁水下混凝土灌注桩施工技术。
靳花杰（1985-），男，河南兰考人，助理工程师，研究方向：低温季节薄壁混凝土施工。
关键词：桥梁 水下混凝土灌注桩 施工技术
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包括以下几个方面。
2.1.1 沉管工艺。沉底至管顶上0.5m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。
2.1.2 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。浇筑前，为防止导管晃动，分别用自制的钢卡子将两根导管固定好。为了使水与混凝土分开，在导管内的水面处塞上一个用编织袋包过的海绵球，用铅丝拴住，铅丝头挂在了导管处。紧接着向导管中灌输砼，在导管内要灌满时，再将铅丝头剪断，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，按上述方法操作。为到达标高，将两根导管交替的浇筑。使汽车泵送时，不用拆导管，就可完成泵送，所以在导管外壁接焊上两只吊耳，固定钢丝绳用于提升导管。
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。
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。提前分析事故原因，提出预防措施：
2.2.1 导管塞卡堵。导管塞的形状或制作材料不当，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；容易导致导管卡堵的如木制、圆柱形、钢材等硬质材料。还有可能造成卡堵事故的是始浇筑时未先浇筑砂浆或砂浆中含有碎石的。在下管前施工人员要对各节导管认真的检查，有条件就做落球试验；要采用像橡胶空心球塞具有一定柔性的材料做导管塞。
2.2.2 埋管。影响了后期浇筑混凝土的扩散及流动的原因就是桥梁水下混凝土灌注桩施工中若浇筑时间长，使先期浇筑的混凝土流动性变差；在导管内结成块导致堵塞的原因是混凝土拌合物落度较小，和易性差，在拌制过程中的混凝土拌合物中有超径石子，或者是运输车内和混凝土拌合站的大结块；因进料口把关不严在下料过程中进入导管形成堵塞；在混凝土初浇时，使空内的泥浆越积越厚孔底距离导管下口太近形成堵塞导致成导管塞排不出导管。孔底距导管底口的高度不能超出0.5m一定要适宜，一般都是在0.4m，混凝土太低容易导致排出不通畅，也不易太高，太高一次下料导管埋深的要求不容易满足，还会造成初灌未封底的现状。在浇筑混凝土过程中发生了堵塞，施工人员应核对下料的记录，在确定下管道的位置和埋深，开始提升时为防止引起导管破裂和混凝土离析问题，不宜过高也不宜向下猛落。如果上述方法不行的话，就应该马上紧抓拔导管，同时注入适量砂浆前用小抽筒抽干净管内的泥浆。
2.2.3 堵管。桥梁水下混凝土灌注桩施工中挂住钢筋笼采用传统的法兰盘连结方式或法兰盘；在浇筑过程中因为事故原因耽搁的时间较长，在长时间下不起拔，而埋管又过深，使混凝土的强度开始增长，混凝土的落度偏小，气温偏高，造成混凝土的初凝时间过早。在早期浇筑的混凝土适合加缓凝剂，不合格的混凝土严禁入仓，混凝土的质量被浇筑混凝土严格的控制入仓，特别的是混凝土的落度。在高温度天气下应加强搅拌能力，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；为减小提升阻力导管连接不适合用法兰盘连接，应使用螺旋式方法可防止挂钢筋笼。埋管深度不大，应停止浇筑拆除上不导管和已经浇筑的混凝土，埋管过深应报废处理了。 2.2.4 焊缝或导管接头进水。在保证密封圈未老化、破损，要采用螺旋式导管连接。桥梁水下混凝土灌注桩施工的时候导管接头的橡皮垫圈老化。泥浆受到外界的压力下导致进水、缝隙扩大。桩深度较大的情况下应在地面做导管连接及密封的实验。漏水部位高了可提升导管，处理渗漏处时，下导管前，用小抽筒在管内将泥浆吸干净管，在继续浇筑。施工人员应加强责任感，应在下管前仔细检查下橡皮垫圈及焊缝。
2.2.5 导管提空，导致导管提空的原因是混凝土面探测和计算错误，或者将导管提出混凝土面以是导管提升太快，钻机刹车不灵的原因。清孔后的泥浆比重，以此精算出浇筑过程中导管的埋深，一些技术人员应认真做好导管拆卸的记录，并与混凝土面探测对照。严格把守好清孔质量及泥浆质量，导致出探测错误原因是混凝土面泥砂淤积过厚，注意混凝土自管外落入孔内形成混凝土的假面。在开始浇筑前要仔细检查卷扬机的刹车，假如在提升进行中突发刹车失灵，应及时关闭开关，停止提升。
2.3 桥梁水下混凝土灌注桩施工安全和质量控制
桥梁水下混凝土灌注桩施工中最重要的控制目标之一及衡量施工项目管理水平的重要标志就是安全生产。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，安全没有保障了，那提不起员工的高度的积极性，施工高效率的生产也就没有了。所以在组织施工活动的最重要的任务就是安全生产。在施工开始前要安排安全设备和必要的安全实施，要将财、物、人综合起来考虑，也要有专门机构和人员负责抓起所有的安全工作。其次在施工安全的问题要根据整个过程做好充分的调查和研究，在施工中可能遇到的安全问题和不安全的因素认真的负责，针对现场的实际情况采取对策措施及制定方案。
3 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]杨文渊.简明工路公程施工手册[M].人民交通出版社，2010.
[2]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.
[3]戴勃.钻孔灌注桩施工安全控制要点分析[J].价值工程，2010.
作者简介：
陈旭东（1982-），男，河南南阳人，助理工程师，研究方向：桥梁水下混凝土灌注桩施工技术。
靳花杰（1985-），男，河南兰考人，助理工程师，研究方向：低温季节薄壁混凝土施工。