水中桩基施工方法与流程

本发明涉及建筑施工技术领域，更为具体地，涉及一种硬质河床水中桩基施工方法。

背景技术：

随着中国桥梁理论的不断完善，跨水域桥梁的修建数量日渐增多。在此类桥梁修建过程中，经常会遇到河床上覆盖层被河水冲刷，造成河床岩面裸露而无覆盖层的情况。现有解决方案中，主要是采用护筒辅助桩基施工，护筒不仅可以固定桩位、引导钻孔方向，还能够隔离地表水进入井孔，防止孔口坍塌，并保证孔内泥浆水位高出地下水位或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护孔壁免于坍塌。

但是，在现有的先桩基后围堰施工顺序中，进行硬质无覆盖层河床钻孔灌注桩施工，钢护筒无法直接打入到岩层中，极易出现钢护筒位置偏移、孔内涌沙或漏浆的情况，无法保证桩基顺利成孔。

为此，如何在硬质河床中实现桩基钢护筒的施工是目前亟需解决的问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种水中桩基施工方法，以解决目前在硬质河床中桩基钢护筒施工中，极易出现钢护筒位置偏移、孔内涌沙或漏浆的情况，无法保证桩基顺利成孔的问题。

本发明提供一种水中桩基施工方法，所述方法包括：

对钻孔桩机进行定位，并通过定位后的钻孔桩机对河床进行引孔钻进；

待所述引孔形成后，向所述引孔内下放桩基钢护筒，直至所述桩基钢护筒的底部与所述引孔的底部相抵触；

向所述桩基钢护筒内灌注封底混凝土，所述封底混凝土的深度范围为2.5m～3m；

待所述封底混凝土初凝后进行桩基冲孔钻进；

待所述冲孔形成后，向所述冲孔内吊放钢筋笼；

向所述钢筋笼内浇筑水下混凝土，形成桩基。

优选地，所述引孔的直径比所述桩基的直径大40～60cm；并且，

在所述引孔钻进过程中，通过高压水泵抽取钻渣。

优选地，所述引孔钻进深度范围为2.5～3m，所述引孔的垂直度偏差不大于1/100；

待所述引孔深度达到要求后，采用高压水泵进行清孔处理，直至所述引孔的孔底沉渣厚度不大于5cm。

优选地，所述桩基钢护筒的直径比所述桩基的直径大20～30cm，所述桩基钢护筒的壁厚为10～12cm，所述桩基钢护筒的长度为从所述引孔的孔底标高以上30cm至施工平台以上30cm。

优选地，在所述桩基钢护筒的底部均匀焊接有至少三根支撑架，所述支撑架的高度为30cm。

优选地，待所述桩基钢护筒下放着床后，在施工平台的柱梁板上安装两个手拉葫芦，所述手拉葫芦用于所述桩基钢护筒下放的微调。

优选地，待所述桩基的混凝土达到预设强度时，将所述桩基钢护筒拔出。

优选地，在向所述桩基钢护筒内灌注封底混凝土之前，对灌注封底混凝土的钢导管进行水密承压和接头抗拉试验；其中，

所述水密承压试验的水压不小于所述桩基钢护筒内水深1.3倍的压力，同时，不小于所述钢导管和焊缝承受灌注混凝土时最大压力的1.3倍。

优选地，所述桩基钢护筒包括至少两节，相邻两节所述桩基钢护筒采用双面坡口满焊连接；并且，

在所述相邻两节所述桩基钢护筒的接缝处焊接加强钢带。

优选地，待所述冲孔形成后，对所述冲孔进行清孔处理；或者，向所述冲孔内吊放钢筋笼后，对所述冲孔进行清孔处理。

利用上述水中桩基施工方法，能够有效避免后续主桩桩基冲孔施工过程中泥浆外漏现象的发生，实现水下硬质无覆盖层河床桩基钢护筒施工的快速定位、施工，为后续桩基的施工提供有力的保障；同时，还能够减少材料浪费，大大降低工程造价，在提高桩基质量的同时，为桩基的施工节省成本及工期。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的水中桩基施工方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的引孔钻进施工示意图；

图3为根据本发明实施例的桩基钢护筒下放施工示意图；

图4为根据本发明实施例的封底混凝土灌注施工示意图；

图5为根据本发明实施例的桩基冲孔钻进施工示意图。

其中的附图标记包括：施工平台1、桩机2、常水位3、河床面4、引孔5、柱梁板6、桩基钢护筒7、支撑架8、吊车9、封底混凝土10。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

为解决现有桩基在冲孔过程中容易出现泥浆外漏、塌孔、卡钻等问题，同时又能提高施工效率，缩短工期，降低施工成本。本发明提供了一种改良的水中桩基施工方法，以提高桩基施工效率、缩短工期，同时降低施工成本。

为详细描述本发明的水中桩基施工方法流程，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本发明的水中桩基施工方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例的水中桩基施工方法，包括以下步骤：

s110：对钻孔桩机进行定位，并通过定位后的钻孔桩机对河床进行引孔钻进。

其中，在该步骤中首先将桩机固定在施工平台上，待桩机定位完成后开始引孔阶段开孔冲击钻进。优选地，引孔的直径设置为比桩基的直径大40～60cm，以为桩基钢护筒的下放及后期的桩基施工提供导向及足够的空间，并且，在引孔钻进过程中，通过高压水泵抽取钻渣。

具体地，引孔开钻时应采用小冲程缓慢钻进，并使引孔的初成孔的孔壁竖直、圆顺，起到导向引孔作用。为防止钻渣流入河流之中，在钻进过程中利用高压水泵抽取钻渣，然后配合运渣船将钻渣运至指定的泥渣处理地点，起到保护水质环境的作用。

另外，引孔钻进深度范围为2.5～3.0m，孔深垂直允许最大偏差不大于1/100。在引孔的孔深达到要求后采用高压水泵清孔，清孔完毕后确保引孔孔底的沉渣厚度不大于5cm，如果不符合要求则进行二次清孔直至钻渣厚度指标达到规范要求。

s120：待引孔形成后，向引孔内下放桩基钢护筒，直至桩基钢护筒的底部与引孔的底部相抵触。

其中，待引孔形成并清理符合要求后，通过吊车将桩机钢护筒下放至引孔内，桩基钢护筒的直径设置为比桩基的直径大20～30cm，桩基钢护筒的壁厚范围为10～12cm，桩基钢护筒的长度为从引孔的孔底标高以上30cm至施工平台以上30cm。

为实现桩基钢护筒的下端与引孔的孔底相分离，在桩基钢护筒的底部均匀焊接有至少三根支撑架，支撑架可采用钢筋，支撑架的高度设置为30cm，从而将桩基钢护筒的底部撑起。

优选地，待桩基钢护筒下放着床后，在施工平台的柱梁板上安装两个手拉葫芦，手拉葫芦用于桩基钢护筒下放的微调，以保证桩基钢护筒的位置精准、垂直度符合要求。

s130：向桩基钢护筒内灌注封底混凝土，封底混凝土的深度范围为2.5m～3m。

具体地，采用导管法及时地向已下放完成的桩基钢护筒内浇筑有效深度为2.5～3.0m的c30水下混凝土，来稳固主桩钢护筒。

在向桩基钢护筒内灌注封底混凝土之前，还需要对灌注封底混凝土的钢导管进行水密承压和接头抗拉试验；其中，水密承压试验的水压不小于桩基钢护筒内水深1.3倍的压力，同时，也不小于钢导管和焊缝承受灌注混凝土时最大压力的1.3倍，待导管试压合格后才能使用。

其中，桩基钢护筒包括至少两节，相邻两节桩基钢护筒采用双面坡口满焊连接；并且，在相邻两节所述桩基钢护筒的接缝处焊接加强钢带。此外，还可以在每节导管接口处刷油并必须加套垫圈。

在封底混凝土浇筑过程中，当导管内混凝土没有填满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，防止导管内形成高压气囊，破坏导管的密封性使导管漏水。同时，根据具体的施工要求，预先计算好首批混凝土的灌入量及导管埋深，以免出现封底混凝土断层现象，同时还能够防止混凝土拌合物从导管外掉入孔底，使泥浆内含水泥而变稠凝结，测深不准确。在混凝土浇注过程中，将桩基钢护筒内泥渣抽至运渣船内，运送至指定位置处理，保护环境。

s140：待封底混凝土初凝后进行桩基冲孔钻进。

其中，待封底混凝土浇筑完成后拔出导管，待封底混凝土达到初凝时间即可开始桩基冲孔钻进。

s150：待冲孔形成后，向冲孔内吊放钢筋笼。

其中，待冲孔形成后，首先对冲孔进行清孔处理；或者，向所述冲孔内吊放钢筋笼后，对所述冲孔进行清孔处理，然后再浇筑桩基混凝土。

s160：向钢筋笼内浇筑水下混凝土，形成桩基，待桩基的混凝土达到预设强度时，将桩基钢护筒拔出。

作为具体示例，以下结合附图对本发明的水中桩基施工流程。

图2至图5分别示出了根据本发明实施例的引孔钻进施工、桩基钢护筒下放施工、封底混凝土灌注施工、桩基冲孔钻进施工的示意结构。

如图2至图5所示，本发明实施例的水中桩基施工方法，包括桩基钢护筒引孔-下放桩基钢护筒-灌注封底混凝土-桩基冲孔施工-桩基灌注施工等。

第一步：桩基钢护筒引孔。

其中，待桩机2定位完成后开始引孔5的开孔冲击钻进，对常水位3下方的河床面4的硬质河床进行引孔5钻进。引孔5直径比桩径大40-60cm，引孔5开钻时应采用小冲程缓慢钻进，并应使初成孔的孔壁竖直、圆顺，起到导向引孔作用。

第二步：下放桩基钢护筒。

其中，通过吊车9将桩机钢护筒7下放至引孔内，钢护筒直径为桩基加20-30cm，壁厚10-12mm，长度为从引孔5底标高以上30cm至施工平台1以上30cm。在钢护筒底部对称焊接4根长度为30cm支撑架8来保证护筒底部悬空30cm。待桩基钢护筒7着床后，在平台柱梁板6上安放两个20t手拉葫芦配合桩基护筒下放后的微调，以保证钢护筒位置的精准性。

第三步：灌注封底混凝土。

其中，采用导管法及时向已下放完成的桩基钢护筒7内浇筑有效深度为2.5-3.0m的c30水下混凝土，来稳固主桩钢护筒。

在灌注前需做导管试压实验，并且必须合格才能使用，在每节导管接口处刷油并必须加套垫圈。当导管内混凝土没有填满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，防止导管内形成高压气囊，破坏导管的密封性使导管漏水。也必须要计算好首批混凝土的灌入量及导管埋深，以免出现封底混凝土10断层现象。同时防止混凝土拌合物从导管外掉入孔底，使泥浆内含水泥而变稠凝结，测深不准确。在混凝土浇注过程中，将孔内泥渣抽至运渣船内，运送至指定位置处理，保护环境。

第四步：桩基冲孔施工。

其中，封底混凝土10浇筑完成后拔出导管，待混凝土达到初凝时间即可开始桩基冲孔钻进。

第五步：待冲孔形成后，向冲孔内吊放钢筋笼，然后向钢筋笼内浇筑水下混凝土，形成桩基。

利用上述根据本发明的水中桩基施工方法，具有以下优点：

1、桩基钢护筒位置精准，有效避免了后续桩基冲孔过程中发生泥浆外漏、塌孔、卡钻等问题，减少了造浆粘土的使用量，节约成本；

2、能够实现水下硬质无覆盖层河床桩基钢护筒施工的快速定位、施工，为在后期桩基的施工打好基础并节省工期；

3、施工过程中不需要人工进行水下作业，安全可靠；

4、引孔钻渣及时抽出，能够减少对水体造成的污染，文明环保。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的水中桩基施工方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的水中桩基施工方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。