浅谈铁路桥梁钻孔灌注桩施工对水环境的影响及防治措施

于志萍

摘要：随着我国经济的不断发展，国家正加大对基础设施的投入，铁路建设进入一个突飞猛进的阶段，钻孔灌注桩在桥梁桩基中的普遍运用为桥梁的建设有着很大的作用。但是，在施工过程中，容易对周边环境产生影响，本文对施工对水环境产生的影响及防治措施进行了分析。

关键词：钻孔灌注桩；桥梁；施工

一、钻孔灌注桩技术的概述

随着我国经济的不断发展，国家正加大对基础设施的投入，铁路建设进入一个突飞猛进的阶段，桥梁建设在发展中显得更为突出。

现在的桥梁基础，有很多一部分采用钻孔灌注桩，因为它具有施工工艺简单，施工方便，承载力稳定可靠等优点，因而被广泛应用于公路和铁路桥梁等结构工程中。

钻孔灌注桩是一项隐蔽工程，如能在桩基工程施工中规范施工，狠抓质量，可大大提高投资效益。灌注桩指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。

钻孔灌注桩具有以下技术特点： 施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移，因此对环境和周边建筑物危害小；大直径钻孔灌注桩直径大、入土深； 对于桩穿透的土层可以在空中作原位测试，以检测土层的性质； 扩底钻孔灌注桩能更好地发挥桩端承载力；经常设计成一柱一桩，无需桩顶承台，简化了基础结构形式。

影响成桩质量的因素较多，质量不够稳定，有时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象，桩侧阻力和桩端阻力的发挥会随着工艺而变化，且又在较大程度上受施工操作影响；因为钻孔灌注桩的承载力非常高，所以进行常规的静载试验一般难以测定其极限荷载，对于各种工艺条件下的桩受力，变形及破坏机理现在尚未完全被人们掌握。

二、钻孔灌注桩的施工

在钻孔灌注桩施工的过程当中，我们会利用一些常用的施工方法来解决一些施工中的难题。

首先，我们应将场地进行平整，以便于施工过程中设备作业和施工；其次在所要钻孔灌注桩位进行放样，并根据其相关地质情况，来制作埋设护筒，护筒主要作用是固定桩位，保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水位高出施工水位以维护孔壁及钻孔导向等作用，护筒平面位置应埋设准确，并根据具体位置和周围的环境来确定其具体的高度等事宜。而后开挖泥浆池和沉淀池，建立良好的池泥浆循环系统，合理的泥浆配置能在钻头的活动中孔壁表面形成一层胶泥，起到一定的护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出来方便以后的作业。在钻孔过程中钻进时要严格控制泥浆比重，在较好的粘土层中钻孔，可灌入清水，使钻孔时孔内自造泥浆，达到固壁的效果。

施工中应根据施工场地的地层情况和投入施工的钻机性能等因素综合确定施工钻头的类型，以保证施工效率和成孔质量。在坚硬土层中应不强行加压，应吊住钻杆，控制钻进速度，用低速度进尺。对已偏斜的孔，可采用控制钻速，慢速提升，低速下降往复扫孔纠偏的施工方法。接下来就是清孔，因受沉渣和泥浆的影响，极易产生误测。在终孔后，应立即进行孔底清理，避免隔时过长造成泥浆、钻渣沉淀，导致清孔困难或坍孔。

在灌注桩施工中，采用泥浆循环工艺时，清孔的质量显得尤为重要。在清孔过程中最难清除的是细砂。清孔合格后将预先制作钢筋笼运至孔位，并吊放钢筋笼和安装导管，开始为水下混凝土的灌注做准备。至灌注混凝土前，应再控测孔底泥浆浓度、含沙率，如大于规定值，必须再次清孔，直至复验合格时方可灌注。

水下混凝土采用直升导管法进行灌注，混凝土通过漏斗进入导管，进入到初期灌注的混凝土下面，顶托着初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆上升。在施工过程中应相应地不断提升导管和拆除导管，直至钻孔灌注混凝土完毕。由于在混凝土灌注上升时孔内原有泥浆比重会逐步增大，很难测准实际的混凝土面高度，因此在施工中可以用一根下部焊接钢板平面的钢筋作为简易探测装置，在钢筋下放透过混凝土与泥浆交接面时会有明显的变化，以此确认终灌标高。在施工完成后将护筒拔除。

三、钻孔灌注桩对水环境的影响及处理措施

1.钻孔灌注桩对周围水环境的影响主要有：在钻孔桩施工中产生的钻机机油泄漏、鉆碴、泥浆、施工中其他相关设备产生的污染物（如：混凝土罐车在施工中产生的污水等），其中以施工中使用的泥浆及清孔产生的钻碴最难清理对施工现场附近的水体污染也最重。

钻孔泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。是钻孔灌注桩施工中不可缺少的原料，但在施工中难免的会发生泥浆及钻碴的外漏现象，它不仅将施工现场弄的一塌糊涂为现场施工管理造成麻烦，最主要的是它会对周围环境造成严重的污染，水中墩施工中甚至可能因此造成河道堵塞。

2.处理措施：施工中常用的泥浆处理办法有：综合考虑现场实际后直接排放、在泥浆池中自然蒸发、沉淀、干化及在指定地点掩埋等。

在钻孔桩特别是水中墩桩基施工时泥浆如果处理不当会直接造成对河道的污染，影响流域内人民生活。采用的处理方法是竟可能的将水中墩施工钻孔桩施工改为“陆上施工”，即在水中筑岛建立泥浆池，并在施工后及时将池内沉淀物清理至岸上指定地点处理。

对施工中其他污染物的处理：施工中应按标准化施工原则对给钻机配备的发电机、油桶等设立专门的区域并及时清理。对其他配合的设备如挖掘机等要定时审查防止发生漏油等造成环境污染的事件，并制定相应的措施一旦发生漏油事件按既定方案及时处理。

四、未来展望

除上文所提到的简单处理方法外，相关处理措施还应考虑到以下一些方面：1.泥浆选用上可发展专用的污染小或对环境无污染的原料；

2.在施工中制定专门方案在控制施工安全、质量、成本的基础上保证环境；

3.也可用机械处理方法，筛选分离出泥浆中的固体成分将之外运处理；或用化学絮凝沉淀法但这些方法成本较高，对污染物处理程度不彻底且处理技术还不够成熟，亟待进一步研究。

五、总结

本文阐述了钻孔灌注桩施工的工法与过程，列举了各种条件下钻孔灌注桩施工过程中可能对周边环境造成的影响，并针对这一问题提出了相应的防治措施。

在今后钻孔灌注桩的施工过程中，通过落实环境污染防治措施，对施工现场周边环境及地下水水质保护起到一定的积极作用。

本文为钻孔灌注桩的现场管理、文明施工、环境保护等方面提供了依据。

参考文献：

[1]钱让清.公路工程地质（第二版）[M].中国科学技术大学出版社，2008，（7）.

[2]陶兴文.上海地区钻孔灌注桩后压浆技术的设计与施工[J].探矿工程，2009，（4）.

[3]全国监理工程师培训教材编写委员会编.工程建设质量控制[M].中国建筑工业出版社，2009.