大桥深水桩基础施工工艺

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摘要:随着国家经济的发展，我国桥梁工程得到了长足的发展，解决了各种地形的基础施工技术。桩基础施工是桥梁施工中的重要环节，龙湖大桥4号、5号主墩桩基最深达63m，桩基桥址地形呈锅底U形状，是福建省内陆湖大桥桩基水位最深的工程，且湖底覆盖层浅及裸露花岗岩的地质结构，给主墩和过渡墩桩基的施工造成极大的困难，施工难度国内罕见。本文对龙湖大桥主墩深水桩基的施工技术进行深入研究，希望对内陆湖深水桥梁桩基的施工有所帮助，提供技术参考。

关键词:龙湖大桥;深水桩;水深63m;基础施工

1工程概述

1.1工程概况

龙湖大桥位于福建省龙岩市永定区棉花滩景区。全长454m，桥面宽23m，主桥上部结构为70m+120m+70m现浇预应力钢筋混凝土矮塔斜拉桥，桩基为钻孔灌注桩。主墩设计为整体式承台，每个承台下设12根嵌岩群桩。桥址处地质覆盖层薄，水深55～63m，基岩斜坡面约50°，深水中的钻孔灌注桩定位施工是本桥的重点、难点，也是龙湖大桥施工的关键环节。

1.2施工方案的选择

目前国内常见的施工方法有固定平台法和浮动平台法，浮动平台法是指利用水上设备(浮箱或者船舶)进行钻孔桩施工定位的施工方法。经过现场勘察，龙湖库区水位变化频繁，浮箱平面位置无法固定，因为钻机安装在浮箱之上，所以无法控制钻机位置，很容易出现桩基偏位，钻机卡钻等现象;其次，龙湖水位陡涨陡落，钢护筒的长度无法确定，难以施工;再次，采用浮动平台法难以实现多根桩基同时施工。因此，本桥桩基施工不适合采用浮动平台法。基于本工程的施工特点，经国内知名桥梁专家施工方案专项审查论证，从技术、安全、经济、工期等方面综合考虑，决定采用浮箱+钢管定向桩+钢护筒组成的固定平台作为龙湖大桥主墩基础施工平台，该平台由钢管桩和钢护筒共同受力。

2钻孔平台方案设计描述

浮箱+钢管定向桩+钢护筒组成的固定平台，主要结构为通过组拼浮箱及连接桁架形成定位桩施工浮平台，该浮平台作为施工钢管定位桩施工平台，在定位桩之间焊接钢管连接系，使其连成整体，在通过标准舟节拼装的浮箱辅助，安装钻孔平台，将平台与定位桩固结;在平台顶安装120t龙门吊，其轨道放置在定向桩顶部。利用龙门吊、浮吊下放钢护筒，钢护筒稳固后，在其顶端放置挂梁，将平台放置在挂梁上，使钢护筒和定位桩共同承受桩基钻孔施工的压力。钻孔平台主要采用桁架片连接成，桁架高度为2m，桁架片主要由Ⅰ45号工字钢和18#槽钢在岸上加工场焊接而成，由驳船运至平台现场，浮吊吊装施工。桁架顶部铺设Ⅰ20b工字钢分配梁，在分配梁顶端铺设4mm厚花纹钢板做面板。整个平台尺寸为15.3m×19.8m，平台顶部高于施工期间的最高水位2m。1)首先利用浮吊、定位桩下放装置安装定位桩，待所有定位桩施工完毕后，进行平台结构拼装，用现场的运输船往返运送机具、材料，采用浮吊辅助拼装。钻孔平台桁架与围堰底龙骨拼装前由测量人员在浮运平台上确定出浮运平台的定位线，利用浮吊分块吊装平台桁片，再安装桁片间的连接杆临时定位，全部就位后开始焊接，确保平台的相对尺寸，以防影响桩位。浮运平台与围堰底龙骨焊接，围堰底龙骨与钻孔平台桁架采用螺栓连接固定。2)钻孔平台浮运就位后与预先安装好的定位桩桁架焊接，通过挂桩梁支撑于定位桩上，挂桩点位于桁架下弦节点。3)利用4根定位桩支撑钻孔平台，将围堰底龙骨与浮运平台垫梁连接解除，浮箱注水退出。4)待钻孔平台连接完成之后，在其平台桁架下弦设置吊杆锚固系统结构，平台顶面铺设Ⅰ20b工字钢分配梁和4mm花纹钢板，预留钢护筒位置。

3龙门吊安装

平台拼接完成后，需在导向桩顶部安装120t龙门吊轨道梁及分配梁，用于下放钢护筒。

4桩基钻孔施工

4.1钢护筒垂直度保证及应对技术措施

1)护筒加工拼接精度。每节护筒加工完成后，对其进行尺寸偏差检查，超标应及时修整，必要时可对每节护筒编号，预制厂预拼检验其加工精度。对焊接成型的钢护筒内部加焊米字撑，防止其在运输存放过程中发生变形。护筒接头对接时，在底节设置限位板，调整钢楔、调整钢护筒位置，用工程测量尺进行检测，保证护筒垂直度满足要求。2)护筒垂直起吊精度。由于钢护筒过重，为保证护筒起吊精度，可设置十字形吊装扁担与护筒固结，用等长钢丝绳起吊吊装扁担，保证钢护筒起吊精度3)钢护筒冲孔时垂直度控制技术措施。锚固桩施工过程中，经常用仪器复核桩位和垂直度，垂直度可用垂直度测量仪器进行测量，也可在护筒测量相对高差推算倾斜度，超出允许范围利用平台卷扬机和拉环卷扬机绳进行缓慢调整到位。当实在调整不动时，可将护筒拔出重新下放埋设，回填片石黏土缓慢冲孔跟进埋设。同时，密切测量水位变化情况，及时同步调整卷扬机缆绳。

4.2掉钻落物预防措施处理方法

1)开钻前清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。2)经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连接装置。万一掉钻后及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住，首先清孔，再使用打捞工具接触钻杆和钻锥。

4.3钢护筒漏浆处理措施

1)轻微漏浆采用调高泥浆比重，小冲程钻进的方法，冲击过程中在间隙处重新制造泥浆护壁，堵塞间隙。2)漏浆严重的桩基，由于泥浆稀释有塌孔的风险存在，必须停止钻进，在钢护筒外围浇筑一层1m厚的混凝土，用于堵漏。

4.4钢筋笼的制作安装与导管下放

1)钢筋笼制作、安装及定位。钢筋笼采用分节加工及安装。桩基钢筋笼在钢筋加工厂内制作，由拖车及驳船的运输方式送至施工平台后，用龙门吊进行安装。2)导管安装。钢筋笼下放完毕后开始安装用于混凝土浇筑的导管。导管在使用前需进行水密承压和接头抗拉试验、长度测量等工作，并经监理工程师检查合格待用。在灌注混凝土前再次检查孔底沉渣厚度，如不满足要求，则利用导管进行二次清孔直至合格。

4.5钻孔灌注桩混凝土的浇筑

浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度，沉渣厚度应满足设计要求;如沉渣厚度超出规范要求，则利用导管进行二次清孔。钻孔桩水下混凝土采用刚性导管法灌注。桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，灌注开始后，应紧凑连续地进行，严禁中途停工。首批混凝土灌注后，连续灌注，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。在灌注过程中，每隔20min左右用测深锤探测孔内混凝土面标高，以便及时调整导管埋深，一般情况下导管埋深控制在2～6m。

5结语

在实际施工过程中，龙湖大桥桩基利用固定平台，保证了施工作业面，一个平台上同时3号、4台冲击钻机同步施工，加快了施工进度的同时也保证了桩基实体的质量，经龙岩市交通试验检测中心桩基检测，主墩24根和过渡墩16根桩基均达到了一类桩标准。通过对龙湖大桥深水桩基的施工实践，证明深水钻孔桩搭设一个结构稳定的水中施工平台是非常重要的，采用浮箱+钢管定向桩+钢护筒组成的固定平台，具有重量轻、基础稳定、便于施工的特点。

参考文献:

［1］李进洲，王远立．沪通长江大桥超长钻孔灌注桩施工质量监理［J］．施工技术，2015，45(12):72－73．

［2］中华人民共和国交通运输部．公路桥涵施工技术规范:JTG/TF50－2011［S］．北京:人民交通出版社，2011.

作者:廖万和