淮河特大橋深水樁基施工技術(shù)

淮河特大橋深水樁基施工技術(shù)淮河特大橋深水樁基施工技術(shù)淮河特大橋深水樁基施工技術(shù)張成三六公司汶馬項目部摘要：以京滬高速鐵路淮河特大橋深水樁基施工為例，重點針對水中工作平臺、鉆孔灌注樁的主要施工方法及質(zhì)量控制等關(guān)鍵技術(shù)進行闡述。關(guān)鍵詞：深水鉆孔灌注樁施工工藝京滬高速鐵路為我國在建的第一條高速鐵路，時速達到350km/h,而淮河特大橋主橋是京滬高鐵全線三個工期控制的重點工程之一，全橋長85公里，跨越淮河、懷洪新河、澮河等河流，現(xiàn)以中鐵十五局集團施工的淮河特大橋深水樁基施工為例，重點針對水中工作平臺、鉆孔灌注樁的主要施工方法及質(zhì)量控制等關(guān)鍵技術(shù)進行闡述。1、工程概況淮河特大橋位于京滬高速鐵路安徽省蚌埠市淮河上,主橋跨越淮河上.全橋長85公里。該段水深約20~40m，河床淤泥覆蓋層厚達10m以上。該墩為深水及高樁承臺基礎(chǔ),樁基為12根＜2.8m大直徑、深嵌巖的鉆孔摩擦樁,順橋向3排,橫橋向4列，樁距6m,樁長65m,嵌巖深度約50m。承臺底距水面14m。橋址河面寬800m，施工水位38m,最大流速2251m/s,最大漲落潮差達4.3m,百年一遇洪水位55.4m,洪峰流量為18.6m3/s。地層表層為第四系沉積為主的海陸混合相沉積,以下主要為灰白色、黃色、灰色、灰黑色流塑狀淤泥土,中部夾有粉細(xì)砂、圓礫土,大部分地段厚30~50m,最厚大于80m。下伏基巖為細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖,強風(fēng)化-弱風(fēng)化?？傮w施工方案綜合考慮各種因素,確定搭設(shè)水中工作平臺,施工鉆孔樁,拼裝、下沉雙壁鋼吊箱圍堰施工方案。采用駁船運載混凝土、材料及機械設(shè)備至水中工作平臺,樁基鋼筋籠采用130t汽車吊吊放。水中工作平臺施工水中工作平臺為41.2mX40m,靠下游側(cè)設(shè)25mX11m臨時碼頭，見圖1。平臺頂標(biāo)高為6.3m.在35號主墩和樁之間，采用浮吊吊掛振動錘插打鋼管樁，并用槽鋼將鋼管樁聯(lián)成整體,再在其上架設(shè)工字鋼、加強型貝雷梁、型鋼及鋼板構(gòu)成起始水中工作平臺。利用水中工作平臺放置鋼護筒定位導(dǎo)向架,浮吊吊掛振動錘插打鋼護筒到位,并用型鋼把鋼護筒與鋼管樁連成整體,形成樁基施工水中工作平臺,見圖2。水中工作平臺按功能分為:臨時碼頭區(qū)為駁船運載設(shè)備、材料、人員等提供上下平臺;輔助作業(yè)區(qū)為臨時辦公和電力設(shè)備的布置,還為機具、車輛、起吊設(shè)備、施工人員等提供作業(yè)場地;中心工作區(qū)是鋼護筒下沉定位的導(dǎo)向鋪助平臺,可滿足4臺鉆機同時鉆孔和水下混凝土灌注的'要求。鋼管樁插打鋼管樁采用Q235A鋼板在加工廠卷制而成，直徑1000mm,壁厚1mm。制成6m長的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段,由拖車運至臨時碼頭。為保證鋼管樁對接質(zhì)量,確定在水中打樁只對接一次，第一節(jié)樁長36m,第二節(jié)長為6m,第一節(jié)在岸邊臨時碼頭分節(jié)接好，送到現(xiàn)場。采用交會法控制鋼管樁平面位置，用80t浮吊懸掛120t振動錘插打施工，鋼管樁打入深度約8m。鋼管樁（兩根以上）到位后，在距樁頂25cm處和水面處分別焊接耳板，再在其上焊［20槽鋼水平連接桿件，并設(shè)［20槽鋼剪刀撐，使鋼管樁縱橫向成整體。工作平臺搭設(shè)根據(jù)設(shè)計洪水位確定鋼管樁樁頂標(biāo)高，測量放線后，切割或接長鋼管樁，使其頂面處于同一水平標(biāo)高位置。在放置橫梁的樁頂開口處，用焊牛腿予以加固，開口必須水平，再置兩根145a工字鋼作橫梁，于上焊加強肋后架貝雷梁,其上架I28a工字鋼,間距30cm,再鋪10mm的防滑鋼板。臨時碼頭采用在鋼管樁上鋪兩根I45a工字鋼作橫梁，于其上鋪I28a工字鋼作縱梁，間距20cm,縱梁上鋪10mm防滑鋼板。并在平臺四周安裝欄桿,照明燈桿和警示燈。鉆孔灌注樁施工鋼護筒施工鋼護筒長42m,直徑3.2m,壁厚20mm。統(tǒng)一制作，先卷單件,再制成節(jié)段,節(jié)段長12m。施工用的籠式導(dǎo)向架，比鋼護筒大5cm，導(dǎo)向架由上下兩層水平正六邊形框架與豎向桁架連接形成。下放鋼護筒前先將導(dǎo)向架垂直沉入水下,再沿導(dǎo)向架埋設(shè)鋼護筒，并用全站儀校核鋼護筒的傾斜度。采用80t浮吊懸掛1601振動錘進行插打。完成后，采用型鋼把鋼護筒與鋼管樁連成整體，形成水中工作平臺。鉆機設(shè)備對于大直徑、深長、深嵌巖的鉆孔摩擦樁，、結(jié)合地質(zhì)和鉆機性能對鉆孔樁設(shè)備比選結(jié)果，采用正循環(huán)沖擊鉆機成孔方案，選用鑄鋼五瓣實心沖錘，重10~121。鉆孔平臺布置4臺沖擊鉆機鉆孔，按樁位交錯進行防止偏載。泥漿制備鉆孔前先用泥漿攪拌機攪拌膨潤土泥漿，再用泥漿泵泵入鋼護筒，當(dāng)其泥漿性能指標(biāo)（比重G為1.3~1.8g/cm3）滿足施工要求后開孔鉆進。鉆孔施工檢查鉆機確認(rèn)設(shè)備良好，做好測量標(biāo)記及鉆孔記錄準(zhǔn)備。開孔前在孔內(nèi)投放粘土，并加適量粒徑不大于15cm的小片石，頂面整平。開始時采用小沖程開孔，鉆進0.5~1.0m后再回填粘土，繼以小沖程沖擊，如此反復(fù)。鉆孔中應(yīng)據(jù)地質(zhì)情況采用不同沖程，勤松繩，防止空錘，避免鋼絲繩因承受過大荷載而遭受破壞;勤抽碴，使鉆頭能沖擊新鮮地層;勤補漿，以保證鋼護筒內(nèi)泥漿面高于水面2.0m以上。檢查鉆孔和清孔鉆孔達到設(shè)計標(biāo)高后，對孔徑、孔深、孔位、豎直度和孔底地質(zhì)情況進行全面檢查。合格后，速用泥漿正循環(huán)加高壓射風(fēng)快速清孔，要求含砂率＜2%泥漿比重：1.1g/cm3,稠度17~20s。鋼筋籠制作與下放單樁鋼筋籠重約651,在岸上制作，節(jié)長12.0m,運至現(xiàn)場后用1301汽車吊分節(jié)下放。主筋采用直螺紋套筒連接，同截面內(nèi)接頭面積不大于主筋總截面的50%，相臨接頭間距不小于1.5m。為檢測成樁質(zhì)量，在鋼筋籠內(nèi)側(cè)四周均勻設(shè)置四根超聲波檢測管。鋼筋籠安裝后,用型鋼將鋼筋籠固定在鋼護筒上,以承受鋼筋籠自重和防止混凝土灌注中鋼筋籠上浮，并確保鋼筋骨架中心與孔中心吻合。水下混凝土灌鋼筋籠到位固定后,立即下放導(dǎo)管。導(dǎo)管采用＜mm鋼管，以快速螺紋接頭連接，導(dǎo)管使用前應(yīng)做水密性試驗和承壓試驗、并保證止水膠墊的完好性?；炷翆?dǎo)管下沉到位后，進行二次清孔，直至孔底沉碴厚度在0~50mm范圍內(nèi)。根據(jù)配合比和混凝土方量備足砂、碎石、水泥、粉煤灰和外加劑，保養(yǎng)好設(shè)備，保證混凝土灌注不間斷。為保證首批混凝土入孔后導(dǎo)管埋入混凝土深度2m以上,應(yīng)確保儲料斗內(nèi)首批混凝土初存量不少于15m3。當(dāng)漏斗內(nèi)灌滿混凝土后立即砍球，使混凝土下落，同時保持儲料斗內(nèi)混凝土不間斷地通過漏斗導(dǎo)管灌注至水下，完成首批灌注。灌注過程中，隨時測量混凝土面的高度，正確計算導(dǎo)管埋深。為確保樁頂混凝土強度，應(yīng)超灌混凝土1m左右，多余部分在承臺施工前鑿除。灌注過程中認(rèn)真記錄混凝土的灌入數(shù)量，以核校所測混凝土的高度是否準(zhǔn)確，當(dāng)確定混凝土的頂面標(biāo)高到位后，停止灌注，拆除導(dǎo)管。施工問題及對策擴孔、坍孔的處理。在砂層和淤泥質(zhì)土層中鉆孔易發(fā)生擴孔、坍孔事故，在鉆進過程中應(yīng)根據(jù)不同的地層控制鉆進速度，在土層變更位置應(yīng)采取小沖程鉆進;加強泥漿指標(biāo)控制，并適時往孔內(nèi)補充新鮮泥漿，以保證孔壁的穩(wěn)定。一旦發(fā)生擴孔、坍孔事故，分別采取:輕微坍孔時，可增大泥漿黏度及比重穩(wěn)定孔壁;坍孔較嚴(yán)重時，采取回填粘土、片石或灌注水下混凝土，待穩(wěn)定后再重新鉆孔。鋼護筒底漏漿處理。由于覆蓋層下的巖面起伏不平，鋼護筒在插打過程中扭曲變形較大，鋼護筒底容易漏漿，并發(fā)生卡鉆事故。由于施工中采取往護筒內(nèi)投放適量片石和粘土，邊沖邊投等措施。掉錘的處理。在施工中，因樁較長、沖程過大，鉆桿與鉆頭的連接承受不了扭矩或自重，導(dǎo)致接頭脫落和斷裂，以及因鋼絲繩磨損折斷，導(dǎo)致掉錘發(fā)生采取:鋼絲繩使用一次，全面檢查保養(yǎng)一次;低速鉆孔，嚴(yán)禁高速以減小扭矩;發(fā)生掉錘時，及時用打撈鉤帶掛，鉆機輕輕向上提拉，避免塌孔。混凝土堵管的處理。由于樁徑大，樁長，混凝土方量大，混凝土灌注容易堵管。采取:選擇合理的配合比，保證混凝土較好的和易性和穩(wěn)定性，避免提前初凝造成堵管;灌注時應(yīng)及時緩慢地上下提升導(dǎo)管，防止導(dǎo)管埋置過深或混凝土初凝，提不動導(dǎo)管而堵管;一旦堵管，采取在漏斗中裝滿混凝土后快速提升導(dǎo)管，再迅速下放，或少量提升