某黃河公鐵兩用大橋大直徑超長(zhǎng)樁施工

某黃河公鐵兩用大橋大直徑超長(zhǎng)樁施工1概述某黃河公鐵兩用大橋是山東小營(yíng)至某地方鐵路與公路共建跨越黃河的公鐵兩用特大型橋梁，公路橋總長(zhǎng)6983.7m，鐵路橋總長(zhǎng)7322.8m，除跨越黃河的主跨按公鐵分上下兩層共建外，兩岸公鐵引橋各自分離。主跨布置為120＋3×180＋120m，五跨一聯(lián)連續(xù)鋼桁梁，總長(zhǎng)781.5m，桁高18m、桁寬11m。主跨橋墩編號(hào)由北向南依次為0#、1#、2#、3#、4#、5#，基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁，2#主墩為唯一水中墩。2施工特點(diǎn)本橋位于黃河三角洲沖擊平原，地探120m未見基巖，其覆蓋層有一定的沉積韻律，河床上面30m以內(nèi)覆蓋層以以粉土、粉質(zhì)粘土、粉砂為主。橋位處河床的一般沖刷5.0m，局部沖刷3.2m，流速超過3m/s。2#墩有15根Ф2m樁，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)90m，施工期間鉆孔平臺(tái)頂至樁底孔深100.5m，屬于大直徑超長(zhǎng)樁；2#墩位處的地層主要為粉土和粉砂，較松軟、易塌孔。由于黃河水淺、兩岸灘地較寬、河床擺動(dòng)頻繁，水上大型施工設(shè)備無(wú)法船運(yùn)進(jìn)入，所以通過搭設(shè)鋼棧橋和加寬鉆孔平臺(tái)作為吊車走廊來(lái)配合水上鉆孔平臺(tái)完成2#墩樁基礎(chǔ)施工。3鋼棧橋及水上鉆孔平臺(tái)為便于材料設(shè)備的運(yùn)輸，棧橋除了服務(wù)于水中的2#墩施工，還要承擔(dān)南北兩岸的交通連接，它的使用周期將近兩年，需經(jīng)歷兩個(gè)汛期與冰凌的考驗(yàn)。棧橋設(shè)計(jì)按單車35t計(jì)算荷載，棧橋的上部結(jié)構(gòu)采用雙排單層貝雷梁，下承式結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)除C0#臺(tái)、C13#臺(tái)為混凝土結(jié)構(gòu)外，C1#～C12#墩為每墩2根Ф720mm、δ=9mm鋼管樁基礎(chǔ)，在C3、C6、C8及C11四個(gè)墩處設(shè)雙排樁、每個(gè)墩4根樁，用以抵抗縱向水平力。由于施工場(chǎng)地限制，棧橋選址位于橋位下游，其軸線與主橋軸線平行，棧橋共13跨，跨徑組合為由北向南5×24m＋2×12m＋3×24m＋3×21m，全長(zhǎng)279m。棧橋在2#墩對(duì)應(yīng)位置設(shè)置2跨12m的加寬段，加寬段寬16m。此段兼做施工平臺(tái)，梁跨采用I56a工字鋼搭設(shè)。棧橋橋面寬4.40m，橋面板采用舊的鋼模板。如下圖1。單單位：m圖1

棧橋總體布置圖2#墩位于黃河主河槽，小浪底水庫(kù)調(diào)水調(diào)砂或汛期水流湍急，流速超過3m/s，洪水過后，流速很小，水深很淺，大型起吊設(shè)備難于進(jìn)港，也無(wú)良好的作業(yè)區(qū)域，故2#墩加大鉆孔平臺(tái)，在平臺(tái)上設(shè)置吊機(jī)走道。平臺(tái)設(shè)計(jì)按3臺(tái)250型鉆機(jī)及35T吊車荷載及其他附屬設(shè)備荷載考慮，同時(shí)考慮洪水及車輛沖擊等水平荷載；整個(gè)鉆孔平臺(tái)用30根Ф720mm、δ=9mm鋼管樁，樁長(zhǎng)24m，考慮局部沖刷增加，平臺(tái)上游一排樁加長(zhǎng)至26m，相鄰管樁間設(shè)置水平聯(lián)系及剪刀撐，鋼管樁頂設(shè)型鋼承重梁、分配梁，平臺(tái)頂面采用舊鋼模板。（如圖2）

圖2

鉆孔平臺(tái)布置圖

圖3

護(hù)筒導(dǎo)向架示意圖鉤4設(shè)正鉆孔灌注樁施筐工靜4.1峽綁鋼護(hù)筒制作與途下沉訂2皮#瘡墩位處覆蓋層搜厚，覆蓋層中泡松軟的粉土及蔑粉砂易坍塌，討一般沖刷及局卸部沖刷達(dá)押8.2m疊，故決定護(hù)筒徐底沉入至粉質(zhì)凝粘土層，其高滾程為喇-5.0m婦，護(hù)筒入土深縱度超過喪8m菠；為度洪需要努，護(hù)筒頂標(biāo)高瞎取日+燭15.0m感；鋼護(hù)筒直徑勤采用絞2.23m聲、形δ騾=灌12mm會(huì)、用旬7m縮定飛尺意A屠3炊鋼板卷制；為角避免護(hù)筒施沉想過程中卷曲變睛形，在護(hù)筒刃犯腳貼焊我高診h=拴200mm姻、扒δ褲=基12mm氏的加勁箍。良鋼護(hù)筒下沉首慌先依靠導(dǎo)向架獅定位，再采緞?dòng)靡?0K拐W仁振動(dòng)打拔樁錘攀施沉。導(dǎo)向架稼型式買為僵“閥井亦”紫字形尾，住(噴如萌圖扶3應(yīng))面。導(dǎo)向架自身遍定位很重要，摩根據(jù)樁位中心貼點(diǎn)采用全站儀狐對(duì)導(dǎo)向架進(jìn)行榮精確定位并固扁定在平臺(tái)上，多確保鋼護(hù)筒定雜位準(zhǔn)確。枕4.敞2牌鉆孔設(shè)備選型綿圖辜4榆殊鉆頭構(gòu)造示意慘圖哲2慢#友墩為樁親徑閘D=戲2m慢的摩擦樁，根睬據(jù)樁身所處地鑰層地質(zhì)，決定煩采用正循環(huán)回誦旋鉆孔，選擇機(jī)回旋鉆籃機(jī)穿GPZ20忙0把型、梳形刮刀匠合金鉆頭及籠亦式刮刀合金鉆甩頭，由于孔深截達(dá)到盈100.5m吵，為防止偏斜蘇孔，鉆桿上增鞏設(shè)導(dǎo)向圈。鉆鋤頭及導(dǎo)向圈示芽意如姜圖抓4怕，聾2毒#瞎墩投入的鉆孔求設(shè)備見猴表蕉1來(lái)。椒語(yǔ)核鉆孔設(shè)傘備巨判拘倉(cāng)嫁刺怠小額表成1要設(shè)備名稱惡設(shè)備型號(hào)繭單位劉數(shù)量閣新舊程度違回旋鉆機(jī)些GPZ200塵臺(tái)看3保90%益梳式鉆頭殼Ф乎200澇個(gè)促3須100%塘籠式鉆頭劉Ф升200妙個(gè)竄3苗100%遼泥漿泵遭3PN照臺(tái)存9它80%瓶4.3掠促泥漿循環(huán)系統(tǒng)竄設(shè)置突2技#裂墩將鉆孔樁鋼沾護(hù)筒連通用作它泥漿循環(huán)系統(tǒng)編的沉淀池及儲(chǔ)河漿池，代替設(shè)鳳置專門的沉淀恒池及泥漿池。食鉆孔樁鋼護(hù)筒沫頂高哨程泳+民15.0m俯，施沉鋼護(hù)筒次時(shí)河床標(biāo)榮高坐+脖7.0m尤（小浪底調(diào)水巾調(diào)砂沖刷近乒5m池），河床以上摘鋼護(hù)筒內(nèi)空間拋可儲(chǔ)存泥漿攝31m示3瀉、滿1敗5齡根鋼護(hù)筒共儲(chǔ)啟存泥漿北465m液3柏。實(shí)際施工中三，喜在販1臣5博根鋼護(hù)筒頂面鴨以下樓20cm沉處開口并殺用傻D=秒30cm跪的半圓鋼槽連笛通，作為輸送晨泥漿通道。每冬開鉆一個(gè)孔，付利用相鄰的三慧個(gè)鋼護(hù)筒作為書泥漿循環(huán)池，欣其中一個(gè)為沉處淀池、另兩個(gè)菊為儲(chǔ)漿池。鉆均孔過程中，首劃先用泥漿泵從揀兩個(gè)儲(chǔ)漿池中暑泵送泥漿進(jìn)作倦業(yè)孔內(nèi)，泥漿付由作業(yè)孔溢流凳到沉淀池，經(jīng)話沉淀后，由沉娛淀池溢流到儲(chǔ)牢漿池，形成泥乎漿循環(huán)。采用汪泵吸的方法將蠻沉淀池中的沉拘渣排至專用容庫(kù)器內(nèi)運(yùn)走。中在正循環(huán)鉆孔過過程中，泥漿維用作護(hù)壁、懸報(bào)浮鉆渣、抵抗腫孔外水位和地卷下水位壓力干。轎2麗#割墩樁基地層為要粉土、粉砂及曲粉質(zhì)粘土，在橡鉆孔過程中易鼠坍塌、易縮孔為，而且地層原秤土造漿性能不并好。為保證達(dá)誼到好的護(hù)壁效兄果、有效懸浮謠鉆渣、控制縮羽孔，實(shí)際施工違中，泥漿采用廣優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土、駝燒堿及聚丙烯小酰胺纖維拌制愧，達(dá)到以下泥垮漿指標(biāo)：相對(duì)側(cè)密度貪：怎1.崖2罪～就1.4女5微、粘割度棒1化9喘～稍28愿s塊、含砂魔率送≤參4其%膚、酸堿要度幸8凝～猜1訪0囑，膨潤(rùn)土為造象漿的浴主要材料、燒蜘堿輔助膨潤(rùn)土懂提高泥漿的酸突堿度和膠體率余、聚丙烯酰胺湯纖維提高泥漿壞懸浮鉆渣的性弊能。制作泥漿儲(chǔ)是在鋼護(hù)筒內(nèi)求用鉆機(jī)回旋拌凱制而成，初始腰制作泥漿數(shù)量昨達(dá)柜100m妻3所。在鉆孔過程辱中，隨時(shí)檢測(cè)境泥漿指標(biāo)，當(dāng)榆孔外水位升高幣或進(jìn)入粉土、鹽粉砂層鉆孔時(shí)塘，調(diào)整泥漿指壓標(biāo)達(dá)到上述指澡標(biāo)的上限值；鏡當(dāng)進(jìn)入粉質(zhì)粘角土層時(shí)，適當(dāng)扎增加燒堿；當(dāng)酒泥漿指標(biāo)值合啟格而鉆孔進(jìn)尺戲緩慢時(shí)，適當(dāng)彩增加聚丙烯酰龍胺纖維，使鉆博渣快速被懸浮改排出。泥漿相尚對(duì)密度和粘度求大，泥漿凈化均及鉆進(jìn)困難，委影響鉆孔工效瞞；因此，根據(jù)諸不同地層合理填調(diào)整泥漿指標(biāo)拜有效提高鉆孔目工效并保證鉆過孔質(zhì)量安全。4.4鉆孔域?yàn)榉乐广@孔擾扒動(dòng)使鄰孔孔壁士坍塌或影響鄰棕孔已灌混凝土企的凝固，我們藍(lán)將開鉆的三臺(tái)壓鉆機(jī)間隔開來(lái)領(lǐng)使其互不相鄰東，同時(shí)，開鉆開孔在相鄰孔灌雄注混凝土結(jié)急束耀2抵4誦小時(shí)后進(jìn)行。王為防止黃河水醉對(duì)鉆孔平臺(tái)的較沖擊，首先開勵(lì)鉆上游第一排咳樁，在渡洪時(shí)歸，第一排樁用濱作加固鉆孔平座臺(tái)。棄2忍#鋸墩基樁孔深、差軟硬地層交錯(cuò)拒頻繁，出現(xiàn)塌僻孔、縮孔、偏逝斜孔的可能性壟大，因此根據(jù)假不同地層選擇嚷與之對(duì)應(yīng)的泥貞漿性能、鉆頭恢、鉆速、進(jìn)尺旦。對(duì)于鋼護(hù)筒怪內(nèi)陣12m岸左右的地質(zhì)覆挪蓋層，由于有抓護(hù)筒作為孔壁鋒，我們采用梳神形鉆頭、稀泥影漿、大泵量、鵲減壓中速鉆進(jìn)諸，每小時(shí)進(jìn)尺灰不大于堆1m肉；鉆頭穿過護(hù)境筒刃腳，為防趟止擴(kuò)孔、滲漏售、坍塌和偏斜而孔，采用稠泥枯漿、大泵量、筆減壓抵擋慢速臟鉆進(jìn)。鉆至高垃程－憲10m句左右的粉土層戴，孔深達(dá)蓮25m鏈，不同地層交戴錯(cuò)頻繁，為防秤止偏斜孔，更家換梳形鉆頭為抗籠式鉆頭，并振增加導(dǎo)向圈。切在隨后的鉆進(jìn)態(tài)過程中，對(duì)于逐粉土層，采垂用稠泥漿、大我泵量、減壓低桑檔慢速鉆進(jìn)，算每小時(shí)進(jìn)尺捆60cm揮；對(duì)于粉砂層幸，為防止塌孔面，提高泥漿相脾對(duì)密度、小泵炕量、減壓低檔碑慢速鉆進(jìn)，每閃小時(shí)進(jìn)尺衛(wèi)40cm播；對(duì)于粉質(zhì)粘污土層，遇水后上易膨脹，使孔翠徑縮小，為防蠶止縮孔，采用名酸堿度辭為屑1棋0繭、較稀的泥漿牛、大泵量、減侄壓快速鉆進(jìn)，暫適當(dāng)擴(kuò)孔，每告小時(shí)進(jìn)尺睬60cm誕。4.5清孔魂清孔方法是根勢(shì)據(jù)鉆孔方法、究機(jī)具設(shè)備和土厭質(zhì)情況確定的服。泛2霞#店墩樁基采用換斤漿法清孔，由釀?dòng)诳咨?、拆除夾鉆桿和鉆頭、核下放鋼筋籠及究下導(dǎo)管時(shí)間長(zhǎng)寇，泥漿含砂率捏較大，孔內(nèi)沉扁淀增加，要進(jìn)恩行二次清孔。使第一次清孔是成在終孔后，?；闹惯M(jìn)尺，稍提橫鉆錐離孔釋底床1挺0筆～園20c蜻m居空轉(zhuǎn)，并保持櫻泥漿正常循環(huán)攀，以中速壓入超相對(duì)密度青為份1.0槐3麻～斗1.1制0蒼的較純泥漿，赤把孔內(nèi)懸浮鉆鉆渣較多的泥漿企排除。由么于折2映#鐘墩樁基地質(zhì)特戲點(diǎn)，鉆孔過程赤中，泥漿含砂腰率高硬達(dá)墾8部%待，為了減輕第泉二次清孔壓力盆，又避免發(fā)生演泥漿指標(biāo)過低桐導(dǎo)致塌孔，規(guī)往定第一次清孔悔達(dá)到泥漿指標(biāo)呼：相對(duì)密峰度韻1.丟2淚、粘度大伯于飾18般s廈、含砂率小脈于站4典%他；第二次清孔曠在拆除鉆桿和跳鉆頭、下放完疲鋼筋籠并下完靠導(dǎo)管后進(jìn)行，像上述三個(gè)環(huán)節(jié)淺耗涌時(shí)主1贈(zèng)6騙小時(shí)，并且刮傅掉孔壁部分泥熱皮，使孔底沉明淀砂和大量的告浮漿，所以第伐二次清孔主要賽清除孔底沉淀蕉和浮漿，達(dá)到佳以下指標(biāo)要求偵：相對(duì)密性度柱1.1顯0白～圍1.1芝5溪、粘射度協(xié)1速7壯～巧20野s幟、含砂率殿＜慈4案%撓、沉淀厚度＜枯20cm納，第二次清孔蝶在灌注混凝土紫的導(dǎo)管上端連矛接特制彎管并濕與泥漿泵連通桶形成泥漿循環(huán)劃系統(tǒng)進(jìn)行。商4.6污態(tài)鋼筋籠制作、卡下放壽2撞#暴墩樁基鋼筋籠席長(zhǎng)醋92m讓，采用加勁筋歇成型法制作鋼顛筋籠，鋼筋骨影架的保護(hù)層用回綁扎混凝土預(yù)咬制塊設(shè)置。由蒜于鋼筋籠很長(zhǎng)衰，為節(jié)省鋼筋型籠下放入孔時(shí)架間，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)櫻起吊設(shè)備能力騙，將鋼筋籠做冰成每節(jié)恐18m起，單根鋼筋籠澡共哪6禽節(jié)。起吊及下航放鋼筋籠利強(qiáng)用覽35做T玉汽車吊主副鉤夜配合進(jìn)行四點(diǎn)異起吊、懸空轉(zhuǎn)反換成豎直狀態(tài)哥后下放入孔，融單根鋼筋籠下懂放并固定耗販時(shí)緊8燭小時(shí)。叢4.7魔拖灌注水下混凝棍土吩基樁鉆孔至設(shè)收計(jì)標(biāo)高，驗(yàn)收畝后進(jìn)行第一次跪清孔，然后拆屑鉆桿和提鉆頭違、下放鋼筋籠跡、下導(dǎo)管，再造進(jìn)行第二次清宅孔，達(dá)到要求弦后即可進(jìn)行水盯下混凝土灌注韻工作。灌注水漢下混凝土采取圣直升導(dǎo)管法，茅灌注時(shí)，混凝貌土拌合物是通幣過導(dǎo)管下口進(jìn)聾入到初期灌注傻的混凝土（作個(gè)為隔水層）下博面、頂著初期逃灌注的混凝土督及其上面的泥竄漿上升。為使豎灌注工作順利盆進(jìn)行，應(yīng)盡量冠縮短灌注時(shí)間儲(chǔ)，堅(jiān)持連續(xù)作妥業(yè)，使灌注工英作在首批混凝燒土初凝以前的銜時(shí)間內(nèi)完成。芝由恭導(dǎo)管福導(dǎo)管為鋼板卷亂制焊接管，接慚頭為螺旋絲扣熊型，導(dǎo)管內(nèi)述徑牧Ф立=孕300mm域、籃δ紐=堡6mm企，容許承受的塊最大內(nèi)壓力為張：尾[P]=2悔·塵δ聲·罵[婦σ新]約/巷Ф庫(kù)·K統(tǒng)=2×6×較140/30滋0×1.5=林3.7MPa式中：批[機(jī)σ賭]度—婚A街3郊鋼材容許軸向績(jī)應(yīng)力，鼻取安140MP秀a陵；顛

K宜威—挽安全系數(shù)，狂取禽1.擁5共；辭掠介δ滲—灌導(dǎo)管壁厚；哀獄叮Ф業(yè)—烤導(dǎo)管內(nèi)徑。叨導(dǎo)管可能承受畢的最大內(nèi)壓力辨為：親

P叫=r墓c糠·h弓c吸-r出w參·H險(xiǎn)w脹拖=1342.灘5KPa=1具.34MP穗a堪＜炒[P]=3.瘦7MPa

式中：敘P技—算導(dǎo)管可能受到艷的最大壓力息（詢KP歇a欲）；亞

r糟c猾—干混凝土拌合物男的重度（旋取抽24KN/m奴3斤）；蟻h鼠c綁—盼導(dǎo)管內(nèi)混凝土繪柱最大高度鞏（嶄m廉），以導(dǎo)管全哲長(zhǎng)計(jì)；輝r掃w繩—色孔內(nèi)泥漿的重災(zāi)度慈（裳KN/m旁3箏）；顛H畜w溜—很孔內(nèi)泥漿的深糟度砌（假m寧）。膏導(dǎo)管使用前應(yīng)刪進(jìn)行水密承壓斬試驗(yàn)，進(jìn)行水惱密試驗(yàn)的水壓跟力為：捕P尼w另=K·r族w楚·H卷w自（見《公路橋伴涵施工技術(shù)規(guī)犧范億》葵JTJ041蒙-200惹0耽）運(yùn)

=1執(zhí).3×11.邀5×100.早5=15循02KPa吃=1.5校MPa恢式中叉：致P配w品—程水密試驗(yàn)水壓脅力核（諸KP谷a偷）；楚剛行K怨—見安全系數(shù)，當(dāng)取未1.辭3馳；猾r丑w英—京孔內(nèi)泥漿的重譽(yù)度脖（蒙KN/m睜3頌）；異H脈w蓬—盤孔內(nèi)泥漿的深歲度供（店m認(rèn)）。褲鍋換水棍下蜓C2倍5迅混凝土配合比錫經(jīng)過多組試配奸確定為：謙水泥：水：砂畢：石子：粉煤愈灰：減水誤劑誠(chéng)=36懼0甜：倚17善2行：天733.首9女：滿1094.勾1舊：些4祝0拔：遍4.席8馳，塌落度任為訂18行0般～惱220mm堪，初凝時(shí)錄間蟻1顫0推～滴14沿h己。砂為中砂，桂粗骨料低為饞5磨～雞31民.5mm赴卵碎石，外加律劑為高效緩凝芬減水劑。途貿(mào)估首批混凝土數(shù)主量幼按《公路橋涵剃施工技術(shù)規(guī)范關(guān)》映JTJ041織-200臂0肚要求，首批灌鋤注混凝土的數(shù)靈量應(yīng)能滿足導(dǎo)扒管埋置深度然（瓦≥折1.0m坐）和填充導(dǎo)管程底部的需要，巖所需混凝土數(shù)者量計(jì)算如下：膠V呈≥符π匹（裳H鋤1桐＋洽H巖2鄉(xiāng)）全D俯2進(jìn)/暫4鳳＋鏈π浙h善1宴d沸2兔/4鳥=階7.8m重3喘，崇式中領(lǐng)：造V懸—左灌注首批混凝霞土所需數(shù)量績(jī)（括m稅3爛）；嬸D柔—展樁孔直徑跌（攝m登）；狂H漆1分—悄樁孔底至導(dǎo)管怕底端間距，取億0.4m蝦；鉤H沈2戰(zhàn)—挑導(dǎo)管初次埋置狠深度，取并1.0m掘；警d吉—獵導(dǎo)管內(nèi)徑厚（榨m翅）；脆h啞1挽—屠樁孔內(nèi)混凝土舉達(dá)到埋置深殊度文H覺2申時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混敞凝土柱平衡導(dǎo)網(wǎng)管外泥漿壓力咳所需的高度伍（忠m執(zhí)）影，盜h魯1座=H泥w厘·r誦w志/r車c氧；費(fèi)H去w脅—豪孔內(nèi)泥漿的深考度勵(lì)（拆m麗）；尾r癥w導(dǎo)—碑孔內(nèi)泥漿重度逼（揮KN/m帆3泰）；析r鎖c駁—叼拌和物重度周（蘆KN/m醉3挪）。僚經(jīng)計(jì)算，首批竊混凝土方量應(yīng)央大于妻7.8m鑄3白