桥梁大孔径桩基施工技术探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 桥梁大孔径桩基施工技术探讨 摘要：本文结合工程实际，对桥 梁大孔径钻孔灌注桩施工技术作一些探 讨。 中国论文网 /2/view-12903292.htm 关键词：桥梁大孔径钻孔灌注桩 施工技术 Abstract: combined with the engineering practice, the bridge of large diameter bored pile construction technology for some discussion. Keywords: bridge large diameter bored pile construction technology 中图分类号：TU74 文献标识码： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 A 文章编号： 随着我国国民经济的发展，许多 水上大型桥梁工程得以兴建，而目前大 部分桥梁工程均采用钻孔灌注桩形式， 钻孔桩也向着大孔径方向发展。本文结 合工程实际，对桥梁大孔径钻孔灌注桩 施工技术作一些探讨。 一、工程概况 广西某高速公路大桥 2、3、4 号 墩柱桩基础为 250cm 直径、设计桩长均 为 15m 的水下钻孔灌注桩，桩位处于河 道中，水流湍急。工程地质勘察报告确 定覆盖层为第四系冲积第一小层卵石 alQ1，卵石呈亚圆形，混较多砾、粗砂， 层厚 6.5-7.0m，结构中密；基岩为泥岩 及泥灰岩。根据现场地形特点，可以预 测经过反复冲积形成的砂卵覆盖层内含 有局部流砂、突石、孤石甚至大孤石层。 二、施工工艺的选择 大孔径钻孔灌注桩施工过程中， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 孔壁受挤压力作用产生径向位移，当孔 壁土质松散，孔内液柱压力不足，即会 发生孔壁坍塌。孔壁坍塌在钻进中会造 成扩孔、埋钻事故；在混凝土灌注时会 造成桩身夹心、断桩、颈缩事故。造成 孔壁坍塌的因素主要有：孔壁岩性、钻 孔过程中破坏地层原始应力状态、护壁 泥浆的质量、钻孔工艺的选择等。能否 有效防止孔壁坍塌成为该桥钻孔灌注施 工成败的关键第一步。 1、钻进工艺的选择 针对本桥基桩砂卵石覆盖层厚， 含砂量大，砂砾间的胶结性差，并很可 能存在突石、大孤石的特点，优先选择 了冲击钻机成孔。 现场配置两台 J-80“+”型加重型 冲击钻机，锤重 8 吨，6 翅，直径 2.48m。 钻机冲击成孔过程中，采取、 “多 填粘土，低锤锤击，慢速钻进法”通过 砂卵石覆盖层。没有采取通常的“快速 钻进法”。多填粘土能多造浆，护壁效 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 果好；低锤锤击、慢速钻进加足够的粘 土对挤密、固定孔壁有着显著促进作用。 慢速下钻能避免钻头直接冲击孔壁，慢 速提钻又能避免钻头下部产生较大负压， 形成抽吸力破坏孔壁。 2、施工工艺流程 修筑栈桥平台施工埋设钢护 筒钻机就位钻孔成孔第一次清 孔安装钢筋笼和导管第二次清孔 灌注水下砼。 三、施工技术要点 1、栈桥的修筑 由于在江中修筑桥梁基础，且桥 梁结构较为复杂，线路较长，水中又是 该工程的关键控制工程，因此需要修建 一座栈桥。该栈桥作为施工通道，只能 通过轻型车辆和施工人员。 （1）栈桥钢管桩基础施工。栈 桥位于桥址上游，宽度为 3m，长为 288m。采用 529mm 钢管桩基础，主 梁为 I40a 和 I36a 工字钢，桥面为 8mm 厚钢板，两侧焊护栏加装安全网。在施 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 工时对每根钢管桩进行测量放样，边放 样，边打桩，打桩过程人为控制钢管最 后偏差，保证其误差在20cm 之内。根 据江水文地质资料以及承载力要求，钢 管需伸入卵石土 2m，但在个别地段桩 位周围存在孤石或者桩位下面为裸露岩 石的河床，导致钢管无法下沉至设计桩 位，对于此种情况，本工程对在靠近原 桩位、同排桩进行加密，一般情况所打 钢管桩均能满足要求。 （2）栈桥桥面施工。钢管桩施 工完毕后，需在两钢管桩内侧焊接剪力 板，对角剪力板焊接槽钢作为剪刀撑， 首先在钢管上割槽口，进行 I36a 工字钢 架设，I36a 架设时应注意工字钢与钢管 的连接，用小钢板将工字钢卡住焊接， 然后进行纵向 I40a 工字钢架设，在工字 钢架设时应注意两工字钢的连接焊缝应 错开布置，避免出现在同一截面上，连 接时用 40cm35cm 搭接板两侧焊接， 先将两个工字钢接缝处满焊，随后用钢 板搭接。在架设工字钢时应用水平管将 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 所有的工字钢找平，保证上部水平。在 栈桥施工完成后，在栈桥两侧焊接护栏 和加装安全网。 2、钻孔平台及护筒埋置 （1）钻孔平台。在对图纸上承 台及桩基尺寸分析后，综合钻机尺寸， 在经济实用的前提下，对平台进行施工， 施工时注意：一是钢管桩倾斜率在 1% 以内；二是平台高出最高潮水位至少 2m；三是平台所铺方木要连接紧密，缝 隙不得超过 10cm；四是平台必须平整， 各连接处必须牢固，各钢管桩之间焊接 剪力板，用剪刀撑连接，增强整体性。 （2）钢护筒制作：采用直径为 2.8m 的钢护筒，使用厚 2.5mm 的钢板 卷制焊成，使用 25mm 钢筋，间距 80cm，于护筒外侧设园箍加劲，所加工 的钢护筒要满足施工要求，即护筒直顺， 不变形，护筒须保持一定强度，能满足 护筒在转运，及吊装过程中的变形要求， 其变形量应控制在 5cm 之内。钢护筒在 沉入河床后孔的倾斜度应保证小于 1。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 （3）护筒沉放。沉放时要竖直， 中心位置偏移要满足规范要求，同时护 筒沉放时要综合考虑桩基设计嵌岩要求， ，并根据桩顶标高及晋江水文及地质资 料控制护筒沉放深度；沉放过程当中应 注意钢护筒的变形值，在钢护筒沉放过 程中桩锤避免在同一处将护筒震动，应 及时对称、交替沉放。护筒埋置深度 3.5m。护筒上口高出孔口地面 50cm， 高出孔内静态泥浆面 2m，以保持孔内 足够的水头压力，以静水压维护护壁。 3、钻孔 （1）在平台修建好以后，进行 水中桩基础施工，平台同时可以容纳两 台钻机作业，由于本桥所处地段位饮用 水源地，所以在施工中尽量减少泥浆的 泄漏，主要的办法是把要打的桩基周围 的钢护筒用溜槽连接起来，泥浆在两个 或两个以上护筒之间进行循环；在水上 由于平台尺寸限制，采用泥浆过滤器， 及时用泥浆清运船运至指定地点，在钻 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 孔过程中每次提锤时，应用清水将桩锤 清洗，以免泥浆流落到江中。 在平台桩基础钻进过程当中，一 般都按照陆地上钻孔桩施工进行，但是 由于河床地质复杂，在钻孔过程中会出 现一些新的施工技术难题。比如，在打 桩过程中护筒角泥浆泄露，都采用增加 钢护筒的方法。 （2）在钻进过程中出现在钢护 筒以下的砂层发生坍塌，但孔内泥浆未 发生泄漏，在处理此项问题时，主要采 取以下几点：首先必须使泥浆比重在 1.4 以上（终孔清孔前） ；采取低冲程 慢速冲进，进尺一定要慢，以防止大面 积塌孔而造成更多的泥浆泄漏；在不 漏浆时，塌孔以后也可以加入一定数量 水泥，按正常速度冲进。 在钻孔过程中很容易出现掉锤、 卡锤现象，给施工带来了极大的困难， 为了防止出现这种现象，节省开支，争 取时间，须对桩锤进行防护：在冲锤 底部点焊钢筋箍（至少 25） ，通过判 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 断钢筋箍是否变形可以判断孔壁是否光 滑，及时发现问题并及时解决；为防 止掉锤打捞得困难，在锤的中部还需要 用钢丝绳予以固定，这样一旦掉锤或卡 锤对于打捞与提出有帮助。 在钻孔过程中，应将泥浆比重控 制在 1.25 以上，由于河床以下砂层较厚， 所以泥浆不能太稀而造成塌孔，如果塌 孔可以加入一定量水泥进行护壁。 4、成孔 （1）开孔时位置要准确，在整 个钻孔过程中保证钢丝绳与桩中心重合 （要求每次交接班时对钢丝绳进行对中 校核，误差 2cm） 。 （2）钻进作业要连续进行，钻 孔记录要及时填写（正常钻进时时间间 隔最多不超过 4 小时） ，还要随时控制 泥浆稠度，要注意地层变化，在地层变 化处均要捞取渣样（捞取渣样要求：地 质变化处必须取样；正常钻进每 2m 取 一次。对于嵌岩桩，接近微风化层时每 0.5m 取一次） 。渣样提取后存放在小塑 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 料袋中，并标明取渣时间、标高和渣样 名称，以便查看，判明后记入记录表中 并绘制地质柱状图。 （3）钻孔深度达到设计孔深 后（对于摩檫桩，孔深不得小于设计孔 深；对于嵌岩桩，孔深至少超深设计孔 深 5cm，并要嵌入岩层设计深度） ，采 用检孔器（直径 2m，要求箍筋在外， 竖筋在内，长度大于 8m）对孔深、孔 位进行检查，要求满足以下规范要求： 孔位允许偏差 50mm；孔径不小于设计 值；倾斜度小于 1%，符合要求后方可 成孔。 5、第一次清孔 钻孔至设计高程后将钻头上提， 离孔底 5cm 左右，泥浆泵向孔底射浆， 形成稳流循环清孔。清孔过程中保持泥 浆密度大致稳定，密度降低过多时，马 上投掷粘土块造浆，使泥浆密度保持在 1.311.43103Kg/m3。当泥浆含砂量 小于 3.5%时，可停止一次清孔，保持 泥浆稳流直至二次清孔。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 6、钢筋笼制作与安装 （1）该桥基桩钢筋笼长度 16.7m，钢筋笼采用胎模法施工，实行 整节制作：用钢管拼装成胎模；按设计 尺寸用槽钢卷制成形，要求园顺，以作 支承环。先将主筋按序布置于胎模上， 再将主筋与支承环焊接定位，然后绑扎 箍筋。有利于：胎模法施工克服钢筋 笼直径大，主筋较粗，自重大；钢筋笼 主筋定位困难等因素；整节制作缩短 了钢筋笼的安装时间。 （2）钢筋笼下放前，采用外径 2.40m，长 6.0m 的探孔器过孔，检查 孔桩垂直度，探孔器前端配重物下沉。 （3）钢筋笼吊装过程中注意吊 点位置，防止钢筋笼发生永久变形。起 吊时采用双钩起吊，遵循小钩落，大钩 起，缓慢地将钢筋笼竖立；防止混凝土 浇灌过程中钢筋笼上浮，于孔口处固定 钢筋笼上端。 （4）声测管安装。沿孔内周 （指箍筋）均布四根，下端用铁皮封闭， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 内满注清水，上端高出孔口 30cm，在 浇注过程中声测管上口封闭，以防砼掉 入。 7、二次清孔 下放导管后即开始二次清孔，直 至混凝土浇注前 5min 结束。利用导管， 于导管上端一侧开小口，连接泥浆泵出 浆管，进行“ 翻浆法” 清孔，导管系于钻 机缆绳上，调整钻机缆绳的行程至 8cm 左右，使导管随缆绳上下往复运动。该 桥孔桩钻孔面积大，孔底边缘的沉积泥 浆和钻碴不易清到，导管要四周清扫， 不停移动。 8、水下混凝土灌注 本桥桩基水下混凝土灌注采用隔 水塞式刚性导管法施工。 （1）首批混凝土灌注后，应连 续灌注混凝土，保持导管内砼柱高度， 保证水下灌注砼在一定顶托力作用下形 成连续密实的混凝土。连续灌注过程中， 经常用测锤测量混凝土面的上升高度， 并适时提升、逐级拆卸导管。保持导管 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 最小埋置深度不小于 1.5m（该桥桩径大， 防止混凝土向上翻浆，故而最小埋置深 度取值大于规范值 1.0m） 。使用钻机上 提导管，可满足起吊要求。同时要结合 混凝土浇灌量，观察返水情况，正确分 析和判定孔内混凝土面上升情况。 灌注结束前，导管内混凝土柱长 度相对减小，顶托力减小，而导管外水 泥浆混合物比重却增大。 （2）混凝土采取泵送，电子计 量仪进行骨料称量。混凝土碎石骨料为 粒径 531.5mm 的级配料，中砂细度 模数为 2.80，每方混凝土需 42.5R 水泥 的用量为 385Kg，砂率 43%，混凝土坍 落度 19.0cm。 （3）在施工现场实践中，严格 控制了坍落度 1820cm；在水泥用量 保持不变的前提下，调整砂率至 46%后， 没有出现堵管现象；混