帕克西大桥下部结构施工-钻孔桩篇

1、2022-3-51孟加拉帕克西大桥下部结构施工钻孔桩篇中铁大桥工程局集团公司孟加拉帕克西桥项目经理部2022-3-52帕克西桥钻孔桩施工的特点n孟加拉帕克西（PAKSEY）桥跨越恒河，是一座公路桥，全桥长度1786m，桥跨结构分为17孔：71.75m+109.5m15孔+71.75m，共有16个桥墩，2个桥台。n桥址处地质条件为粉、细、中、粗砂层及少量砂砾层。枯水期的最大水深23m，洪水期的最大流速4.8m/s，流量75800m3。 n桥梁基础为混凝土钻孔灌注桩，全桥共68根。其中东、西桥台每台为2根2.5m钻孔桩，桩距8m，桩顶标高+13.42m，桩底标高-55.0m，桩长68.42m；P1

2、P16墩每墩为4根3.0m钻孔桩，横桥向桩距10.0m，顺桥向桩距9.0m，桩顶标高+2.0m，桩底标高-89.0m，桩长91.0m。考虑到雨季时河床冲刷严重，钻孔桩上部有钢护筒，桥台桩钢护筒设计为直径2.5m，桥墩桩钢护筒设计为直径3.0m。以桥墩桩为例，护筒顶面标高+2.0m，护筒底面标高-50.0m，护筒长52m。从标高-50.0m -89.0m为泥浆护壁钻孔成桩。2022-3-53钻孔桩钢护筒的制造和施工n钢护筒在工地的钢结构车间内制造，材质标准为AASHTO M270 (ASTM A709) Grade 50，板厚分别为20mm和25mm。为减少现场焊接工作量和便于运输，在车间内将钢

3、护筒分别拼焊成33m长（东岸滩地墩用）和15m长（水中墩用）出厂，在现场焊接接高后放入预钻好的孔中。2022-3-54n钢板焰割下料2022-3-55n卷制护筒2022-3-56n在旋转台架上焊环向接缝2022-3-57n拼焊成护筒成品2022-3-58n接成长度为33.8m的钢护筒2022-3-59n钢护筒出厂运往工地2022-3-510钻孔桩钢筋笼的制造与安装n桥墩桩钢筋笼全长为94m，重达150t（包括声测管和压浆管）。其特点是主筋粗、强度高、分布密、管路多。 n钻孔桩钢筋笼主筋36mm，箍筋20mm；钢筋材质标准为AASHTO M31（ASTM A615）Grade 60；屈服强度42

4、25kg/cm2；极限强度6330kg/cm2。部分截面为双层钢筋笼，并且主筋为两根一束，径向4层布置，同一截面主筋多达240根。n合同技术规程中要求对钻孔桩的完整性和混凝土的质量进行超声波检测，因此在钢筋笼内侧圆周向均匀通长了布置6根声测管、12根压浆管，在钢筋笼的底部设有压浆喷口。2022-3-511n钢筋笼在长线台座上分成四节制造。由于钢筋密、重量大，钢筋笼内每隔2.5m设一只加劲环，以使钢筋笼在制造和起吊时有足够的刚度。主筋的搭接处采用U形螺栓卡具进行连接。n由于设计中要求在钻孔桩施工结束后进行桩底压浆以提高单桩承载力，因此安装钢筋笼时要求其底部尽可能贴近孔底，以便于进行压浆。为此在钢

5、筋笼底部安装有触底指示灯开关。n由于钢筋笼钢筋密、重量大，为便于在孔口拼接，特别设计制造了一套钢筋笼悬挂固定系统，包括卡具和悬吊钢筒。2022-3-512n东岸钢筋笼制造场2022-3-513n在钢筋笼制造胎模上安放钢筋2022-3-514n安装钢筋笼加劲环2022-3-515n安装内层主筋2022-3-516n在主筋搭接处使用U形螺栓卡具连接2022-3-517n安装并固定外层箍筋2022-3-518n钻孔桩钢筋笼双层双根钢筋布置区段2022-3-519n钻孔桩钢筋笼的底部2022-3-520n安装在钢筋笼底部的触底开关2022-3-521n钻孔桩钢筋笼顶部钢筋布置2022-3-522n钢筋

6、笼吊离制造胎模2022-3-523n钻孔桩最大的一节钢筋笼（长35m，重77t）装上轨道运输车送往墩位2022-3-524钻孔及灌注混凝土施工n由于桥址处的地质为砂质土，基础为特大超长钻孔桩，为避免施工时间过长孔壁土壤被泥浆浸泡松软，以及泥浆中的固体颗粒粘附在孔壁上形成过厚的泥壁削弱桩身摩阻力，以及减少孔底沉碴厚度，使其桩端承载力能够正常发挥，帕克西桥的合同技术规程中要求钻孔桩施工必须保持连续性，尽量缩短成孔后孔壁浸泡在泥浆中的时间，以减少泥壁厚度，保证钻孔桩的设计承载力。n基于上述理由，合同技术规程对钻孔桩施工提出了非常严格的时间限制：（1）从永久钢护筒底口钻孔开始至混凝土填充至永久钢护筒底

7、口不得超过36小时。（2）从钻孔至距桩底1.5m开始至填充混凝土覆盖此1.5m的时间不得超过12小时。（3）桩身混凝土灌注时间不得超过6小时。 2022-3-525n合同技术规程对时间的限制十分苛刻，甚至超过了美国AASHTO规范的要求，这对施工方案提出了极高的要求。其施工难点如下：n由于钢护筒底口距钻孔施工平台有近60m深，钢护筒底口至桩底还有39m，从开始护筒底口以下钻孔到灌注混凝土覆盖至护筒底口的所有施工工序要求在36小时之内完成，这比在36小时内完成一根直径3米、39米长的钻孔桩的难度还要大。n距桩底1.5m的限制时间中的工作内容有：钻孔1.5m深、换浆清孔、拆除长约100m的钻杆并移

8、开钻机、成孔质量检查及沉碴厚度检查、安装钢筋笼、安装混凝土导管及灌注平台、混凝土储料及灌注。这些工作都要求在12小时之内完成。 n一根钻孔桩混凝土量约650m3，要求在6小时之内完成，则灌注速度要求在110m3/h以上。2022-3-526n为满足对施工时间的限制，要求91m长的钢筋笼分二节安装。这对吊装钢筋笼的起重设备的能力提出了极高的要求。n经过试桩施工实践取得了经验并与监理工程师进行了技术交流，桥墩桩采用先在临时钢护筒内预钻孔，再安装永久钢护筒，然后在护筒底口以下钻孔和灌注混凝土成桩的施工工艺，施工时间按72.5小时计，钢筋笼分四节安装。n根据试桩中发现由于水下混凝土在桩身顶部双层钢筋笼

9、范围内流动不畅造成该处钢筋笼与钢护筒之间发生混凝土夹杂、骨料离析等质量问题，施工中钻孔桩顶部8m高的双层钢筋笼范围内不灌注水下混凝土，而采用清除桩头浮浆和软弱层后在空气中灌注混凝土并辅以振捣的施工方法，以保证桩身混凝土的质量。2022-3-527n测量定位后安装临时钢护筒2022-3-528n预钻孔准备安装钢护筒2022-3-529n安装钢护筒入孔（用450t履带吊机）2022-3-530n安装钢护筒入孔（用165t龙门吊机）2022-3-531n现场焊接接高钢护筒（东岸滩地墩）2022-3-532n现场焊接接高钢护筒（水中墩）2022-3-533n用APE-400型振动打桩锤将钢护筒下沉至设

10、计标高（东岸滩地墩）2022-3-534n用APE400型振动打桩锤将钢护筒下沉至设计标高（水中墩）2022-3-535n永久钢护筒底口以下钻孔施工（KPG-3000型钻机）2022-3-536n永久钢护筒底口以下钻孔施工（ZSD-300型钻机）2022-3-537n水中墩施工平台及钻机、泥浆分离器和空气压缩机2022-3-538nZX-500型泥浆分离器正在工作2022-3-539n钻孔结束后移除钻具和钻机2022-3-540n钻孔桩成孔检测2022-3-541n用三台吊机竖起钢筋笼2022-3-542n东岸滩地墩用450t履带吊机拼接钻孔桩第二节钢筋笼2022-3-543n水中墩用165t

11、浮吊安装钻孔桩第二节钢筋笼2022-3-544n用双层工作平台拼接水中墩钻孔桩钢筋笼2022-3-545n用双层作业平台拼接滩地墩钻孔桩钢筋笼2022-3-546n安装钢筋笼顶部的悬挂装置2022-3-547n灌注钻孔桩水下混凝土2022-3-548n清除桩头浮浆及软弱混凝土2022-3-549n钻孔桩桩底压浆管初裂2022-3-550n钻孔桩桩底压浆2022-3-551n桩身混凝土完整性超声波检测2022-3-552n干灌桩身顶部双层钢筋笼范围内的混凝土2022-3-553钻孔桩的混凝土生产n由于设计中钻孔桩钢筋笼钢筋布置密集，部分节段为双层双筋布置，主筋间的最小净距为81.2mm，不满足美国AASHTO规范的要求（T36双根成束布置时，净距应为101.8mm）。这对混凝土的骨料粒径控制、流动度、灌注强度等提出了很高的要求。n钻孔桩采用C38混凝土，骨料最大粒径为20mm。为改善混凝土的流动性，合同技术规程中要求延时12小时后（灌注水下混凝土的全过程）坍落度不得小于100mm，为此，混凝土出搅拌机时的坍落度要达到215240mm。 n为了保证混凝土的灌注质量，施工中对骨料粒径、混凝土流动度等按合同技术规程的要求进行了严格的控制。 2222022-3-554n东西两岸混凝土工厂的设计生产能力均为140m3/小时。灌注钻孔桩水下