“V型河槽”钻孔灌注桩施工技术探讨

1、“V 型河槽”钻孔灌注桩施工技术探讨摘要：结合东萨洪大桥桩基础的施工，介绍在“V 型河槽”中钻孔灌注桩施工技术，钻孔灌注桩位于陡坡、深水、 急流、水下基岩复杂多变、参差不齐的情况下，成功地完成 钻孔灌注桩的施工总结。关键词： V 型河槽钻孔灌注桩一、前言桥梁工程的基础施工是决定桥梁能否按期完工的关健 工序，尤其是陡坡、深水、急流大直径钻孔灌注桩的施工， 更是桥梁工程施工的重点和难点，笔者参与的东萨洪大桥是 横跨湄公河瀑布所在下游河道的交通桥，大桥桩基位于“ V 型河槽”上、水流湍急、河水较深，对于钻孔灌注桩的施工 具有一定难度，虽然国内有许多施工单位有些成功的施工经 验和方法，但因自然条件、施

2、工机具、技术力量等不同，施 工方法也各异，本桥施工将难度集中汇集于一体，在桥梁工 程桩基施工中具有一定的典型性，现将桩基施工技术作如下 介绍，供同行参考。二、工程概况 东萨洪大桥是横跨湄公河瀑布所在下游河道的交通桥， 大桥全长 344.08m ，预应力砼简支梁桥，主桥墩 2#、3#墩位 于“ V 型河槽”深水中，桩基直径为 2.0 米，其他桥墩位于 浅漫滩河谷中。 以难度最大的 2#墩钻孔桩基施工为例， 枯水 期 2# 墩桩基处河水深 18 米，设计桩基长度为 15 米，桥桩所 在区域为无覆盖层、约 45 度陡坡、河水流速较急，最大流 速度4米/s，水下地质地形条件较为复杂，水下基岩为英安 岩

3、夹砂岩，以微新岩体为主，少量弱风化岩体，极少量强风 化岩体。三、施工方案的确定和技术难度解决 根据本桥的施工特点，为有效解决大桥“ V 型河槽”段 深水、急流、陡坡水上桩基的施工，项目部制定了多种施工 方案进行比选，并组织专家进行论证，最后确定采用以下施 工方案：搭建钢栈桥和水上施工平台；安装内外护筒；冲击 钻机成孔，导管法灌注水下砼等施工技术。1、问题提出 首先考虑在水上如何构建施工平台，根据工地施工条件 所限，采用搭设贝雷栈桥及水上施工平台，因河床无覆盖层 且岩面整体倾斜约 45 度，水下基岩起伏较大，插打钢管桩 入岩难度比较大，需要解决这一技术难题。其次桩基钢护筒 安装是钻孔灌注桩成孔施

4、工的必要和重要的施工工序，钢护 筒作为桩基施工的围护和导向结构，在陆地或浅水中安装钢 护筒，其安装精度容易得到保证，特别在深水急流中安装护 筒受到水流的冲击，安装控制倾斜难度较大，需要解决的又 一技术难题。再次护筒安装完成后，钻孔前必需解决的另一 难题是护筒封底，确保护筒内不漏水是钻孔成功的前提条件， 最后是解决大直径水下灌注桩施工技术问题，因此，为成功 完成“ V 型河槽”钻孔桩的施工，需要解决以上几个问题：2、技术难题分析 水上栈桥及施工平台的搭建，在水中搭建钢栈桥或施工 平台，按常规施工流程顺序为：插打钢管桩、桩顶处理、焊 接连接系、安装主梁、安装分配梁、安装桥面等工序即可。 以上工序中

5、如何插打钢管桩是本桥需要解决的技术难题，湄 公河水较深、河水流速较急，在强大的水流冲击作用下，采 用导向架插打钢管桩是一个悬臂受力体系，钢管桩受力和偏 位难以控制，从而使导向架受力存在安全问题。同样，安装钢护筒亦是一个悬臂受力体系，解决这一受 力问题，采取加大相关结构件强度、刚度的方法可以解决钢 管桩插打问题。但是，对于深水急流安装大直径钢护筒，不 可能无限制加大结构受力体系，在水流的冲击作用下，使用 导向架难以完成钢护筒安装问题。由于水下地形较为复杂，钢护筒封底也将遇到极大挑战， 解决封底问题将为成功钻孔提供保证，从而达到“ V型河槽”段钻孔灌注桩的成功。3、关健技术试验实践成果为解决东萨洪

6、大桥“ V 型河槽”钻孔灌注桩的施工这一 切技术难题，经现场讨论研究试验得出结论，钢栈桥及水上 施工平台插打钢管桩采用多种导向系统，确保每一根钢管桩 准确定位。 同时，为确保栈桥及平台结构安全， 采用增设“锚 固桩”确保钢栈桥及平台安全稳定。外护筒定位采用导向管 代替传统的导向架，达到预期定位效果。钢护筒封底采取实 地测量并绘制水下地形图，运用“钢管排架”自由伸缩，导 向管定向投放水泥砂袋和水泥土配以 “膜袋法” 封底未成功， 最终以“内护筒配膜带”封底试验成功。四、施工工艺及方法1）钢栈桥及平台设计与施工 钢栈桥及施工平台设计考虑到受洪水影响，水上作业平 台承载能力满足 50 吨履带吊在桥上

7、行走，并起吊 30 吨钢结 构要求， 2 台 30 吨砼运输车在钢栈桥上交错行车要求， 参照 业主提供 3 年一遇的洪水位等水文资料，施工平台桥面高程 为 57.1m 。钢栈桥设计为 7米宽，长 24 米，水上作业平台设计平面尺寸为15m x 15m。平台由630 x 10mm钢管桩作桩基础、156a作为主梁、铺321贝雷片、120a作为分配梁，铺8 10mm 的钢作平台面。水上平台基础采用 630 x 10mm钢管桩，钢 管桩间以 20 作为剪刀撑纵横向相连。水上平台施工方法及步骤：A、插打钢管桩将导向架钢管桩测量定位后， 90KW 液压振动打锤夹具 夹紧钢管桩， 50 吨履带吊起吊后， 在

8、全钻仪的引导下对准设 计桩位，开启振动锤进行插打钢管桩。保持钢管桩垂直状态 下，在振锤的激振力作用下振动下落。当桩进入风化岩层， 贯入量小于 5cm/min 时，停止振动。B、桩顶处理每排桩打完后， 按设计要求确定桩顶标高， 对高出标高部分用气焊割除，低于标高的桩按设计长度进行 接长。钢管桩顶找平后，在桩顶加焊700 X 700mm、8 =12mm 钢盖板作为桩帽，钢盖板必须与周边满焊，并保证钢盖板水 平。C、焊接剪刀撑根据设计施工图，在钢管桩身焊接槽 20a 剪刀撑，槽钢 相交位置焊接连接。D、安装主梁桩顶钢盖板焊接完后，将 2I56a 工字钢用履带吊吊放至 钢管桩桩顶，调整水平，与桩顶钢盖

9、板焊接，然后按设计要 求安装贝雷梁并联结。E、安装分配梁横梁安装后，进行分配梁工 20a （间距20cm）安装。要 求与横梁相交部位进行焊接，面板与面板之间焊接连接。F、增设一根锚固桩，加固栈桥平台。2）钢护筒安装钢护筒施工方法及步骤：钢护筒加工制作。钢护筒采用 8 =12mm的Q235钢板 卷制而成，外护筒设计直径为 3.04 米，内护筒设计为 2.2米， 护筒的基本节为 10m/ 节，现场加工运至工地后再次焊接。外护筒采取直径 630mm 导向管准确定位，内护筒采用 导向架，导向架采用 I20a 焊接而成。钢护筒定位安装。钢护筒的安装根据桥位处设计的地 质情况，结合平台钢管桩入河水深度，绘

10、制水下地形及走向，将 护筒底削为与水下地形近似形状，采用导向管定位，准确安 装外护筒。安装护筒时，利用全站仪在平台上精确定出钻孔 桩桩位，以桩位中心为中心，在外护筒内侧安设上下两层导 向架。为保证内护筒垂直度， 在安装过程中， 准确测量定位， 内护筒中心允许偏差为 5cm ，垂直度允许偏差 1%。3）护筒封底 受河水流速及水下地形复杂影响，难以使用潜水员探测 基底，声纳测量误差较大，采取平台钢管桩下设深度测量水 下地形相对比较准确，绘制水下地形图，将护筒削为与水下 地形近似形状，但护筒底与水下地形基岩面接触不紧密，将 会导致孔内泥浆无法悬浮钻碴，达不到钻孔效果，施工进度 缓慢，经现场反复试验，多次研究论证，最终以“内护筒配 膜带”封底取得成功。4）冲击钻机钻孔、水下灌注砼根据水下地质地形情况，水上施工平台的承载力等综合 因素考虑，钻机选用本单位自制的手把钻机，钻机自重满足 平台承载力设计要求，平台布置 2 台手把冲击钻同时施工。 钻进时，由于河床底基岩面无覆盖层，且岩面倾斜，首先往 孔内投入适量粘土，用钻头以小冲程反复冲击造浆，将钻碴 悬浮，气举反循环清孔。灌注桩身砼需要注意几个问题，灌注属于大体积砼，需 要严格控制施工配合比，严格控制浇筑时间、灌注技术、导 管埋深等。五、结论 随着桥梁建设的不断发展，桥梁施工技术不断创新，水 下