永武高速公路深水桥桩基础施工技术探讨

1、永武高速公路深水桥桩基础施工技术探讨摘   要结合江西省永武高速公路A7 合同段南山一桥桩基施工特点,介绍深水桥梁在易塌孔地区钻孔深水桩基施工工艺流程及正循环在狭小的水上施工平台泥浆循环系统布置以及已塌孔桩基施工处理措施。关键词深水桩基;塌孔 ;施工技术中图分类号U4 文献标识码A 文章编号1673-9671-(2010)101-0071-01江西省永武高速公路A7 合同段共设计有5 座桥梁 ,其中南山一桥与南山二桥属于深水桩基础桥梁;特别是南山一桥从 2#20#墩位于水中 ,最深水深达到 22 米,最长桩长 45m。这里主要就南山一桥水中墩桩基施工进行探讨。南山一桥位于江

2、西省武宁县官莲乡,跨越柘林湖尾部,采用24 孔40 米先简支后连续预应力砼T 梁。全桥桩基100 根,其中桩径2.2m的40 根、桩径2.0m的60 根 ,全部为嵌岩桩。1 深水桩基施工工艺流程深水桩基施工工艺流程如图 1。图 1 深水桩基施工工艺流程2 正循环泥浆系统布置泥浆正循环是一种常见且成熟的工艺。泥浆是钻孔施工中最主要的一环。根据现场实际情况,采用塑性指标 >25、粒径小于 5mm 、粘粒含量 >50%总量的粘土制备泥浆。但本桥水中墩桩基施工场地为与钢栈桥连体的钻孔钢平台 ,场地狭小 ,泥浆池很小 ,只能起到泥浆临时储备作用,因此在循环系统里加入滤网、滤砂器代替沉淀池的作

3、用。由于泥浆池很小 ,冲渣会导致泥浆损失。因此减少冲渣次数,钻到设计高程前只安放滤网排除大颗粒石渣,可有效降低泥浆损耗。清孔时用振动滤网先滤掉石渣和大颗粒砂,然后再用滤砂器滤砂 ,把含砂率降至规范要求后,安放钢筋笼 ,二次清孔时再把泥浆比重降至规范要求。采用此工艺在水上钻孔平台施工,泥浆循环系统布置比较特殊。1)泥浆池采用废弃的钢护筒制作,高度 1m 以上 ,泥浆量满足循环需要。 2)在护筒边开溢流口,让泥浆自流到泥浆池。3)自流到泥浆池的泥浆经过振动滤网,滤去石渣和大颗粒砂。4)泥浆管随钻头下到孔底1m 2m 处 ,带动石渣排出孔外。5)当泥浆池内泥浆数量减少时,在基本不改变泥浆指标的情况下

4、,可缓慢加适量清水 ,满足循环。 6) 滤去石渣后 ,接上滤砂器。 3 塌孔桩孔施工处理措施由于南山一桥所处柘林湖为上世纪70 年代在修河中游筑坝蓄水而成,且当地地表多不规则孤石,桥址位于多个山脊山谷交会范围,故钢护筒无法沉入强分化岩层,护筒底口常常是部分被孤石顶托,余部成为穿孔隐患缺口,致使桩基施工过程中多次出现钢护筒下沉、漏浆、塌孔的情况 ,加大桩基施工的难度。全桥76 根水中墩桩基共有30 根出现上述情况。该桥 14-1#桩基处理最为复杂,这里以该桩为例说明已塌孔桩基施工处理过程及相关措施。14-1#桩基设计桩径2.2m,桩顶标高 63.0m、桩底标高25.0m;桩基开钻 ,采用冲击反循

5、环施工工艺。 钢护筒直径 2.4m, 埋设至底标高 40.0m。在桩基施工至标高 39.0m 时 ,发生塌孔立即跟进护筒至底标高 36.0m,但在后续施工中仍然多次发生塌孔 ,累计经过 3 次跟进 ,护筒底标高最终至 31.0m。终孔后采用泵吸法清孔 ,此间塌孔仍不停发生 ,并引起钻孔平台下承钢管桩中两根掉落湖中。 清孔完成后及时下放钢筋笼 ,再次检测发现孔内存在 20cm 厚的沉渣。 在二次清孔中 ,发现边清边塌 , 孔内塌方最多时达到 7m3。为了保证灌桩质量以及浇筑混凝土过程中孔壁稳定 ,不得已拆除钢筋笼。 通过多次派遣潜水员对护筒底口和孔内情况进行探摸 ,了解到护筒底口区只有 1/3

6、范围与岩层接触 ,其余部分均悬空 ,悬空高度最大达到 80cm。由于护筒底口卷边 ,两根平台钢管桩掉落以及现场设备原因致使无法再次跟进护筒。根据上述情况 ,施工技术人员召开方案讨论会 ,14-1#桩基采用以下处理方案如图 2:图 2 桩基处理示意图1)安排潜水员对孔内与孔外地质情况进行探摸,根据探摸情况 ,首先确定采用在护筒外用砂袋将塌方区进行填埋、孔内下放直径2.3m 的内护筒 ,内护筒与孔壁岩层或外护筒之间的细缝采用小砂浆袋堵塞、最后清孔。2)潜水员下水将护筒底口卷边区割除。3)下放直径 2.3m、长度 1.5m 的内护筒 ,由潜水员在孔内对其进行导向、定位 ,保证与孔壁之间缝隙小于5cm

7、。 4)采用小砂浆袋堵塞内护筒与孔壁或外护筒之间的缝隙。5)等砂浆龄期到达 2 天后 ,准备安装钻机 ,但发现钻机无法安装到位 ,最后采用二次清孔的方式清孔。 6) 安装导管 ,采用泵吸法 ,用 25t 汽车吊来回晃动导管。 7)在清孔过程中发现仍然存在塌孔 ,并且在泵管口发现砂浆袋。 8)立即停止清孔 ,派遣潜水员再次探摸 ;发现内护筒与孔壁之间小砂浆袋大部分掉入孔底 ,孔壁塌孔在继续。 9)采用水下割除 ,将原 2.3m 的内护筒取出。 10)重新下放直径 2.2m 的内护筒 ,护筒长度 3m,潜水员在孔内对其进行导向 ,定位 ,保证与孔壁之间缝隙小于 2cm。11)采用小砂浆袋堵塞内护筒与护筒之间的缝。 12)安装导管 ,采用泵吸法 ,用 25t 汽车吊来回扰动导管。 13)对孔底沉渣进行检测,发现孔底有沉淀。 14)派遣潜水员将孔底剩余的钻渣清理干净。处理完成后及时安装钢筋笼、浇注水下混凝土。经过桩检,此桩为 I 类桩 ,