马宁特大桥深水钻孔灌注桩施工技术的探讨

1、马宁特大桥深水钻孔灌注桩施工技术的探讨1 工程概况马宁特大桥是佛山市北至均安大路主干线高赞至均安南沙段二标关键控制工程项目，为佛山市干线大路网中计划纵五大路主干线的一部分。全长1707米，桥梁下部结构为钻孔灌注桩基础、高桩承台、空心薄壁墩，上部结构及跨径组合为：1630m简支转继续小箱梁350m现浇继续箱梁（76213076）m续刚构350m现浇继续箱梁1730m简支转继续小箱梁。主桥上跨容桂运河，为广东省一级通航航道，桥位处水面宽约400m，水深10m23m，三个主墩20#、21#、22#均为20m左右的深水桩基。主桥主墩左右幅分开设置，每幅墩布置有6根D220钻孔灌注桩，桩顶标高0.2m、

2、桩长45m47m，为嵌岩桩，桩底嵌入微风化岩不小于5m。2 施工方案及工艺研究主墩水中桩基实行在墩位处搭建钢平台的方式施工，根据栈桥及平台设计图，于墩位处搭建平台，将20#墩平台与北岸相联、将21#、22#墩平台与南岸相联，预留20#至21#墩间运河通航，每个平台上布置23台冲孔桩机举行钻孔桩施工，钢筋笼在岸上集中制作、用驳船运至桩位处、用50吨浮吊起吊安装。钻孔灌注桩施工流程如图1所示。2.1 施工场地打算施工前应将场地平整好，以便安装钻机举行钻孔。在场地平整好后，根据设计图纸利用全站仪测放各钻孔灌注桩桩孔位置，并在桩周设置护桩。2.2 钢护筒定位沉放2.2.1 施工流程平台搭建后，于平台上

3、加工制作钢护筒定位导向架，用50吨浮吊起吊钢护筒置于导向架内，用振动锤振动下沉。2.1.2 振动锤抉择按激振力(P)大于土的动摩阻力(R)减去钢护筒与振动锤自重(G)的和举行计算分析（即PR-G），决定抉择BDH-25型振动锤。2.2.3 导向架制作与安装导向架上下层导向之间的间距不小于5m，具有足够的刚度，在测量人员的指挥下，将导向架安装在平台上，并以电焊固定。2.2.4 钢护筒下沉钢护筒全长35m，于岸滩加工，上船运至桩位处，以50吨浮吊起吊送入导向架内，使其自由下沉，起吊船脱钩，起吊船吊起振动锤至钢护顶口，校正钢护平面位置和垂直度符合要求后起振下沉。钢护筒下沉至上层导向口时停振，拆除上层

4、导向口，再次振动下沉至下层导向口，拆除导向架，连续振动下沉直至设计标高处，并再次测量复核护筒位置。2.3 钻孔灌注桩成孔2.3.1 钻机选型因为钢护筒入河床深度达14m，可有效抵挡钢护筒处局部冲刷，且入粘土层有1m，做好冲孔时泥浆制备与循环，可保证护筒底不至塌孔。按照在珠三角地区钻孔灌注桩施工阅历，抉择冲击成孔钻机举行桩基施工。2.3.2 钻孔编号与施工挨次 各墩桩基编号详如图2所示，每墩布置3台冲孔钻机，按先左幅后右幅举行施工，各墩单幅桩基施工时，首轮三台桩机分离对Z20-1、Z20-4、Z20-5三根桩举行施工，而后再对Z20-2、Z20-3、Z20-6桩 基举行施工，其它各幅桩基施工挨次

5、同此举行。2.3.3 泥浆制备及循环钻孔施工前首先在泥浆船上采用泥浆搅拌机搅拌膨润土泥浆,泥浆纯搅拌时光不得少于3分钟,新制泥浆经膨化24小时后方可使用,达到要求的泥浆利用3PNL泵泵送至钢护筒内,当钢护筒内泥浆性能满意施工要求后即可开孔冲进。选用膨润土、凝聚剂、降失水增粘剂和聚丙烯酰氨等制浆材料制备符合表1所要求。采用泥浆净化器举行除渣处理后的泥浆,满意指标要求的可举行重复利用,经多次重复使用的泥浆,倘若指标降低,应实行措施举行调节,严峻超标的应废弃更换。举行泥浆消耗量统计,测试出单根桩和每立方米成孔工程量的泥浆消耗量,以便更精确的为钻孔施工打算泥浆。以邻近钢护筒作泥浆池，将待钻孔钢护筒与相

6、邻钢护筒通过钢板制作的流槽相连，在作泥浆池的钢护筒内安装泥浆泵，将泥浆抽入待钻孔钢护筒内，钻孔内的泥浆经流槽流入相邻钢护筒内如此形成泥浆循环。在泥浆流槽处安置存渣平台，冲孔举行中，安顿专人在泥浆流槽内捞取钻渣，将钻渣存在平台上，待到一定量时再转入泥浆船上，从各孔内钻出来的钻渣务必经运送船运到指定地点处理。2.3.4 钻机安装、调试及移位钻机经船泊运至桩位处，用浮吊起吊安置在钢平台上，经测量、对中、调平后，将钻机固定在平台上。在平台上放出桩中心护桩，钻孔过程中，每间隔一定时光要举行校核，发觉偏位立刻订正。2.3.5 钻进成孔主墩桩基处，表层河床均为砂层，钻进前须在钢护筒内注满符合指标的泥浆，以小

7、冲程冲进，随着进尺不断检查泥浆指标，当泥浆指标不符合要求时，要准时调节。当钻进在钢护筒内举行时，要常常校正钢丝绳中心与桩中心偏差，准时订正，防止冲锤碰撞钢护筒。冲孔中要留意渣样的捞取，一般地质每进尺一米要取一次渣样留存，在进入不同地层交界处附近时要加大取样频率，通过渣样与地质勘探资料比对，绘制实际地质柱状图。尤其要加强临近进入弱风化或微风化岩时的取样工作，一旦进入弱风化或微风化岩，要准时通知监理工程师现场核实，并报设计单位，以共同决定桩基入岩深度，为下一步终孔供应依据。2.3.6 清孔孔深达到设计标高，孔径、竖直度符合设计及技术规范要求。终孔后立刻举行清孔，清孔时以低稠度泥浆渐渐替换孔内泥浆，

8、同时使用滤砂器，并以人工协作清除泥浆内岩渣，并确保清孔后泥浆性能符合表2。2.4 钢筋笼制作与安装主墩各桩基单根钢筋笼总重25吨左右，钢筋笼主筋由80根HRB40028mm钢筋构成，并且每二根沿纵向间隔180cm点焊成一束。钢筋笼螺旋筋为HRB40012mm。主筋可采用搭接焊、绑条焊、直螺纹衔接、机械衔接，但不论采用哪种方式都要符合技术规范要求。每个断面的接头数量不大于50%，相邻断面间距不小于150cm，在钢筋笼主筋数量发生转变的断面上下各150cm范围内避开消失接头。钢筋笼经船运至孔位处，用浮吊起吊，按从底节到顶节的挨次逐一接长，在钢护筒两侧堆码砂包，砂包高出护筒10cm，砂包顶横置一条2

9、8号槽钢，先将底节钢筋笼放入孔内，用两根钢扁担将底节钢筋笼搁置在槽钢上，再吊起上一节钢筋笼，缓慢下放并通过人工转动使之与孔内钢筋笼主筋对齐，然后逐一衔接，衔接完成后连同底节钢筋笼吊起，取出钢扁担，将钢筋笼下放，如上法衔接各节钢筋笼。钢筋笼是悬吊在孔内，钢筋笼底距孔底20cm，为保证钢筋笼在孔内居中，除在钢筋笼四周安装有定位钢筋外，在钢筋笼顶部加筋箍周围对称焊8根28mm钢筋，使之支撑在钢护筒壁上。2.5 水下混凝土施工2.5.1 灌注混凝土水下混凝土灌注是钻孔灌注桩的主要工序，也是影响桩身质量的关键，要通过试配决定满意强度、和易性、流淌性及胶凝等要求的混凝土协作比,灌注前要认真测量沉渣，惟独沉

10、渣厚度满意设计及规范要求时，才干举行灌注施工。 导管采用壁厚12mm、内径280mm的无缝钢管，螺纹衔接，且导管须经水密实验验证不漏水，考虑扩孔因素，主墩单根钻孔灌注桩混凝土方量约200m3，采用泵送混凝土灌注，预计灌注时光7小时。经计算首盘混凝土方量10m3，为避开首盘混凝土灌注时孔内泥浆上涌，污染江水，灌注前将孔内泥将抽出15m3左右。采用剪球法灌注水下混凝土，用双层编织袋包裹混凝土、用8mm铁丝捆绑结实，成圆球形，外径比导管内径略小，空隙用编织袋阻塞，阻水球安置在导管口下30cm左右，铁丝绑扎在上方吊钩上，与导管口同轴。利用冲孔桩机卷杨机提起灌浆斗，将灌浆斗与导管相连，连同灌浆斗与导管一

11、起放入孔内，确认导管底接触孔底，做好标记，再将导管提高40cm，拉紧卷杨机手刹。将储料斗安置在灌浆斗一侧，出料口对准灌浆斗，先将混凝土注满储料斗，再注满灌浆斗，用钢丝钳剪断阻水球铁丝，待灌浆斗内混凝土面下降1/3时打开储料斗出料口闸门，使储料斗内混凝土迅速流入灌浆斗内，并继续不间断地灌入孔内。灌注过程中，导管埋深不大于6m，每次拆管后导管埋深不小于3m，以确保导管不至被拔出混凝土面。主墩钻孔灌注桩顶设计标高位于承台底面上20cm，为保证桩顶质量，混凝土灌注高度要高出桩顶设计面不小于150cm。平台上灌注混凝土暗示图如图3所示。2.5.2 水下混凝土灌注过程中应留意的问题（1）混凝土灌注前，料场合格的砂、碎石、水泥、外加剂等材料不少于设计用量的2倍。（2）对混凝土拌合机械、输送泵举行检查、维护，保持性能良好。（3）严格控制举行储料斗内混凝土的坍落度，坍落度太小，混凝土流淌性差，易造成堵管。坍落度太大，混凝土易泌水离析，也会造成堵管。（4）严格按设计协作比投放外加剂，避开混凝土提前初凝造成堵管。（5）灌注过程中，应不时上下缓慢提升导管，避开导管埋置太深混凝土初凝后提不动