武汉某大桥主塔泻水桩基础施工方法

武汉大桥主塔泻水桩基础施工大桥主塔由0#~5#墩组成。其中主塔由2#主墩和3#主墩组成。主墩（主塔）桩基础由40根直经为1．的群桩构成。桩顶高程+7.20。桩底高程-75,桩长82.20,钻孔深度过102。施工水位+18,水深14,流速2米/秒。主塔基础位于长江主航道上,开工于仲春三月、其施工具有:深水、长桩、渡洪施工深护筒的施工四大特点,在对安全渡洪要求高。施工技术难度大等特定条件下进行的施工,对承前启后的同等条件下施工具有一定的现实意义。一、施工方案概述:主塔桩基施工根据其自然环境和条件,采用深水钻孔工作承台施工法施工,其平台尺寸为:36×24,由30根直经为1.0(L=34)的钢管桩分纵六横五分布于基础位置。以钢性剪刀撑花架作为桩间联系的纵横联,稳定平台整体。以六四军梁为平台承全桁架梁,以大型型钢作为平台顶,底分配梁,以f=5木板作为平台面板。依据河床覆盖层及其地质情况拟定钻孔桩采用深护筒,施工设计其刃脚着床于-10高程为+27。钢管桩沉打采用组合式25吨浮吊和30吨浮吊分初沉和终沉桩两次完成;钻孔采用150型钻机以泵吸式反循环钻法施工;清孔采用刚性气举式吸泥管法施工;水下砼灌注采用刚性导管法(特别加厚壁导管f=10mm,ф=273mm,水压水密强度=1.6M)施工;砼采用双向泵法(在墩位纵向两侧设置泵站各一个泵送砼)砼水陆运输罐车交替连续运行;砼拌和站采用两套JS-1500型拌和楼和以保障突发事故下砼的连续性。使灌注桩水下砼施工质量有可靠的保证。二、深水钻孔平台施工深水钻孔工作平台作为桩基施工的水上基地,其安全、稳定性十分重要。作为施工动、静载的承力结构体系,钢管桩的沉打效果起着关键性的作用。在受设备能力制约的前提下达到此目的,给施工提出了综合性的复杂课题。对此特制定了灵活机动的互补措施来实现预期的目的。既采用水上导向沉桩替代常规的水下导向措施,将一次沉桩到位改为初沉(25吨组合浮吊)、终沉(30吨浮吊)两次完成沉桩的措施。解决了深水流急导向难,沉桩就位定位难,沉桩终打到位置慢,施工进度保证难的四大难题。1.沉桩水上导向:平台钢管支撑沉打桩的水下导向适用于一般流速小、水位的水上钻孔平台施工导向架为封闭套式提升架,每完成一根桩的导向作用,必须经历安装导向架和拆吊导向架两面三刀道工序,施工周期长。而在相对流速较大,钢管桩入水深度大的作业中,由于其受水流冲击面大,阻力强,无法实现其制导约束作用,因此采用水上导向。其结构形式为:导向架外侧开口、根部以ф80圆钢做抗弯销,顶部以I20型钢为旋转封闭杆与导向架栓接。受力状态为:导向架外侧根部抗弯拉,内侧顶部水平弦杆受弯压。导向架固接于25吨(组合)浮吊尾端支撑架上,以斜拉杆固接加劲于支承水平梁上。25吨组合式浮吊由25吨履带吊和12只(6×3×2)浮箱组成。开口式水上导向架的功能:浮吊起吊钢管桩,巾近水面直接把桩体喂近导向架,关闭顶部旋转杆,插入根部抗弯销,构成封闭限位套,对接完成后沉桩制导,抽取抗弯销,打开封闭旋转杆,浮吊可直接退出成桩位置,移动就位下一个周期。开口式导向架的优点:稳定性好、刚度大、抗冲击能力强、操作方便、进退灵活、定位快捷、制导控制效果好、精度高,可降低浮吊起吊6米。与水下导向比较除以上特点外并省去了每根桩制导的吊安和吊拆导向架两道貌岸然工序,有效地提高了工作效率。2、钢管桩沉桩:沉桩顺序由下游至上游逐排完成,便于沉桩定位和移动浮吊,减少锚缆的干扰。沉桩采用两次完成的根本原因是:25吨体积小,灵活性大,人工移动定位调控容易,速度快,好操作,卡旋转半经小,起吊能力小,但配合40吨小沉桩机沉桩十分相宣。35吨专业浮吊体积极大,稳定性好,旋转半经大,起吊能力强,但浮吊移动难,起吊速度慢,定位准确度差,人工控制难,施工周期长。因此采用25吨浮吊的灵活快捷等特点进行初沉桩加快施工进度,采用30吨浮吊的稳定性大,作用半经大,起吊能力强的特点,匹配135吨沉桩机终沉,各取所长的互补关俩解决了沉桩终沉进度的问题。根据常规性施工的原则，沉桩均应一次性沉桩到位。以免桩周围土体磨阻力恢复，增大沉桩阻力，由于本桥的特殊原因，在沉桩过程中采取了初、终沉桩两次完成的方法。初沉使桩体达到自稳状态，终沉有少许反弹后均达到抗洪设计高程（桩底-10），钢管桩的沉打其自身的承载力，稳定性和抗洪能力都必须严格地实现设计意图。除应保证平面尺寸，桩顶高程，斜率外，还应重视桩底高程的一致性。尽可能减少群桩底部的高程差异，当群桩承受分布并不完全均衡的施工荷载时，若术桩高程差异较大，极可能产生部分桩体的不均匀沉陷，造成平台结构的抗洪能力下降，安全性和稳定性减弱的后果。3、平台搭设：钢管桩的纵、横向联结，关系到平台整体稳定性和安全渡洪施工的问题，长在施工中为常规性施工、没有多大施工难度、但在平台结构中起着重要作用，不可轻视。因此在安装、加工剪刀撑花架纵、横手联昌，其焊点均采用双面焊，使其牢固地将桩体连成框架格构体系，以保证在水流冲刷、冲击下整体共同承力的作用。平台的搭设按分配梁，承重梁（六四军梁桁架片），顶分配梁，面板及安全防护栏等顺序安装。承重梁间联系以水平上、下弦杆（型钢）贯通桁架片，用U型卡紧固。上、下弦杆间以【10型钢做剪撑加固，加强桁架间的稳定性。三、护筒下沉皱根据墩位脖地质情况视，钻孔桩烟施工采用惜深护筒。考刃脚着床醉于乡-10薪高程的粘亿土层中。赏因粘土有捏较好的隔邪水性能，贞对保持孔典内水头高右度，防止谦护筒刃脚由渗漏以及驴对开钻泥凯浆造壁都棒有十分有侵益。在充暂分考虑洪积水位影响机下，保持信孔内水头侦高度最小舌不小于江屈面水位于点1欲．碧5兔的前提下著,立设定护顶遭高程为扁+27,咽护筒长体37,酿分四节对拳接下沉滔.运护筒下沉逐导向采用危双层井字孙架粮,邮层距耍7庆。井字架章位置的确炮定，不是追普通意义吩上的上、朗下层完全睡对称方式洁，而是根侨据施工水被域的流速翻，流向和址冲力。经呼过水流冲围击偏斜实粱验参数进扰行修正确榜定，本桥摆偏听偏斜解率参数味0铸．找9%~1毙．础1%H沸，为此要术严格控制珍共在种1%H畏范围内，友必须采取弱一定措施会。因而采趟取了：上门层井字架损，轴线向将下游偏离展桩轴溪40男，下层井文字架与桩里轴同轴的沟方法。因名为钢护筒良从下层井班字架底面兵到河床顶系面有膊15常的垂直距世离，在水羽流冲击作雾用下，刃刊脚嵌入河寻床思5惨左右时已别产生对桩妈体的约束炎限位作用顺，此时解符除上层井对字架约束储，护筒回屋弹基本到稻设计位置绒。再重新盼限位下护席筒沉桩。争经完成护贼筒检测斜辛率均小于刑0盒．踢5%H既。绝大多闷数在艘0絮．辉2%~0答．栽3%H朱之间，有氧效地控制补了护筒的莲偏斜。讲在护筒下偏沉过程中饼，由于稀135编吨沉桩机圾与钢护筒节的连接，疮在张大的蒜振动力作律用下护筒避会发生同公频率的径怕向弹性变懂形，使护习筒对接缝垂振裂、加竹劲板稀疏寄处钢板条萍脱焊等不倘良现象发渐生，经研悄究分析认嚼为：焊缝训处刚性大枕、弹性小贝、性脆，墓仅能采用劝单面焊，叠加劲板条循分布不均裁匀，振动倦时间过长撕等是焊缝浴开裂的主上要原因。名在采取加减在对接破海口焊坡度拨，增加加积劲板条为柿人块，等缴分圆周分饰布。每次伐振动下沉像时间不超咬过稼5副分钟的具蹄体措施后隔，得到了约有效地解香决。速四、泥浆烤循环系统度安装：茶在蔬36惧×状24丢的钻孔工班作平台上岁，除去其纽它钻机，迎浇注砼等红设施占有劳面积外，应仅能合仅巩能合班安雨排六台钻欢机的反循滩环配套设钢备，但这再不能懑足穴施工进度姓和汛前完揪成桩的要切求，为此宁提出了泥燕浆循环系花统由平面鸦分布转向系立体分布套的构思，前为增设钻州机提供场鹿地的需求翼。故采用胁了躺U谷型钢槽在病40煤根钢护筒步为沉淀、见循环地。迁分区域采贩取插堵泥促浆循环或逝开启使用磁。这一措富施的实施歼，使钻机廊安置增加华到十台。辜加快了施早工进度，算提高生产愧效率，为摘汛前完成滴根成桩制乳造了有利您的条件。颗五、钻孔既与清孔施该工患主塔深水挡桩基础钻址孔施工，撇采有洒150骑型钻机以记泵吸式反寒循环回转稳法成孔其贯中在孔深蹲66寄米以下的殿砂质泥岩风层开始采歉用两次成脸孔法施工宪。首先以答￠雹80么厘米刮刀余钻成孔。简二次以￠忙148借厘米刮刀粗钻孔终孔半。困钻机深度将102扯米，在大校桥桩基础减施工中极胁为少见，呼钻孔深度希愈大其复搞杂性愈强枯。给施工弓的技术保沙障和顺利深进行将带犬来一定的并难度，因蜂此在钻孔肯施工中采荷取了一系舌列针对性坟地措施来鞋完善施工奉。类1饼、钻孔泥逮浆的调配美；略钻孔用泥万浆的作用蛾：依靠其碑静水压力尺作用，在的钻机的旋稼转下泥浆宽在壁上形烧成一层泥玉皮，阻隔醉孔内水外色渗，保持渔水头压力炒稳定，巩羡固孔壁安盐全使用，件悬浮钻渣挎增强出渣莫能力。插在不用深为度和地质效层中分别面采用不同弦的泥浆密击度，针对那性地解决芳不同条件翁下钻孔中刘存在的问尖题。钻孔郑泥浆根据遍地质情况避其使用密临度分别如询下：岩高程（您m漏）冻地质属性驴泥浆密度啄（瘦t/m3坦）昼添加物（芳剂）游-10掘粘土恐1.10屡黄土闭-20.规65鹅圆砾土颂1.25鲜黄土粪-35.对66兽软砂质泥汪岩质1.30孕黄土锡-39.挨16驾砂质泥岩队1.30逢黄土从-57.奔96触疏松泥质陈砂岩胡1.40钳黄土加躬d获纯碱望-74.类86泳砂岩传1.40率

得-76策含砾砂岩式1.40昼

房在疏松泥群质砂岩层梅以下采取扁添加剂厉:诞纯碱的目油的是怕:黄为了改善病泥浆性能叶,宇提高悬浮岁钻渣及其猾渣能力失,肃增加泥浆裤酸碱度倘PH贼值嫁.丰加强泥浆关造壁，护疾壁能力。催纯碱的掺燃入量根据哀现握PH浙值确定为姐0隐.监4%致。纯碱对心泥浆的物用理人作用公是：分解疮泥浆中难和分解的粘烛土颗粒。伟提高泥浆戒粘度，降插低失水量够，增加流崖动性，加纤强护壁能慎力，阻止这粘土颗粒肝粘结在一锯起沉淀，歌加强泥浆柄的稳定性元和胶体率封。略泥浆在采迷用加碱法珠处理后，己悬浮钻渣灵能力加强宿，减少了讯孔底沉淀返，提高了历出渣量，皂减小了钻窜头摩阻力各，增强了嚼钻进能力语。笼在粘土层舒中采用低饱密度泥浆耽的原因是董：粘土本驶身可以造墙浆，粘土畏层中因为趁大存在胶麻结层。采农用较大密帮度的泥浆拾会增加其具粘钻，糊县钻能力，之不利于能甘力钻孔进镇尺，影响奖施工进度碌。在其他缩地质层中壳采用中密组度泥浆主撤要考虑造锁壁，扩壁浓梵悬浮钻哭渣等因素想。未2愈、钻孔施剂工婚钻孔粘机伞的分布应醋隔孔安置村，砺孔与婚新浇筑砼港桩邻孔不腊能立刻开想钻。其因纱为邻孔立谎刻开钻会无扰动成孔义周边土岩导体，危及锡孔壁的安悟全与稳定机和危及新晓灌砼体的那结构与质哑量，因此深新灌砼桩望砼桩必须洽完成终凝牌，并具有语一定的强悬度时邻孔伙方能力动右工。寿常规的钻岂孔桩深度勾一般不超探过概70论米，在钻独进过程中欺除地质情料况的影响原外，一般眨钻机采取炎的施工方步法都很好盯地解决施不工问题。失本桥主塔稿桩基钻孔跌深度往102受米，不可塑预见的影握响因素，葵随时可能跨给施工常捆带来困难何，因此在指施工过程副中对施工静原始记录浓以及钻渣戚取样分析纱和地质层福次属性对舅比都提出茧了严格的膨要求，使诱指导措施食有根有据氧，有备无娇患地顺利芬进行。槐钻孔施工楚采用的次掘成孔方法淹，主要基映于孔较深陶，钻杆随斥深度不断粱增大其刚匪试和扭矩脏受到折减腊，钻杆摆简幅相应增京大，极易财造成偏卡江钻等问题有。采腥用写Ф游80信刮刀钻小粉钻头首次运成孔可减槽小钻头阻栏力，增大祖钻进力度稍。二次成冲孔采谣用禁Ф府148肌刮刀钻头昌，可借助污首次成孔捆作为钻进欣导向，减血小钻头阻育力，减少折偏孔、卡势钻机率，眼有助于成快孔的质量攀保证。被在钻孔过摔程中对存吹在的问题详分别采取台了相应的扮处理措施祥如下：妻在粘土层丘胶体中存煮在粘钻、喘糊钻问题析，对比采追取了降低惊泥浆浓度墨和改用冲童击钻头的宣措施穿越洞胶结层；尾在出现的刘偏孔问题地上采用了膨常规的回余填冲击纠幸偏方法；抓在卡钻问雾题上采取殖了钻头悬顷空刮削与耀冲击相结如合的办法套处理等都此取得了较火好的效果弓。偶3闲、清孔施磨工张本桥清孔怒要求沉淀惰层厚度不舅大于柏0乏•培2洪d帆，逃（乖d烛为设计桩民径御即枕d=1·做50贸m蔑），要求瞒远大于规录范要求，置要达到这档一标准，歌仅依钩靠望155辞0建反循环回诚转法钻机私的泵吸能赔力换浆是阿难以实现娇的。因此捎采用先以线钻机本身杆的泵吸能渐力用低浓卧度泥浆换励取高浓度疫泥浆，再抛用气举式离吸泥管终培清孔。污气举式刚颗性吸泥管坦是借泳助浅2躬0欲立方控压唉机制压。近通过高压抢管将气压锁输送到吸灰泥管下口购，当气压矩的能量在铁孔底积聚级到一定程叔度时，其念能量释放且通过吸泥戚将孔内泥按将及悬浮炎的钻渣一私起排泄到尼外。递气举式刚抓性吸泥管杯清孔在松辈散层，强腾风化层和岁土层中不走宣时间太价长，其强塌大的气压植冲击翻泥皆浆洗涤孔悉壁极易造门成孔壁的此损伤，甚遣至垮孔。仆在较为坚障实的岩层竖中虽然垮瞒孔的可能疾性极小，策若水头高皆度补水跟昼不上时，血水头压力提降低也易辛造成其它岸部位的垮涛孔，所以魂在采用气陕举式吸泥侦管时应特馅别注意水欲头损失的浴补水问题遇。灿沉淀层有博时沉淀的集比较紧密范或含有胶羡质粘土颗邀粒。往往周吸泥管清技孔时会形春成孔中孔黄，造成已捏清除沉淀破层的假象伴，因此解于决这个问唐题的通常浪作法是：纯一是经常罩采用换位治吸泥。二慢是在吸泥草管下口焊戴约摧1灰5犁长的挂泥方齿。它随手吸泥管摆携挂拉沉淀寸层面，破寒坏其紧密屠结构，使葡气压能够镜冲散沉淀海，以达到贤清孔的目反的。灶4朽、钢筋笼科制作及吊迟装掏钢筋笼分安六节制作拿（总萍长奋10饿1扮。裳3记），其中墙五节为桩豪体钢筋笼购。桩体钢禽筋笼届长侧8紧2型。狠5纪，考虑到垮钢筋笼的塌较大长度养，对其间缎隔奉2咱米的分布庭的加劲箍肠和十字撑顿进行加强灶，即由原挣来的单根岁加劲箍和聋十字撑加师强到双根担并联，增斧强其径向块抗变形能以力。对钢耍筋笼的保紫护层采用炉弧形筋焊正固于加劲寿箍上支撑念孔壁，对鱼钢筋笼进肾行限位。炕主筋笼对蹲焊机进行静闪光对接药焊。声测往管橡共爽3克根吩按做120功º怜三等分钢探筋圆周焊伏接，接头死采用钢套手筒焊固。敲钢筋笼吊僵装平移时陪，采用圆苗杉木贯穿南于钢筋笼愉上，以抵悔抗其变形控，钢筋笼雁由平躺吊旨至垂直时脊，仍用圆迫杉木贯穿帜，根部吊析点由吊机来付钩吊挂越。顶部由联两根等长竿千斤绳由嘱主钩吊钩编，当钢筋研笼离形式太地面（船应弦平面）防时，提升途主钩，得虏放付钩，蓬当钢筋笼室提升仰升筒颗80畏º疾左右时解幕除圆杉木令。提长升剑主钩使钢垦筋笼达到洁铅垂，直必接吊入孔放中安装。虎钢筋笼吊在装顶部千际斤头必须亏等长，绳咱间夹角根馅据起吊高众度能力应纳使夹角尽琴量的小，苗因为起吊誉钢筋笼夹领角越大，画水平分力自越大，造袜成钢筋笼打径向变形经的可能性础越大。因栽此除应在员钢筋笼内刮增加加劲酱十字撑外拴，必须着轰重考虑选棉择起吊钢饺绳的最小待夹角。诉钢筋笼节恳段间连接苍，一般采骨用宣10纸d反搭接，但椅搭接的方切工应采用搁主筋在同绳一圆曲线涂平面内使墙搭接完成三的钢筋笼陡在线形和奴外观上保拣持径向同施轴，外形巩同曲面平礼整顺直铅观垂，对于棕伸长孔起暑连接质量叹直影响钢督筋笼的安暖装。能否英顺利到位因问题，否各则将形成枝钢筋笼下蝶放、安装印不能到位规，声测管养变形，成评桩超声波煤检测不能井实施的问锦题。载六、灌注惜桩水下砼璃施工戴水下砼施析工采用钢溉性导管法继。因本木抄桥基础的乡深长特性于，使普通喷刚性导管骄安全性能驴难以保证现。为此订院购特别加典厚壁刚性穷导管。其卸技术参数圾为：水压鹊水密强乳度范1·6M王p汇a狐，忌ф灯=273茄m容m称，启f=10垄m缠m耗，在施工普中导管最亿不利承压尽理论值跌为梳1·25歉Mp由a封，砼最大腰顶升压霸强谜1·32孩Mp万a寿。标砼采用双滋向泵送砼剑：即在顺麦桥向两侧筐各设置砼把送站各一忆个，由三怠艘汽驳和雕六辆砼运涝输罐车将伤砼交替连常续地运到井泵站泵送丽。砼供应叨由两初台工J抱S押—蜻150崭0忌型拌和楼缓生产。殊水下砼的歉泵送要求作：砼要和剂易性好，谋秘水率低竟，可泵性陵强，缓凝真早强，品疼质稳定。虚水泥采略用搂42薯5恳矿渣水泥阳，砼标号隔为亡C3虾0机，外加刘云采故用件FDN-砖5夫A当，掺入量放为氧0启。规5犹%躁，坍落骨度遗18-2恰0c威m倦，缓凝时袋间告2河0熟小时以最斩不利因素浴考虑，灌挖注桩砼平殊均方良量费210m斩3吧/饶根。五水下砼灌盏注其他设雄施：储料屈斗鉴8m盯3魄，导管提溉升抱架好沃为门式架西，提升动免力河为聪5凉吨卷扬机均，拆拔导轨管耕以胖3售0亡吨浮吊铺培助。扁灌注首批绪水下封底挣砼十分关仿键，它直紫接影响灌嘱注桩的成始败。为水奉下砼施工驶事故多发停地段。因峰此要精确狭地计量导害管底口皮陈孔底的距提离，储备监充足的砼炕，，保证疑首批砼的扯导管埋置翠深度。首螺批水下砼丝的工作原赌理：砼依狠靠从漏斗胁底口至孔乔底的高差馋形成的势滤能和压力轮、冲压出金导管内的些泥将。在赶压力作用玻下快速占制据孔底泥天浆位置，友并将泥浆衡逐步顶升跃，使导管甚下端处于懂封闭状态泊，隔离泥凡浆，形成超纯净砼与素泥浆间的类隔离层，骑使后续的深砼连续顶阅升首批砼鄙上升，以倦此连续性康保持桩体皱砼的纯净补和内在质葛量。去首批封底贱砼形成的喷隔离层其拉顶部风约烧1·0缸m蚊厚为砼，择泥浆混和捐层。因此币在首批砼巧灌注前，却应充分地帜计算砼的碗埋管深度削和足够的冈砼方量，聪一般常规胶孔首批埋膝置导管深箩度啄2袋m伯以上（含径混合层）陈即可确保庭水下砼的谜质量。但耍本桥为超元常规的深烛长孔，以绵埋置导管义深度不小使于夏3傍米（含混融合层）的角要求控制贤施工，对辛封底砼的鸽质量保证事则更为妥悔当。拳导管埋深魔的有效控猎制和砼的汤连续性施的工是保证淡水下砼施宪工的主要露环节。由制于深长桩代砼方量大朗，灌注时胆间长，管渐底砼顶升行首批砼距陵离大，泥侦浆混合层殖翻裹频率疾高因此在材拆拢导管耐后的导管斗埋置深度针不应小雾于返4槐米，这是梦由于在水卡下灌注朝您晖撤同程中始终芬存在随时横提升导管泉的情况，辰例如：砼炉下落不畅递时，管内婶砼阻滞时怜，轻度堵橡管时等，装肜提升导俗管紧急下巧落刹车的蓝办法降低条