武汉某大桥主塔泻水桩基础施工方式

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、护筒下沉严根据墩也位地质爬情况，船钻孔桩锡施工采昼用深护板筒。刃租脚着床习于陪-10竿高程的偷粘土层疾中。因辜粘土有帝较好的漏隔水性渐能，对牌保持孔起内水头经高度，争防止护永筒刃脚恳渗漏以馅及对开求钻泥浆滔造壁都基有十分柜有益。疲在充分犯考虑洪说水位影搬响下，或保持孔蒜内水头水高度最纯小不小潮于江面障水位于援1衰．孩5男的前提航下扫,匠设定护球顶高程义为屡+27乖,致护筒长鹅37,肿分四节炉对接下臣沉句.拴护筒下引沉导向纹采用双需层井字猾架拌,事层距遮7阿。井字细架位置鞋的确定括，不是液普通意沫义上的碌上、下详层完全长对称方雨式，而细是根据贼施工水枯域的流文速，流盲向和冲义力。经湖过水流冒冲击偏榴斜实验缝参数进居行修正亏确定，蕉本桥偏丛听偏斜涉率参数朝0贴．捡9%~消1妥．奇1%H营，为此狼要严格诊控制共凶在过1%H赞范围内币，必须哄采取一夸定措施浆。因而蛙采取了勾：上层遮井字架乎，轴线飞向下游瓦偏离桩鲜轴饿40艘，下层守井字架爷与桩轴乡同轴的融方法。苏因为钢非护筒从给下层井稳字架底贴面到河均床顶面觉有追15抗的垂直白距离，饭在水流姜冲击作徒用下，缸刃脚嵌懒入河床互5雕左右时开已产生畜对桩体歉的约束锡限位作海用，此些时解除狡上层井马字架约夹束，护霸筒回弹厅基本到归设计位暖置。再咐重新限候位下护孝筒沉桩利。经完逼成护筒友检测斜份率均小暴于末0纠．左5%H将。绝大荣多数在炎0拾．加2%~传0切．踏3%H圈之间，愧有效地垦控制了雄护筒的还偏斜。鱼在护筒伯下沉过诊程中，非由于脆135伐吨沉桩鼠机与钢肾护筒的耐连接，携在张大传的振动孝力作用帖下护筒非会发生目同频率菜的径向释弹性变末形，使青护筒对仔接缝振纳裂、加盛劲板稀瞧疏处钢杨板条脱深焊等不州良现象贞发生，爪经研究辫分析认固为：焊驶缝处刚步性大、欢弹性小铃、性脆卧，仅能虚采用单截面焊，烧加劲板辱条分布顽不均匀拜，振动副时间过迹长等是早焊缝开戒裂的主日要原因叮。在采距取加在材对接破严口焊坡土度，增低加加劲支板条为窝人块，攀等分圆馅周分布篇。每次违振动下蠢沉时间均不超过脚5的分钟的丹具体措壁施后，霸得到了购有效地帐解决。普四、泥棕浆循环病系统安肤装：敬在寿36猛×提24兼的钻孔宋工作平盘台上，凳除去其砍它钻机盆，浇注细砼等设牛施占有愈面积外枕，仅能株合仅能屯合班安啊排六台悼钻机的岗反循环虚配套设海备，但划这不能刻懑足施病工进度占和汛前阁完成桩半的要求嫌，为此缸提出了德泥浆循兼环系统桶由平面闭分布转裹向立体殃分布的棵构思，腾为增设茧钻机提齐供场地求的需求炸。故采荣用了赚U驳型钢槽领在熄40剂根钢护贺筒为沉澡淀、循传环地。席分区域痰采取插恐堵泥浆史循环或戴开启使呀用。这臂一措施臭的实施坟，使钻馋机安置送增加到别十台。郊加快了肥施工进集度，提休高生产蹄效率，沃为汛前粮完成根素成桩制忙造了有连利的条旅件。罪五、钻溜孔与清六孔施工晃主塔深呼水桩基讽础钻孔嫁施工，驱采有跳150稀型钻机关以泵吸袄式反循俗环回转迈法成孔彻其中在早孔深化66芝米以下妇的砂质蓬泥岩层絮开始采驾用两次澡成孔法就施工。蛛首先以棍￠撇80失厘米刮蓬刀钻成暖孔。二荡次以￠灭148被厘米刮剧刀钻孔吨终孔。嚷钻机深站度腰102考米，在朵大桥桩写基础施称工中极弹为少见及，钻孔涝深度愈口大其复督杂性愈弊强。给抢施工的纳技术保意障和顺光利进行理将带来柴一定的码难度，庄因此在已钻孔施签工中采脉取了一凯系列针豪对性地盾措施来例完善施蛛工。弦1做、钻孔产泥浆的孩调配；底钻孔用隆泥浆的仅作用：翅依靠其蛇静水压污力作用见，在钻胀机的旋悟转下泥侵浆在壁沈上形成券一层泥御皮，阻穿隔孔内嗽水外渗颜，保持五水头压呈力稳定萌，巩固段孔壁安暮全使用稳，悬浮缺钻渣增不强出渣奸能力。统在不用萄深度和雄地质层鞠中分别泻采用不现同的泥凭浆密度万，针对究性地解盛决不同雷条件下缩钻孔中乱存在的蜂问题。仿钻孔泥般浆根据刃地质情里况其使倒用密度吴分别如绪下：谣高程（失m毒）盼地质属告性灵泥浆密浇度（液t/m宿3娃）相添加物傻（剂）吗-10钱粘土罩1.1绝0肢黄土馋-20输.65妥圆砾土温1.2厌5陪黄土厕-35狠.66笋软砂质馆泥岩喘1.3寻0知黄土电-39仰.16扶砂质泥夸岩询1.3委0巨黄土僵-57榜.96婚疏松泥会质砂岩匙1.4谎0昆黄土加胞d墙纯碱孝-74顿.86刮砂岩笑1.4留0揭

直-76偏含砾砂说岩性1.4恩0英

定在疏松宴泥质砂哗岩层以椅下采取嘴添加剂松:充纯碱的你目的是棕:漠为了改遮善泥浆某性能衡,泼提高悬里浮钻渣扣及其渣瑞能力绿,缓增加泥稠浆酸碱枝度恨PH轰值叉.要加强泥继浆造壁宁，护壁也能力。闻纯碱的泻掺入量湿根据现正PH帐值确定唉为即0输.窄4%命。纯碱购对泥浆喉的物理该人作用相是：分泰解泥浆朗中难分婚解的粘刺土颗粒巾。提高嚷泥浆粘左度，降财低失水舌量，增炼加流动缘性，加缴强护壁氧能力，笨阻止粘洒土颗粒光粘结在血一起沉丧淀，加邪强泥浆晕的稳定偷性和胶肯体率。剃泥浆在晕采用加醋碱法处济理后，老悬浮钻木渣能力抹加强，盖减少了错孔底沉择淀，提解高了出忆渣量，猫减小了渐钻头摩梢阻力，棍增强了猛钻进能与力。炸在粘土中层中采赛用低密岗度泥浆使的原因贪是：粘瓶土本身迈可以造绩浆，粘真土层中设因为大匪存在胶烛结层。疮采用较守大密度狐的泥浆讨会增加甘其粘钻击，糊钻朱能力，取不利于圾能力钻培孔进尺浓，影响绢施工进眯度。在趋其他地渡质层中伯采用中徒密度泥竭浆主要有考虑造黑壁，扩途壁梵悬鼠浮钻渣途等因素觉。浙2箩、钻孔往施工藏钻孔粘驱机的分怜布应隔花孔安置横，砺孔轿与新浇浙筑砼桩柴邻孔不承能立刻英开钻。乳其因为安邻孔立吉刻开钻榆会扰动虏成孔周慢边土岩两体，危赞及孔壁牧的安全毒与稳定帆和危及屈新灌砼洞体的结催构与质斧量，因敞此新灌溜砼桩砼胶桩必须羽完成终买凝，并息具有一地定的强均度时邻临孔方能吉力动工绩。常常规的洋钻孔桩诵深度一驻般不超方过铺70致米，在秒钻进过舅程中除管地质情搅况的影丈响外，郑一般钻鞋机采取鉴的施工横方法都餐很好地轻解决施苍工问题封。本桥声主塔桩哄基钻孔迁深度遍102忍米，不辨可预见圆的影响董因素，宏随时可断能给施历工常带轮来困难私，因此油在施工崖过程中萌对施工卷原始记伤录以及虑钻渣取辈样分析童和地质割层次属俩性对比位都提出妻了严格蓝的要求槽，使指臂导措施败有根有五据，有京备无患慰地顺利裳进行。匆钻孔施吨工采用蝇的次成呈孔方法巡，主要跟基于孔槐较深，奥钻杆随邻深度不茫断增大艰其刚试耗和扭矩灶受到折攻减，钻拖杆摆幅送相应增润大，极患易造成势偏卡钻喜等问题俱。采良用暖Ф算80蜓刮刀钻妄小钻头跌首次成鼓孔可减立小钻头逝阻力，岗增大钻口进力度骑。二次奥成孔采草用池Ф臣148统刮刀钻昏头，可透借助首元次成孔训作为钻很进导向眉，减小薯钻头阻贫力，减样少偏孔廊、卡钻浩机率，察有助于埋成孔的象质量保滥证。炉在钻孔精过程中跌对存在割的问题嚼分别采畏取了相痰应的处蜜理措施符如下：辨在粘土罪层胶体冷中存在帝粘钻、接糊钻问悟题，对李比采取艰了降低阔泥浆浓粱度和改孙用冲击爹钻头的才措施穿垒越胶结赠层；在弊出现的臂偏孔问忘题上采妨用了常遗规的回挽填冲击阳纠偏方洽法；在更卡钻问碑题上采唉取了钻嫁头悬空捧刮削与完冲击相财结合的钥办法处坛理等都绣取得了父较好的桥效果。引3揉、清孔念施工彻本桥清犁孔要求权沉淀层颜厚度不勇大于加0央•售2林d男，掀（声d甚为设计茅桩径金即樱d=1困·50扎m论），要抓求远大浮于规范暴要求，奔要达到歌这一标员准，仅挣依蓄靠承155校0之反循环丹回转法币钻机的五泵吸能驾力换浆尸是难以锈实现的盈。因此菌采用先难以钻机抹本身的渠泵吸能妄力用低禁浓度泥彼浆换取担高浓度茅泥浆，类再用气根举式吸氧泥管终茂清孔。忘气举式像刚性吸婆泥管是画借赖助捧2帽0典立方控喂压机制辨压。通描过高压降管将气圆压输送括到吸泥酒管下口扬，当气类压的能前量在孔嫌底积聚贝到一定闹程度时兄，其能叶量释放领通过吸灯泥将孔混内泥将斤及悬浮盒的钻渣枣一起排霉泄到外带。乘气举式右刚性吸克泥管清放孔在松还散层，齿强风化饭层和土住层中不抵宣时间抓太长，法其强大租的气压喘冲击翻论泥浆洗雕涤孔壁谦极易造罪成孔壁帜的损伤弊，甚至避垮孔。网在较为省坚实的桃岩层中沟虽然垮差孔的可阁能性极群小，若螺水头高柔度补水访跟不上姑时，水坏头压力闲降低也迈易造成乖其它部钻位的垮异孔，所巡以在采级用气举尾式吸泥编管时应身特别注红意水头著损失的胳补水问确题。辱沉淀层奴有时沉刊淀的比顷较紧密仍或含有远胶质粘孝土颗粒书。往往戒吸泥管出清孔时取会形成叠孔中孔怎，造成幕已清除狱沉淀层尺的假象扫，因此灶解决这姨个问题铜的通常初作法是督：一是扶经常采锁用换位剥吸泥。构二是在冰吸泥管脂下口焊齿约拌1窜5彼长的挂碑泥齿。民它随吸麻泥管摆汉挂拉沉枣淀层面佛，破坏婚其紧密懒结构，婶使气压棋能够冲展散沉淀别，以达础到清孔轧的目的宾。废4薪、钢筋沿笼制作刚及吊装须钢筋笼标分六节荡制作（挥总养长它10禾1速。强3淋），其雨中五节姿为桩体缩钢筋笼仇。桩体电钢筋笼历长殃8少2翅。瞎5调，考虑裳到钢筋荐笼的较洁大长度符，对其疤间敬隔形2匪米的分朝布的加朵劲箍和换十字撑油进行加古强，即语由原来俊的单根全加劲箍孟和十字扔撑加强刘到双根凤并联，毁增强其桂径向抗阿变形能早力。对冷钢筋笼册的保护添层采用拥弧形筋补焊固于糊加劲箍泳上支撑沉孔壁，母对钢筋猜笼进行风限位。嘱主筋笼候对焊机愚进行闪套光对接灶焊。声迈测管映共姓3乏根骨按喝120仇º棉三等分沫钢筋圆拘周焊接经，接头拴采用钢蜂套筒焊右固。看钢筋笼亭吊装平覆移时，委采用圆关杉木贯微穿于钢够筋笼上踩，以抵垂抗其变帅形，钢颜筋笼由改平躺吊疗至垂直量时，仍跪用圆杉围木贯穿亿，根部定吊点由蹲吊机付旧钩吊挂妥。顶部爆由两根陵等长千刑斤绳由凝主钩吊竭钩，当姓钢筋笼极离形式舅地面（地船弦平追面）时建，提升夹主钩，嘱得放付日钩，当逗钢筋笼乐提升仰抓筒宴80塌º秧左右时统解除圆恐杉木。躺提长升孕主钩使脖钢筋笼汤达到铅否垂，直铲接吊入唱孔中安害装。维钢筋笼敬吊装顶叙部千斤乔头必须亚等长，铅绳间夹惧角根据恰起吊高很度能力膀应使夹随角尽量弦的小，故因为起滋吊钢筋理笼夹角歼越大，崇水平分缘力越大戒，造成旷钢筋笼幕径向变济形的可评能性越恶大。因完此除应爆在钢筋婆笼内增岗加加劲鹅十字撑思外，必释须着重派考虑选土择起吊日钢绳的青最小夹缸角。程钢筋笼脉节段间纹连接，坐一般采薪用座10响d冶搭接，消但搭接财的方工环应采用姐主筋在痒同一圆曾曲线平滤面内使搁搭接完将成的钢东筋笼在页线形和碌外观上夹保持径鬼向同轴肠，外形蹄同曲面解平整顺散直铅垂挨，对于荷伸长孔虾起连接鹅质量直吧影响钢铺筋笼的此安装。华能否顺演利到位匹问题，讽否则将窄形成钢惠筋笼下厦放、安薯装不能姨到位，厅声测管藏变形，剂成桩超居声波检映测不能性实施的靠问题。告六、灌肯注桩水霜下砼施拼工犹水下砼刃施工采常用钢性爬导管法腿。因本扣木桥基佣础的深避长特性彼，使普碍通刚性朽导管安恰全性能腾难以保煌证。为内此订购爆特别加疤厚壁刚卸性导管祝。其技艇术参数棵为：水锦压水密菌强萝度骑1·6容Mp般a铺，察ф犯=27孙3m乒m嚷，矩f=1银0m姓m训，在施过工中导诞管最不团利承压患理论值浩为半1·2定5Mp美a犁，砼最居大顶升炮压副强渡1·3爬2Mp判a懂。律砼采用窃双向泵踪送砼：袋即在顺若桥向两尤侧各设柳置砼送晒站各一筋个，由备三艘汽辽驳和六氧辆砼运疑输罐车晓将砼交像替连续雾地运到抗泵站泵鸽送。砼温供应由醋两颈台塞J解S廉—辛150失0税型拌和秀楼生产蓬。短水下砼懒的泵送伞要求：裙砼要和绒易性好守，秘水廊率低，睬可泵性鸦强，缓艇凝早强员，品质久稳定。委水泥采炮用酬42拘5撕矿渣水牺泥，砼凤标号粥为赶C3糟0育，外加软刘采歉用绞FDN弹-5椅A践，掺入伯量相为航0础。揭5稼%音，坍落版度边18-优20c此m启，缓凝核时西间警2劣0立小时以歼最不利郑因素考廊虑，灌艳注桩砼蜘平均方特量陵210螺m3爸/喜根。依水下砼晋灌注其放他设施细：储料浪斗勿8m兆3诵，导管仗提升挥架己贞为门式殊架，提掌升动力向为能5旅吨卷扬槽机，拆塔拔导管案以年3分0府吨浮吊积铺助。夕灌注首笛批水下泼封底砼赛十分关林键，它浆直接影淹响灌注赔桩的成仙败。为引水下砼视施工事蹦故多发背地段。绳因此要甘精确地鸦计量导泊管底口裳皮孔底盗的距离睁，储备祖充足的剪砼，，适保证首舅批砼的仙导管埋兄置深度籍。首批丑水下砼黎的工作冰原理：透砼依靠左从漏斗剧底口至轧孔底的粱高差形窜成的势输能和压亭力、冲谊压出导筋管内的扯泥将。迫在压力招作用下吉快速占陪据孔底及泥浆位务置，并汽将泥浆塘逐步顶拦升，使芬导管下药端处于属封闭状梦态，隔简离泥浆聚，形成勇纯净砼冶与泥浆查间的隔丈离层，荐使后续踪的砼连决续顶升房首批砼齐上升，斥以此连下续性保捞持桩体月砼的纯稳净和内敞在质量高。龄首批封缩底砼形亿成的隔焰离层其格顶部怒约杨1·0颠m须厚为砼始，泥浆脑混和层丙。因此荡在首批显砼灌注肚前，应闪充分地明计算砼甲的埋管躺深度和域足够的庸砼方量猫，一般欺常规孔映首批埋屿置导管悼深帜度武2乒m叹以上（勇含混合海层）即理可确保钳水下砼毕的质量煮。但本炒桥为超讯常规的惜深长孔且，以埋勉置导管道深度不桃小脆于厨3弊米（含弓混合层没）的要跌求控制贩施工，丹对封底富砼的质裁量保证无则更为剩妥当。开导管埋疏深的有荣效控制饥和砼的母连续性炕施工是专保证水采下砼施竹工的主句要环节鹿。由于氏深长桩红砼方量挡大，灌略注时间叶长，管榨底砼顶挎升首批泄砼距离跪大，泥浙浆混合捡层翻裹担频率高尾因此在兴拆拢导诵管后的惑导管埋廉置深度饱不应小喊于谦4杰米，这浇是由于幕在水下曾灌注朝牵晖拢血程中始锈终存在叶随时提关升导管晋的情况朽，例如天：砼下钻落不畅丢时，管被内砼阻泉滞时，尾轻度堵惨管时等谁，肜提孕升导管童紧急下乐落刹车鼓的办法填降低导驴管内阻搜力，如近不预留锻宽余的哪安全