水下岩质河床双层钢护筒钻孔灌注桩施工工艺

水下岩质河床双层钢护筒钻孔灌注桩施工工艺1前言河床上覆盖层经常被流水冲刷，在这种环境下进行桩基础施工，极易导致钢护筒无法打入、位置偏移、孔内涌沙或漏浆。因岩层强度较高，钻孔施工效率低下，严重影响施工进度，为保证城市桥梁水下钻孔灌注桩施工安全，大桥水下桩基施工时，通过解决施工过程中的实际问题，摸索总结出了水下岩质河床双层钢护筒钻孔灌注桩施工方法。该方法利用双层钢护筒套打、内护筒水下混凝土固定止水的方式，有效解决了后续桩基冲孔过程中泥浆外漏、塌孔、卡钻等问题，确保了大桥水中墩桩基础施工的顺利完成。此方法在类似水下岩质河床钻孔灌注桩施工中具有广阔的市场应用前景。2方法特点2.0.1缩短工期：采用双层钢护筒套打、内护筒水下混凝土固定止水的方式，保证了其密封性和稳定性，节省工期。2.0.2经济合理：材料循环利用、优化工序，节省施工成本，提高工作效率。2.0.3简单易行：施工过程简单易行，对现场施工人员进行一些简单的技术、安全交底，即可顺利完成施工。2.0.4安全可靠：施工过程中不需要人工进行水下作业等危险作业，确保了施工人员的人身安全。2.0.5文明环保：引孔钻渣少许外漏，减少了对河流的污染。3适用范围本方法适用于各种类型跨江、渡河等（水深小于15m）水域无覆盖层岩质河床下放钢护筒完成钻孔灌注桩施工的工程。4工艺原理结合地质条件和水文状况，下放引孔钢护筒，进行冲击钻引孔，引孔施工结束后下放主桩冲孔钢护筒，利用两钢护筒构建封底混凝土模板，向内外钢护筒之间空隙内浇筑水下混凝土稳固钢护筒，从而完成水下无覆盖层岩质河床钻孔灌注桩下放钢护筒的工艺。5工艺流程及操作方法5.1施工工艺流程具体施工流程如图5.1所示。图5.1施工工艺流程图5.2施工操作要点5.2.1制作导向架依托钻孔平台下方的临时施工操作平台安装导向架，设置导向架的主要目的是确保钢护筒的垂直度和定位。5.2.2引孔钢护筒制作引孔钢护筒长度应满足施工要求（即钢护筒顶端高出常水位3m以上）、直径（桩径+50cm）、壁厚10mm，通过卷板机加工焊接。根据施工区域地质资料，需要对钢护筒底口进行补强。在加工钢护筒时在底部直接焊接一圈加筋环撑。同时，为了钢护筒施工顺利进行，将护筒刃脚部位加工成刃形，在护筒内部每4m均匀设置“十字形”内支撑。5.2.3引孔钢护筒定位下沉钢护筒在起吊下放时采用扁担吊，利用定位导向架下放引孔钢护筒，着床后在平台柱梁板上安放两个20t手拉葫芦进行钢护筒下放后的微调，以保证钢护筒位置的精准性。5.2.4冲击钻机就位钻机设备拆分后用拖车运送至主墩钻孔平台，用汽车吊配合组装钻机，为提高钻进效率，节省劳动力，在原有的冲击钻机上安装智能控制装置。5.2.5引孔节段钻进成孔待桩机定位完成后开始引孔节段开孔钻进。为防止钻渣流入河流中，在钻进过程中利用高压水泵抽取悬浮钻渣，利用运渣船运至指定的钻渣处理地点，起到保护水质的作用。5.2.6引孔节段终孔与清孔引孔钻进深度2.5m，在孔深达到要求后采用高压水泵清孔，清孔完毕后使得孔底沉渣厚度不大于5cm，否则进行二次清孔直至钻渣厚度指标达到规范要求。5.2.7下放桩基钢护筒在上述引孔钢护筒施工完毕后，在其内部下放桩基钢护筒，待桩基钢护筒着床后，同样在平台柱梁板上安放两个20t手拉葫芦进行桩基护筒下放后的微调，以保证钢护筒位置的精。5.2.8灌注护筒间封底混凝土采用导管法及时向已下放完成的引孔钢护筒与主桩钢护筒间隔内浇筑有效深度为2.5m的C30水下混凝土，来稳固主桩钢护筒。在混凝土浇注过程中，将孔内泥渣抽至运渣船内，运送至指定位置处理，保护环境。5.2.9拔出引孔钢护筒待封底混凝土浇筑完成后即可将外侧引孔钢护筒拔出，随后开始后续钻孔灌注桩施工。5.3劳动力组织表5.3劳动力组织情况表（单根桩基）6材料与设备6.1材料表6.1主要材料表（单根桩基）6.2设备表6.2主要机械设备表（单根桩基）7质量控制7.1应遵循的国家行业标准7.1.1钢结构焊接规程GB50661-20117.1.2建筑桩基技术规范JGJ94-20087.1.3城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ2-20087.2质量控制要求7.2.1钢护筒焊接要求钢护筒竖向焊缝及管节拼接环缝焊接要求为二级焊缝，加劲箍焊接采用三级焊缝要求，焊接焊缝外观缺陷的允许范围和处理方法如表7.2.1所示。表7.2.1焊接焊缝外观缺陷的允许范围和处理方法7.2.2钢护筒加工精度及埋设要求1、管节外形尺寸的允许偏差（如表7.2.2所示）。表7.2.2管节外形尺寸的允许偏差2、管节对口拼接时，相邻管节管径差不大于3mm。3、管节对口拼接时，相邻管节对口的板边高差不大于3mm。4、钢护筒成品的纵轴线弯曲矢高的允许偏差不大于总长的0.05%，并不得大于20mm。5、护筒埋设允许偏差：顶面中心偏位宜为5cm。护筒倾斜度宜为1%。7.2.3钻进过程中的注意事项在钻进过程中冲程大小按通过的地层的具体情况确定：1、基岩层时，最大冲程控制在2m～3m以内，破碎基岩。最大冲程不宜超过3m，防止卡钻、冲坏孔壁。2、由于基岩较破碎，裂隙发育，为保证孔底基岩的完整性，在距离终孔标高50cm时，必须控制冲程，逐步减小，控制进尺。3、在掏渣后或因其它原因停钻后再次开钻时，由低冲程逐渐加大到正常冲程。在钢丝绳上油漆长度标志保证正确提升钻锥的冲程。7.2.4钻孔允许偏差控制钻孔允许偏差控制见表7.2.4。表7.2.4钻孔允许偏差控制值7.2.5灌注水下封底混凝土的要求1、灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉渣厚度，如超出规定，应进行二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。2、水下混凝土原材及配比必须满足规范要求。3、浇筑水下混凝土的导管内壁应光滑顺直，使用前要进行试拼试压，导管埋深宜控制在2-6m。8安全措施8.0.1对现场施工人员进行培训，增强现场施工人员安全意识，能够应对突发状况并采取急救措施。8.0.2对进场钻孔及其配套设备进行全面检修，保证机械的正常运转，钻孔及灌注过程做到随时检查。8.0.3各种泥浆池边设置安全标志及防护网，防止人员落入其中。8.0.4钻进及灌注过程中配备专职安全员，全程监控施工安全。8.0.5规范现场施工用电，保证各种机械设备的用电安全，防止触电。8.0.6汽车吊取得相应使用证，司机持证上岗，吊装时有持证信号工负责指挥。8.0.7规范现场施工人员，做到施工人员持证上岗。8.0.8高空人员应系安全带，水上施工人员穿救生衣，水上设备应做好带缆工作，加强雨季、汛期的防洪意识，并安排专人值班。8.0.9施工车辆进入钢栈桥或施工作业平台，必须将车辆停放在指定的位置，不得超载进入和超度行驶，不得违规转弯、倒车等。9环保措施9.0.1认真调查周边环境，制定相应的环保措施，并遵照执行。9.0.2施工中各种材料堆放整齐，必要时加盖保护，防止吹散污染环境。9.0.3施工中多余的混凝土、杂物不准随意丢弃，应在指定的地点堆放，再将其转移到地面。9.0.4施工过程中，加大管理力度，定期对施工人员进行培训，增强其环保意识。9.0.5引孔钻进过程中，及时将泥渣抽至运渣船，避免泥渣直接流入河流中。10效益分析10.0.1