２０ｌ３年２月 【文章编号】１６７３—００３８（２０１３）０５－０２４３—０４ 瞳硒目蒜商 交通建设 深水桩基施工工法 许永华 （福建畅祥公路工程有限公司 三明市３６５０００） 摘 要：结合三福高速公路尤溪互通２≠≠大桥深水桩基施工实例，介绍了钢管桩水中平台施工水中钻孔桩的施工过程 详细描述了该工艺施工的过程控制。该工艺施工方便易行，成本经济，对同类工程有借鉴意义。 关键词：高速公路；桥梁；深水桩基；施工；工法 １前言 （２）跨越水库、河流、海湾的铁路公路桥梁深水基 深水中修建桥梁等其他建筑物时，为了确保施工 础。安全，使基础施工方便易行，减少施工干扰，降低工程 ４施工工艺 １工艺原理 成本，可采取钢管桩水中平台方案施工水中钻孔桩的 ４．将浮箱、工字钢、桁架、卷扬机、卷扬机带动的旋转 施工。 ２工法特点 底座和起重机大臂等拼装组成浮吊，利用浮吊将浮箱 （１）施工过程中与陆地之间的联系非常方便，顺利 和工字钢组成的导向船为导向框架，使用浮吊依靠导 向船打设钢管桩，搭设水中平台，以水中作业平台为依 地解决了水中运输问题，并且安全可靠。 （２）平台搭设方法简单，并且施工过程中处处有平 托，下设钢护简、钻孔、下放钢筋笼、灌注混凝土。２工艺流程（见图１） 台，即使毫无水上生活经验，工人也可顺利施工而不会 ４．４．３施工方法要点 造成晕船现象。 ３适用范围 （１）水深在３０ｍ范围的深水基础施工。 ４．３．１钢管桩及钢护筒的制作 钢管桩所用的钢管和钻孔的水中部分所用的钢护 的底篮及模板系统，然后将挂篮主桁后退至墩顶位置， 序，箱梁合拢顺序、合拢温度和合拢工艺均须严格控 按拼装时的相反顺序拆除挂篮主桁杆件，拆除时两端 制。全桥箱梁合拢由边至中对称进行，先合拢边跨，后 对称地进行。 ３．６箱梁测量控制 合拢中跨。 ４结论 （１）挂篮行走要同步慢行，防止发生扭转。 （２）进行挂篮变形观测，力保线形顺直、混凝土外 （１）线形控制。 （２）立模标高确定。 （３）施工中测量控制要点 美内实，无错台、麻面等现象。 （３）挂篮的底篮要有足够的刚度，防止发生大的变 形而影响质量。 （４）挂篮定位要反复调整吊杆，确保定位准确，防 止发生扭转。 ①浇筑混凝土前挂篮各控制点观测； ②浇筑混凝土过程中的高程和轴线观测； ③浇筑后高程观测； ④预应力张拉后高程和轴线观测； ⑤合拢前，相接的两个悬臂最后２～４段在立模时 必须进行联测，以便互相协调，保证合拢精度； ⑥最后一段箱梁悬浇段立模标高须考虑施工荷载 的变化、合拢束张拉、体系转换等影响。 ３．７箱梁合拢段施工 （５）精轧螺纹钢应进行抗拉试验，施工过程中远离 电焊，以防形成缺陷产生应力集中。 （６）混凝土初凝时间控制在８ｈ以上，以防混凝土 浇筑过程中开裂。模板与老混凝土的接缝处应用拉杆 拉紧，以防新老混凝土产生错台。 （７）预留孔位置应埋设准确，吊点受力均匀。 （８）安全教育，注意施工安全。 ・２４３・ 主桥箱梁共设２个边跨合拢段、１个中跨合拢段。 箱梁体系转换，是控制全桥受力状态和线形的关键工 交通建设 叠弼圄蒜哺 ２０１３年２月 图２浮吊立面示意图 导向船定位，在导向船上根据每根钢管桩的布设位置 准确放出每根钢管桩的桩位，并依次安装定位框架。 （３）钢管桩下设：导向船定位后，机动舟将焊接好 的钢管桩钢管通过运输船运至墩位处，并将浮吊傍靠。 起吊钢管桩钢管，在钢管上做好长度标记，从定位 框架中插入，依靠自重缓缓下沉，根据钢管上的长度标 记确认入河床后再检查垂直度，作纠偏处理，起吊电动 振动锤，放在钢管顶卡在钢板上，开动振动锤对钢管桩 进行振动下锤，直至钢管反弹，方可认为已进入强风化 图１深水桩基施Ｔ＂ｒ艺流程图 岩，可停止振动下沉。在打入过程中随时观测垂直度。 （４）施工平台的搭建完成：钢管桩打设完毕，按照 平台设计进行平台的搭建完成。 ４．３．５埋设钢护筒 筒，均现场卷制。一般选用１０～１４ｍｍ厚的钢板，卷成小 节后，将小节焊接成大节。 每节钢管之间采用内外周圈焊接，焊缝宽度不小 于２ｃｍ。 ４．３．２浮箱拼装 在平台上精确定出桩位，放置导向架。入河床的一 节护筒在顶部外侧对称焊接卡板，浮吊提扁担梁起吊， 浮箱是浮吊的基础，由若干个小钢箱组成。小钢箱 护筒穿过导向架，靠自重缓缓下沉，卡板卡在导向架 外型为长方体底部周边为圆角，顶部为长方形，钢箱钢 上，同样办法起吊下一节护筒，并与上一节护筒对接 板厚度３ｍｍ，内部有钢制中隔板，顶部焊有带螺栓眼和 焊。护筒足够长以后，将会因自重下沉，待不再继续下 卡销眼的角钢及钢板，小钢箱之间通过螺栓和卡销来 沉，在护筒顶部焊接替打，加振动锤振动下沉，护筒反 ａｉｎ后停止下沉。 互相连接，顶部预留有锚栓孔，以连接固定锚机或其他 弹明显时持续５ｒ４．３．６钻孔桩施＿Ｔ－ 需要固定的设备。 护筒埋设好后，吊装钻机就位进行钻孔施工。从护 在岸边用汽车吊依次将小钢箱吊放下水，通过螺 栓连接和卡销连接并用的方式拼装成一个大浮箱。 ４．３．３浮吊拼装 筒至泥浆池之间采用泥浆槽连接，放置在平台上。泥浆 池是一个钢板加工成的钢箱，焊挂在平台上。 ４．３．７清孔 浮吊是水上作业的起吊设备，由浮箱及ＣＷＱ２Ｏ型 为了确保灌注成功，采用气举反循环法将孔内泥 拆装式桅杆起重机组成，在远处看浮吊主体是三脚架， 起重机结构由臂杆、立柱、斜撑、转盘底座及驾驶室组 浆全部换为清水。气举反循环主要设备为９ｍ，空压机 台，２０ｃｍ出浆钢管一套及３ｅｒａ射风软管一套、泥浆 成。转盘底座基础基本呈正三角形，三台卷扬机在浮吊 一的尾部正中位置，详细结构见图２。 ４．３－４搭设水中平台 泵２台。在钢管上距钢管底口４０ｃｍ处向上开一斜口， 接射风软管，清孔时，将出浆钢管下至距孔底４０ｃｍ，两 （１）浮吊抛锚；首先使用浮吊将锚碇在距设计桩位 台水泵往孔内不停送清水，启动空压机，利用反循环原 理从出碴钢管上口喷出。施工过程中要保证孔内水头 ６０～１００ｍ处进行抛锚，并用浮筒做为标识。 ５￣２．０ｍ，以减小护筒壁所受外压力。 （２）导向船固定：导向船定位时，用机动船将导向 在河面水位以上１．船推至设计桩位处加以锚定，然后利用导向船上的四 清孔应认真操作，钻孔底沉淀物厚度不得大于５ｃｍ。在 台卷扬机（俗称锚机），在测量指挥下，通过伸缩锚机将 灌注前（导管安装完毕后）检查孔内沉淀情况，如果大 ・２４４・ ２０１３年２月 曩黼宙嚣强 交通建设 于设计要求，可按相同办法进行二次清孔，确保沉淀厚 层，下部为砂土状强风化砂岩、碎块状强风化砂岩、弱 度小于规范要求值。 风化砂岩，其中淤泥、砂质粘土层较薄。 ４．３．８混凝土灌注 ７．１总体思路 钻孔桩所用混凝土在拌和场集中拌制，由混凝土 尤溪互通２＃桥跨度小，墩柱分散，采用钢管桩水 罐车运到临时码头旁。在临时码头处设置滑槽，混凝土 中平台方案施工，发挥浮吊和浮箱的作用，成本经济、 由滑槽滑至运输船上的料斗内，由运输船将料斗拖至 方便易行。 墩旁，浮吊吊灌。导管一般埋深为４ ５ｍ，以确保混凝土 ７．２施工平台 的密实度。必须保证每趟运输时间不能超过４０ｍｉｎ，保 尤溪互通２＃大桥右线桥幅宽１２．Ｏｍ，桩中心间距 证混凝土坍落度。 ６．０ｍ，左线桥自４＃墩开始采用线性和非线性加宽，基 ４．３．９平台拆除 本幅宽１２．Ｏｍ，最宽１６．Ｏｍ，最宽处桩间距８．７０ｍ，每个 桩基施工完毕，由上至下拆除平台。横纵梁、斜撑 水中墩要搭设一个１５ｍｘ８．Ｏｍ的作业平台，管桩按 拆除后进行管桩拔除。浮吊起吊振动捶直接夹住管壁， １４ｍｘ８ｍ布置，根据不同桩间距调整内侧两排管桩间 启动振动捶，边振动边缓缓起钩，可将管桩拔除。因混 距，见图３。 凝土与基岩连接的管桩，潜水员下水割除。 ５质量技术措施 （１）严格按照设计文件及施工组织施工，记好各项 施工检查记录，填写隐蔽工程检查证。施工前做好技术 交底，切实做到施工人员人人明白技术标准和施工工 图３ 序。 表１ 单位：ｍ （２）加强材料管理，所有进场材料要严格把关，做 — ６．Ｏ ６．５９９ ７．ｏ６ ７．４０ ８．７ 到不合格的材料不进场，无合格证材料不准使用，使施 Ａ ５．８４ ５．５４１ ５３１ ５．１４ ４．６６７ Ｂ ２－３２ ２．９１９ ３．３８ ３．７２ ４．６６６ 工全过程的工程质量处于受控状态。 Ｃ ３．１２ ３．１２ ３．１２ ３．１２ ３．１２ ６安全措施 平台顶面高程为８８．５ｍ，相邻管桩用 １０￣１０角钢 （１）一切行动听指挥，听从统一安排。施工人员坚 呈剪刀形式连接，如图。纵桥向每排钢管的外侧两根管 守岗位，未经许可，不得擅自离开岗位，发现异常情况， 桩项面切割企口，安装Ｉ４０ａ工字钢横梁，横桥向铺１２ｍ 立即报告现场指挥，指挥根据情况分析判断下达命令。 长桥面梁，长度不够焊接Ｉ４０ａ工字钢，注意留出护筒空 （２）必须遵守水上作业的基本要求，穿救生衣、防 档，其余地方满铺５ｃｍ厚木板，周边设钢管桩栏杆。详 滑鞋。 细布置见图４。 （３）浮吊起吊各种重物时，应先提升１０～２０ｃｍ，检 查尾部浮箱配重合适，吃水在警戒线以下，其它各部分 良好后，方可继续起吊，起吊杆件必须有固定的信号指 挥，旗语准确，传闻迅速，吊件下严禁站人。 （４）导向船与机动舟，导向船与浮吊，机动舟与浮 。 吊，浮吊与运输船，以及机动舟，浮吊，运输船之间相互 ｌ 傍靠时，要用钢丝绳在船上绑好，确保工作人员上下安 １ ． ■—－、ｑ ． 全，并使工作平台保证相对稳定，相互停靠时要避免引 Ｉ 起碰撞，不可随意停靠。 一 一 ●’ ’ ７工程实例 圈４ 尤溪互通２＃大桥位于尤溪县大排村，横跨尤溪水 ７．３浮吊 库，为左右幅分离式桥梁，左幅全长３９６ｍ，右幅全长 ＣＷＱ２０型起重机的主要技术性能为：臂长２０．５ｍ， ３６９ｍ，左右幅各有６个墩落在深水中，水中基础为２．２ｍ 最大起重量２０ｔ，起重幅度范围４．５４～２０．６７ｍ，臂杆回转 直径的钻孔桩，最大桩长４９ｍ。水库常水位８７．ＯＯｍ，最大 角度范围２２０。，臂杆变幅角度范围６￣７８￣，起升高度 水深１８ｍ，水库正常时水面平稳，只有在大雨时水库放 １７．６３ｍ。 水方有不同程度的落差，最大落差３ｍ。施工区域地层： 根据浮吊的结构需要，选用１３个９ｍ￣２．７ｍ￣１．６５ｍ 为剥蚀丘陵夹溪谷地貌，上部为淤泥、砂质粘土、卵石 型号的小浮箱连接成浮吊平台，布置形式为５＋５＋３，总 交通建设 曩村目黄哺 ２０１３年２月 长２７ｍ，总宽１３．５ｍ，其中尾部３个小浮箱加水配重以 浆水头、比重都比护筒外侧大，因此容易出现漏浆现 满足起吊时吃水平衡。 象。常用方法为在原护筒上接长护筒，继续打入，直至 ７．４钢管桩及钢护简的制作 穿过破碎层，使护筒入岩深度加长，堵住漏浆。左８—１ 最大水深为］８ｍ，每根桩的护筒和钢管桩长度都 在钻孔过程中，漏浆后，加振动锤将护筒又打入０．５４ｍ， 在２０ｍ左右，所以一般护筒焊接成２大节，每大节长为 前后共入覆盖层２．２４ｍ。 ９ １ ｌｍ，钢管一般焊接成１６～２３ｍ一大节。每节钢管之 ７．７钻子Ｌ桩施工 问采用内外周圈焊接，焊缝宽度不小于２ｃｍ。 ７．５搭设水中平台 ７．５．１浮吊抛锚 就位钻机进行钻孔桩施工。 ７．８清孔 采用气举反循环法将孔内泥浆全部换为清水。孔 首先使用浮吊将锚碇在距设计桩位６０～１００ｍ处进 底沉淀物厚度不得大于５ｃｍ。清孔彻底的标志是反复 行抛锚（锚碇为一块４立方大小的混凝土预制块，重约 清孔，再无任何泥浆、石块喷出。根据孔深不同，一般３～ １０ｔ），并用浮筒做为标识。 ５ｈ，可将孔内泥浆全部换完，达到沉淀要求。清孔完成 ７．５．２导向船 导向船由４个９ｒｅｘ２．７ｍｘ１．６５ｍ型号的小钢箱组 成。 ７．５．３钢管桩下设 后准确量测孔深，孔深应比设计超深不小于５ｃｍ。在灌 注前（导管安装完毕后）检查孔内沉淀情况，如果大于 设计要求，可按相同办法进行二次清孔，确保沉淀厚度 小于规范要求值。 ７．９混凝土的运输及灌注 ７．９．１钢筋笼施做 尤溪互通２＃大桥由于河床覆盖层较薄，其下为强 风化砂岩，在施打过程中，管桩进入覆盖层时下沉速度 较快，管桩进入强风化砂岩时表现为振动捶反弹强烈， 钢筋笼在岸上进行加工，在成孔后用浮吊运至孔 ＤＺ４０振动捶振动荷载为２３０ｋＮ，远大于检算时的单桩 边，一般为１５ １８ｍ为一节进行吊装，在第一次清孔结 承受荷载，故将管桩下沉速度作为停止施打的依据，在 束后下钢筋笼，在钢筋笼焊接完毕后，注意钢筋的搭接 持续振动５ｍｉｎ后管桩下沉在２￣３ｃｍ范围内时，即可停 长度，钢筋笼的垂直度，为防止钢筋笼偏位，在钢筋笼 止施打，能够满足承载及稳定要求。 侧面加垫块。 左８一ｌ平台钢管桩施打过程如下：导向船定位后， ７．９．２混凝土灌注 在大致管桩位置处测量水深为１６ｍ，通过预计钢管桩 运输船上装有２．５ｍ３料斗４个，混凝土由滑槽滑至 打入河床深度３ｍ，焊接钢管桩总长为２１ｍ，钢管桩起 运输船料斗内，由运输船将料斗拖至墩旁，浮吊吊灌。 吊就位后，通过自重进入河床０．８ｍ，加振动锤振动，管 使用一艘运输船，在整个混凝土的浇筑过程中，基本能 桩继续下沉０．５ｍ后，振动反弹强烈，确认已进入强风 保证４０～４５ｍｉｎ一个循环（每循环为运输船运一趟混凝 化层，继续打入河床至２．８ｍ后，振动锤持续振动５ｍｉｎ 土，每趟１０ｍ３）。 不见继续下沉后停止振动。正常情况下，整个过程为 ７．１０平台拆除 桩基施工完毕，由上至下拆除平台。 １２ｍｉｎ，平均入河床２．０ｍ，入强风化岩１．０ｍ。每根钢管 桩施打时间在１０ ３０ｍｉｎ之间，在振动锤持续振动５ １０ｍｉｎ下沉量小于５ｅｒａ左右停止。 ７．５．４施工平台的搭建完成 ｌ２根钢管桩打设完毕，按照平台设计进行平台的 搭建完成。 ７．６埋设钢护筒 在平台上精确定出桩位，放置导向架。导向架是高 ４ｍ，平面２．６ｍ见方的钢框架，中间有２．５ｍ见方的空 间。左８—１平台钢护筒施打过程如下：根据钢管桩施工 的资料，此处软弱覆盖层约为１．５ｍ，钢护筒预计打入 ２．５ｍ，加工护筒总长为（１．８ｍｘ３＋１．５ｍｘ３ｍ），（１．５ｍｘ７ｍ） 两节，加焊缝总长２０．５４ｍ。 在钻孔过程中，因地质情况较为复杂，钻头对地基 的扰动影响较大，容易出现缝隙和松散层，且护筒内泥 ・２４６・