江顺大桥墩桩基础施工技术探讨

摘要：文章主要对江顺大桥墩桩基础施工进行了探讨，在确保安全、质量的前提下，充分考虑既有资源配备，利用国内先进的KTY4000型钻机，采用成熟的施工工艺进行江顺大桥主桥25#～27#墩桩基础施工。

关键词：墩桩基础施工质量控制

中图分类号： O213.1文献标识码：A 文章编号：

工程简介

广佛江快速通道江顺大桥（以下简称“江顺大桥”）是连接江门市蓬江区与佛山市顺德区的桥梁。项目起点位于顺德区杏坛镇，中间跨越西江干流，终于江门市北部的蓬江区棠下镇附近。江顺大桥主桥对称布置，跨径布置为（60+176+700+176+60）m，边跨设一个辅助墩，主桥全长1172米，主桥桥式布置详见图3-1。主塔基础采用钻孔桩+圆哑铃型承台基础。主塔为H型塔，截面采用空心箱型断面，主塔设上、下横梁。斜拉索采用平行高强钢丝斜拉索。斜拉索锚固采用钢锚梁锚固方案。主梁采用钢箱梁结构，支承体系采用半漂浮体系，配重梁采用混凝土箱梁。

2墩桩基础施工工艺

2.1 25#～27#墩桩基础施工工艺概述

27#墩计划上6台KTY4000型液压动力头钻机5个循环进行钻孔桩施工， 5个月内完成钻孔桩施工任务。27#墩施工完成后，25#、26#墩利用此6台液压动力头钻机同时进行施工。

桩基础均采用KTY4000型钻机反循环钻进，垂直导管法灌注桩身水下混凝土。KTY4000型钻机在钻孔时钻头选型：砂层、强风化和中风化岩层用刮刀钻头钻进；微风化岩层用楔齿滚刀钻头钻进。钻孔桩施工期间由1台200t浮吊、1台100t龙门吊、1台80t龙门吊配合进行钻机的移位、钢筋笼安装和混凝土灌注等工作，并配2艘800t泥浆船，负责泥浆的存放及钻渣弃运。在24#～25#墩之间、栈桥下游侧设置长29.5m、宽24m泥浆池进行高性能泥浆拌制，采用泥浆管路泵送到孔位。钢筋笼在钢筋笼加工场采用长线法制作，再分节运到现场进行竖向对接，主筋的连接方式为滚轧直螺纹套筒接头型式连接。。

2.2桩基础施工准备

2.2.1 钻孔平台搭设

钻孔平台由支承钢管桩、钢护筒和上部贝雷梁主桁、下部桩间联接系组成，钢护筒参与支撑受力。钻孔平台按20年一遇最高水位设防，平台顶面标高为+7.5 m，与施工栈桥平齐相通。贝雷梁主桁支承于钢管桩和护筒挂桩上，贝雷梁主桁顶面铺设I25b型钢与1cm厚钢板作为平台面板。平台各构件间形成一个稳固的整体。防护栏杆高1.2m，钢管立柱直接与平台面板焊接固定。在钻孔平台纵向两侧设置38m跨龙门吊机走道梁，并与平接成整体。

2.2.1混凝土制备及供应方式

桩基混凝土由岸上混凝土工厂负责供应，生产能力为90m3/h。砂石料仓内应存有足够原材料，确保每根桩灌注混凝土不间断供应，满足施工要求。

2.2.2 泥浆配备及泥浆循环系统

1、泥浆配备

（1）、泥浆原材料

钻孔泥浆选用优质膨润土拌制。泥浆由优质膨润土、碱（Na2CO3）、羟甲基纤维素（CMC）和聚丙烯酰胺（PHP）等原料组成。

①、膨润土:为泥浆胶体质的主要来源，采用以蒙脱石为主的钠质膨润土或聚合膨润土，不能错用铸造用的膨润土。

②、纯碱（Na2CO3）:主要作用是增大PH值，使粘土颗粒进行分散，碱用量应使泥浆PH值处于8～10之间。

（2）、泥浆拌制

施工现场设置完善的制浆设备及配套建筑设施，其中包括：制浆原材料储存、堆放场及棚盖；泥浆搅拌机及高压水流自循环拌制泥浆机；泥浆池；各种泥浆进出口管道、龙头、阀门。

（3）、泥浆循环、净化系统的布置

①、钻孔泥浆系统布置

钻孔泥浆采用集中拌制、集中供应、集中净化的方式进行。

②、泥浆制备及供应

泥浆制备系统设于24-25#墩之间生产区场地内，设置2m3搅拌机2台。泥浆搅拌好后，储存于制浆池内待用。泥浆池设置3PN泥浆泵三台，泵送至储浆池内后泵送至各需用点。泥浆池总容量为2400m3，设为4个隔舱，分别为制浆池、储浆池、1#回浆池、2#回浆池。

钻机排出的带渣泥浆泵至泥浆预筛设施上，过滤除去粒径大于1.5毫米的钻渣，然后进入一台泥浆分离器进行净化处理后通过回浆管路流回孔内。分离出的钻渣通过溜槽排放到指定的泥碴船舶上。

3钻孔桩施工

3.1钻机选型

根据本桥桩基结构及地质特点，采用液压旋转钻机刮刀钻头及楔齿滚刀钻头反循环钻进成孔。由于钻机的排碴方式为气举反循环，钻孔深度不同时，所需风量不等，拟每台钻机配备一台20m3/min的电动压风机。待27#墩施工完成后，利用此6台KTY4000型液压动力头钻机施工25#墩和26#墩桩基础。

3.2 钻孔桩施工质量问题的预防及处理措施

1、斜孔、扩孔、塌孔预防及处理措施

⑴、安装钻机时，底座要牢固可靠，不得产生水平位移和沉降，并应经常检查、调平。

⑵、采用减压钻进施工，钻压小于钻具重量的80%（扣除水浮力），以中低速钻进，保证钻孔垂直度。

⑶、钻进过程根据不同的地层控制钻压和钻进速度，尤其在变土层位置、护筒口位置更要采用低速钻进。

⑷、选用优质PHP泥浆护壁，加强泥浆指标的控制，随时注意孔内泥浆液面的变化情况，孔内泥浆应始终高于江水面2.0m~3.0m，需要时补充新制泥浆，保持孔壁的稳定。

⑸、若出现斜孔，应将钻头放置倾斜位置上部不倾斜处，慢速来回转动钻具并缓慢下放，钻头下放时要严格控制钻头的下放速度，借钻头的重量来纠正孔斜。

⑹、一旦发现塌孔现象，应立即停钻。坍孔不严重时，采取改善泥浆性能、加高水头后进行钻孔；当护筒底口发生坍孔时应采取护筒跟进、下内护筒等办法进行施工；当坍孔严重时，应尽快回填，采用粘土并加入适量的碱和水泥，回填高度应高于坍孔处2～4m，待其固化后，提高泥浆比重快速穿过该地层。

2、缩径预防及处理措施

在软塑状亚粘土地层中可能出现缩径现象，施工时采取以下措施：

⑴、使用与钻孔直径相匹配的钻头以气举反循环工艺钻进成孔，采用优质泥浆清渣护壁。

⑵、在软塑状亚粘土层采用小钻压、中等转速钻进成孔，并控制进尺。

⑶、当发现钻孔缩径时，可通过提高泥浆性能指标，降低泥浆的失水率，以稳定孔壁。同时在缩径孔段注意多次扫孔，以确保成孔直径。

3、泥浆渗漏预防及处理措施

⑴、采用浓PHP泥浆，加大泥浆比重和粘度，停止钻进并停止循环泥浆，补充泥浆保证浆面高度，观察浆面不下降时方可钻进。

⑵、如果漏浆得不到有效控制，则在浆液里加锯末，经过循环堵塞孔隙，或减小孔内外水头差，使渗、漏浆得以控制。

⑶、如果在钢护筒底口漏浆，在采用上述措施得不到控制后，将钢护筒接长跟进。

⑷、在采用上述措施后，若漏浆仍得不到控制，要停机提钻，填充粘土，放置一段时间后，再进行施钻。

4钻孔桩施工质量保证措施

常规质量检测，钻孔桩质量检验标准见 表 3 。 钻孔桩除进行常规质量检测外，尚须进行如下质量检测：

表3 钻孔桩质量检验标准

钻孔桩混凝土强度达到设计规定后，对每根桩进行超声波检测。当一定数量的桩基符合检测要求后，由总监代表办公室书面传真通知检测单位。

5结束语

本工程按照原先制定方案，统一施工质量控制内容及验收标准，顺利完成施工，保证了广佛江快速通道江顺大桥主桥25#～27#墩桩基础的施工质量及安全施工。