桥梁深水基础施工技术

【摘要】桥梁深水基础施工难度高，危险性大，近年来一直被人们所重视，施工中只能按照深水桩施工的工艺要求进行施工。本文介绍了桥梁深水基础施工关键技术，进行了桥梁深水基础施工实证分析。

【关键词】桥梁深水基础施工实证分析

Abstract: The deep-water bridge foundation constructiondifficult, dangerous, in recent years has been valued by the people, the construction can only be constructed inaccordance with the process requirements of theconstruction of deep water pile. This article describes thekey technology for deep water as a bridge foundation construction, bridge deep foundation construction empiricalanalysis.Keywords: bridge deep foundation construction empirical analysis

中图分类号：K928.78文献标识码：A 文章编号：

桥梁深水桩基础设施施工是近年来随着国外交通设施的高速发展而逐步发展起来的，深水桩具备施工难度高，危险性大等特点，所以近年来一直被人们所重视，施工中只能按照深水桩施工的工艺要求进行施工，才能取得良好质量的工程。

一、桥梁深水基础施工关键技术

1、钻孔

在钻孔施工前在钻孔平台的顺桥向布置机具垫梁和钻机走道，并进行试钻，同时取得钻进的各施工参数。在施工场所适当位置设置泥浆池，最好选用优质膨润土进行造浆，在造浆前应提前试验并记录泥浆性能指标，以便施工中参考。在刚开孔时，钻机应轻压慢转，在正常钻进时要密切注意泥浆指标和钻进速度，根据泥浆指标来保证用制备的泥浆能够将钻进中形成的劣质泥浆置换出来。钻孔过程中如果发现偏斜现象应及时采取措施给予纠正。最终成桩质量控制如表1。

表1 成孔质量允许偏差

2、捞渣及清孔

钻孔结束后将钻头提至孔外，然后采用气举反循环钻对孔内进行清碴，其工作方法是将高压风通至导管内，在导管上部形成气水混合物负压区，由于上部负压导致孔低泥浆及石渣沿着导管随负压区上升，最终排出孔外，排出孔外的泥浆经泥浆分离器进行分离后，纯泥浆回流到孔内，因该方法施工原理是从孔底直接抽碴，所以能再很短时间内将孔底石碴及浓浆等沉淀物吸附出来。清孔完成后需向孔内补充清水以保证孔内水头，之后便可拆除钻机，准备下道工序施工。

3、钢筋笼制作与吊装

在对桩孔清孔完成后，应立即进行钢筋笼安放工作。钢筋笼钢筋的连接方式以往多采用现场电焊，该方法不仅进度慢，而且质量不易保证，近年来多数深水桩工程使用冷挤压套筒连接或直螺纹连接等连接方式。由于钢筋笼一般为在岸上通过单独施工方制作，然后再用自制简易钢筋运输车运送，到达水域后再经驳船运输至施工平台，所以为保证钢筋笼在运输途中遇阻时可随起随落和转，在制作时一般在笼内对称布置声测管，该管一般采用焊接方式连接，以保证足够的密封长度，并且一般在接头处缠绕塑料胶带做辅助保护。并在管体上预留卡环，卡环之间用铁丝连接以抵抗混凝土上升过程中对管壁的摩擦力，并用铁丝将声测管与钢筋笼连接，防止管体上浮。钢筋笼吊装要保证笼体与桩孔垂直，吊装要慢速、匀速，以确保钢筋笼与孔壁减少摩擦。

4、混凝土浇筑

水下混凝土浇筑前应做好机械设备检查工作，机修人员要做好应急准备工作。并应协调好搅拌站、实验室、生产调度、技术等部门之间的协调工作，确保混凝土从搅拌到运输到浇筑层层都有部门把关，保证施工过程中不出现任何事故导致影响施工质量或施工工期。一般水下混凝土性能要求为初凝时间少于18h，坍落度不小于20cm，无离析、泌水现象。浇筑过程中首盘混凝土放量应控制在10m3 左右，引流导管的悬空高度为50cm 左右，在首盘浇筑完成后导管埋深一般不小于100cm，并在以后施工中每次拆管前都必须确认导管埋深。混凝土浇筑要快速连续，混凝土配合比要严格控制，应首选低热水泥外掺粉煤灰和高效复合外加剂，施工时要分层浇筑，甚至采用在内部预埋水管以便通水降温。同时要防止在施工过程中发生堵管、卡管等现象，混凝土的搅拌、运输、浇筑速度要配合好，以防混凝土浇筑不连接或混凝土在现场堆积现象发生。混凝土灌注结束时，混凝土表面要高于设计桩顶标1 － 1. 5m 左右，以防止桩顶出现夹层或硂不密实。浇筑完成后再拔最后一节导管时，速度慢，以防止桩顶沉淀的杂质挤入导管下形成夹心现象。

二、桥梁深水基础施工实证分析

某桥是120m+ 200m+ 120m 预应力混凝土连续刚构结构, 位于水深达60 多m 的千岛湖库区中, A桥基础入水深、下部结构施工难度大。本文结合A桥对桩基础的施工方案进行介绍。

1、深水基础的设计

根据A桥桥位处的水文、地质情况, 经过充分的方案比选, 由于桩基础具有施工难度小、材料用量少、工程造价低等优点, A桥桥梁主墩决定采用高桩承台大直径钻孔灌注桩基础。钻孔灌注桩既发挥了大直径桩的抗弯优势, 又减少了基桩数量, 使基础工程工作面降低到必要限度, 有利于加快施工进度, 减少基础施工的风险。

基桩在满足规范要求及稳定安全条件下尽可能小间距布置, 以减小承台尺寸。各主墩桩基全部采用4根ø2.9m 的钻孔灌注桩, 在水中段桩基外设钢护筒, 护筒外径312m, 钢护筒伸入弱风化炭质泥岩夹炭质页岩312m, 桩基伸入微风化炭质泥岩夹炭质页岩7m, 按嵌岩桩设计。

2、桩基平台结构

在深水中施工桩基, 必须搭设施工平台, 主要方法有: 支架工作平台、浮式工作平台。A桥桥墩处水深近60m, 深水裸岩条件下若采用固定支架平台, 则支承桩稳定性较差, 材料投入大, 工序时间较长。由于库区水深虽大, 但流速小, 湖面风浪不大, 当时距A桥相邻约4~ 5km 的某湖大桥已成功采用浮式工作平工, 其桥梁形式亦为连续刚构, 且基础形式及地质、水流状况等条件与A桥相仿, 因此A桥的桩基施工平台采用浮式工作平台。

桥墩施工由于水深, 需起吊的钢管重量大(最大钢护筒重130t ) ,某湖库区内无可以租用的大型浮吊, 故需拼装有足够承载力及刚度的庞大浮体来支承相应的施工荷载, 本桥浮式平台选择中-60 浮箱组合体作为刚性浮体, 2 组浮体通过150 t 龙门吊及钻孔平台连为整体, 解决钢护筒、钢管安装, 混凝土起吊等作业问题, 提供水上施工作业面。平台通过设置水下锚固点或地锚来承受水平荷载及因水平或竖向荷载引起的平台倾斜。钻孔作业时平台与钢护筒完全脱离, 钢护筒之间通过水下连接系相互连为刚性整体, 解决了钢护筒的自身稳定问题。

工作平台由浮体、锚锭系统、1 500kN 门架、桁车及起吊系统、钻孔平台等组成(见图1) 。

图1 浮式工作平台示意

浮体分2 组, 每组由18 个中- 60 浮箱通过贝雷架连成整体, 每组浮箱尺寸为32m @ 9m @ 2m, 可承受9500kN竖向荷载。其上安装有1 500kN 龙门吊、钻孔平台、100kN 卷扬机、马口、带缆桩等。