深水基础施工技术

摘 要：本文介绍了岳口汉江二桥主桥58#墩深水基础施工中的关键技术控制，重点介绍了施工平台、钻孔桩施工及钢板桩围堰施工的具体技术措施。

关键词：施工平台、钻孔桩、钢板桩围堰

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

主桥作为岳口汉江二桥（Ⅱ）的关键部位，位于湖北省仙桃市和天门市交界的汉江段上。主桥从55#～60#墩，其起止桩号为K142+595～K143＋170，长575m，共设6墩，55#、56#墩位于北岸，57#、58#位于水中，59#、60#位于南岸。上部结构为73＋112＋150＋150＋90m预应力连续箱梁。

主墩58#所处河床中分布地层为第四纪全新统到更新统冲击层，河床面高程为23.02m，河床表面为细砂，厚度为14m左右，中部为粘性土，厚度为5m左右，底部为细砂及圆砾，厚度为33～50m。

58#墩中心桩号为K142+930，其主要数据见下表

墩号 桩底标高（m） 桩顶标高（m） 桩长（m） 桩径（m） 根数

58# ～53.980 18.020 72 2.3 18

承台施工采用钢板桩围堰，围堰平面尺寸为18.4m×32.8m，钢板桩长度为18m ，围堰顶高程为29.5m，钢板桩底高程为11.5m，钢板桩入土深度为4.42m，封底混凝土厚底为2.60m。围堰抽水高度为27.5m，围堰共设两层支撑，下层支撑用4片工56c型钢拼为一组作为导环，用Φ426×8和Φ600×8的钢管作为纵横向支撑。安装高程为21.97m；上层支撑以2片新制1000mm高的工字型钢钢梁拼为一组作为导环，用Φ1000×8和Φ600×8的钢管作为纵横向支撑，安装高程为25.97m。

二、施工平台施工

1、施工平台采用φ426mm钢管桩支撑，顺桥向布置4排，横桥向布置7排。

2、施工平台按布置4台50吨钻机进行设计，考虑施工时最不利荷载布置，钢管桩入土深度14m，保证35吨单桩承载力。河床施工过程中冲刷深度按3.5m计，考虑水流冲刷的“上冲下积”，上游侧入土深度以最少16.5m控制，中间以15.5m控制，下游侧按14.5m控制。

3、用35吨浮吊定位插打钢管桩。用拖轮把浮吊运至指定位置，上游侧用2个5吨霍尔锚，下游侧用2个1.5吨霍尔锚，两侧分别用2个3吨霍尔锚进行定位。

4、施工平台顺桥向主梁采用工56型钢，上铺设工40分配梁，为增加平台的受力的整体稳定，工56布置焊接在管桩槽口底部的牛腿上。管桩间用连接系联成整体，保证结构整体稳定。

三、钢护筒的插打

1、根据《桥涵上侧》公式计算，砂土里钢护筒埋深控制在5m，加上冲刷深度、考虑打入黏土层。58#墩河床砂层堆积较厚，根据河床标高控制打入土中10～12m，其中打入黏土层不少于1m。护筒长度为18.5～20m。

2、钢护筒采用δ12mm钢板，直径为2.5m，护筒直径偏差控制在±3mm，轴向偏差控制在±5mm，护筒根据起吊能力和自重变形分3节制作，每节长度6～8m。

3、钢护筒在插打前，检查导向架的位置，偏差控制在±3mm，并进行固定，钢护筒纵向允许只有一条焊缝，在对接钢护筒时纵向焊缝相互错开，并保证对接时的垂直度控制在

4、根据各地层厚度和摩擦系数，震动松散系数，计算下沉激震力结合现有设备，选用160吨振拔机。钢护筒首先依靠自重下沉，然后用160吨振拔机震动下沉。开始时为防止下沉过快引起倾斜，采用点动方式。钢护筒的插打顺序先从上游向下游逐根插打中间一排，再插打两侧。

5、各钢护筒上部用φ300mm钢管进行连通，作为泥浆循环用。

四、钻孔桩施工

1、主要机械设备的选用

由于钻孔桩较深，垂直度要求高，在设备的选择上，主要考虑转盘扭距大，自重大，能够满足桩深度的施工要求。经比较选择GPS-25型钻机，钻头形式采用四翼双腰刮刀钻头。

考虑细砂悬浮沉淀时间长，受施工场地限制，采用ZX-250型泥浆分离器，泥浆净化能力250m3/h，可将钻渣直接从泥浆中分离，处理后的泥浆可直接循环回孔内，不需要泥浆池沉淀。

2、泥浆的配置

由于地质主要为细砂层，成桩周期较长，桩较深，必须采用优质泥浆以保持孔壁稳定。在施工前泥浆配比试验，试验表明掺入膨润土的泥浆胶体率在95%以上，其中膨润土掺入为6%～7%的泥浆，黏度22～25s，相对密度为1.06～1.08，经过24小时陈化，泥浆相对密度和黏度基本稳定。当膨润土掺入达为8%时，经过24小时陈化，相对密度变化不大，而黏度达32～34s，不利于钻孔作业，在实际施工时按7%的掺入量进行泥浆配置。

3、成孔工艺的选择

根据地质特点和泥浆循环受施工场地的限制，采用泵吸反循环。

泥浆的制备采用2台ZJ～400制浆机和两艘550吨铁驳船，两艘船共可储浆800m3左右，用于向孔内补浆和砼灌注泥浆回收用。

护筒内泥浆顶面标高应高出水面控制在2.0～3.5m，泥浆顶面过高产生的压强会引发穿孔事故。

开孔初期采用正循环成孔工艺进行，当钻头穿过护筒底口进入黏土层，采用反循环钻进，在钻进过程中根据地层土质情况选择合适的转速减压钻进。

在泥浆使用过程中，各施工阶段的性能指标如下：

在实际钻进中,有遇到大石块现象,采取的措施为先用直径φ1.5m小钻头进行挤压钻进,然后用直径φ2.28m钻进，目的是把大石块挤入侧壁。

5、清孔

将钻头提离孔底20cm，向孔内注入优质泥浆，钻头慢速空转，进行反循环清孔，清孔结束后用测壁仪进行检测。

因钢筋笼底面标高离孔底标高相差5m，为了保证检测管不受力折断和防止钢筋笼上浮，在钢筋笼加设了8根通长钢筋，在低部设置一加强箍，顶部接长4根钢筋焊接在护筒上。在灌注过程中，当砼面离钢筋笼底1m左右时，控制砼的灌注速度，砼面进入钢筋笼底口3m时，导管提离至钢筋笼底口以上1m左右，防止钢筋上浮。

五、钢板桩围堰施工

1、钢板桩插打

（1）在钻孔桩完成后，拆除钻机、钻孔平台和平台定位桩，在1#、6#、13#、18#护筒侧焊接牛腿，在牛腿上焊接安装钢板桩下导梁，下导梁兼做插打钢板桩用导梁。

（2）插打顺序：钢板桩插打采用从上游向两侧同步逐根进行，在下游合龙。在转角处用异型钢板桩连接（见下图），由于逐根进行插打在下游侧合龙时误差较大，吊垂线检查上口误差5cm，下口误差8cm。现场处理方法：沿钢板桩中间通长割开，在割开部位焊接通长4mmV型钢板，在插打时V型钢板受拉力作用自动张开。

（3）钢板桩型号为拉森Ⅳ，插打时采用80吨振拔锤，钢板桩长度都采用18m，钢板桩围堰顶高程为29.5m，桩尖标高为11.5m。设计河床标高21.705m，钢板桩设计控制入土深度8m，在四周冲刷深度大于2m时，采用抛填砂袋措施，保证围堰有足够的抗浮力。

2、内支承安装

（1）围堰内支撑为二层，上层内支撑重120吨、下层内支撑重90吨，分别设置在标高为25.97m和21.97m处。首先在下层导梁上安装完下层内支撑，同时在1#和2#、5#和6#、13#和14#、17#和18#护筒顶部设置牛腿安装两根工40分配梁，用4台250吨千斤顶和4根φ32mm精扎螺纹钢，同步起吊下放至标高21.97m处，在下放过程中，控制高差不超过5cm。下放到位后将下层内支撑挂于钢板桩上。下放前必须先吸泥清基至标高21.00m。