水域大直径冲击成孔灌注桩施工技术

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摘要：本文对水域大直径冲击成孔灌注桩在施工过程中采用的围堰筑岛、护筒埋设、成孔及水下砼灌注施工技术予以介绍。

关键词：水域大直径桩、围堰筑岛、施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1、概述

洣水河特大桥位于湖南省攸县境内。大桥设计全长1157m,跨径为25-50m，下部结构为钻孔桩基础，桩径为Ø1.2m、Ø1.5m、Ø2.0m、Ø2.6m四种（其中Ø1.2m、Ø2.0m桩为桥台桩，Ø1.5m、Ø2、6m桩为桥墩桩）。桥址范围为跨越洣水及其河漫滩、县乡公路等，水面宽度约150m，最大水深约10m,,施工期间河水水位标高约76m,,洪水期水位标高可达79m。

桥位处地层结构依次为粉质粘土、中粗砂、淤泥质粉质粘土、卵石、残积粉质粘土、泥质粉砂岩、长石石英砂岩、中风化砾岩，桩尖持力层为较完整中风化长石石英砂岩、砾岩、中风化泥质粉砂岩。

施工工艺技术

针对现场条件，我们主要采取了以下工艺措施。

2.1机具配套

先期对首件工程11-2＃桩采用挖孔桩成孔，因其砂、卵石地层孔隙水与河水相通，水量较大，改为开挖21-0＃、2＃桩，当开挖至第三模孔深2.5m时，孔底涌水较大，用水泵抽水，孔底孔壁垮塌，无法继续开挖，停止施工。

针对以上情况，我们选用了冲击钻进成孔工艺，配合Ø 300mm游轮速接式导管进行水下混凝土灌注成桩，满足了现场施工需要。

2.2水上作业平台及便道的填筑

水上施工平台采用了筑岛围堰施工方案。洣水河特大桥1＃、2＃、3＃墩位于水中，河水深度10m左右，我们采用了填土围堰筑岛方法进行施工。首先测量班对河中1＃、2＃、3＃墩位筑岛平面位置放出控制点，并在控制点上做上明显标志，然后先从醴陵河岸向1＃墩，4＃墩向3＃墩方向同时开始填筑，取土填筑高出河床水位1.5-2.0m左右后，用机械对填土进行了平整压实，值至符合施工要求，依此方法接着由3＃墩向2＃墩填筑。为防止河水对筑岛平台边坡及平台施工便道产生影响，墩台之间的便道下部预埋了管涵，管涵设置于常水位一米以下,有效地减小了水流对筑岛边坡的冲刷，人工水中筑岛边坡以草袋装土堆码。填土顶标高高出常水位1.0-1.5m以上。

2.3水上桩护筒埋设

在水上平台筑岛施工结束后，利用全站仪放出每根桩位的准确位置并做出标记。钢护筒采用厚10mm的钢板卷制而成，内径为大于桩径20cm，每节1.8m，用平板车运至施工平台。钢护筒下置时，用挖掘机进行开挖吊装。为保证钢护筒的平面偏差和垂直度满足规范及设计要求，我们采用全站仪复核。对于1＃墩桩位一半山体斜坡基岩、一半填土桩位，先采用了人工爆破、机械开挖的方法，将原斜坡岩面挖除整平，再将护筒下置预定位置，复测后回填粘性土夯实护筒四周，避免了施工过程中半岩半土偏孔现象的发生。

2.4冲击钻进成孔施工及措施

2.4.1钢护筒安放就绪后，我们在同一平台安放了两台CZ-30桩机。为做到互不干扰，同时预留进出通道，两机组均以垂直墩位中心线平行间隔摆放，并在桩机边各挖一个泥浆池，泥浆池开挖尺寸5×6×2.0m，并架设一台3PNL高压污水泵。因筑岛时间较短，填土松散，无法密实。泥浆池开挖后我们用塑料彩布垫在池底和四周，防止了泥浆的漏失和泥浆池的坍塌。施工过程中及时对当泥浆池中的钻渣进行清除。

2.4.2在施工4-0＃桩（Ø2.6m）时，当钻至孔深25.0m时，由于施工人员操作不当，导致钢丝绳断裂，冲锤掉入孔底被埋，造成埋钻事故。我们采用返浆头放入孔底泥浆循环清孔，并采用打捞锚与钻机主机绳连接放入孔底挂钩锤头保险绳。重复上述方法，钩住冲锤并打捞上来，处理该事故耗时2d。

2.4.3施工5-2桩（Ø2.6m）时，因粉质粘土、於泥质粉质粘土地层缺失，桩孔上部砂卵层较厚，砂、卵石土造浆所产生的泥浆护壁粘度小，含砂率高，成孔时孔底钻渣无法上返，进尺缓慢。经过多次填入黄土造浆清渣，转入正常钻进状态。钻进进入泥质粉砂岩后，钻机负荷较大，泥质粉砂岩经水泡化与冲锤冲击形成吸力粘锤，我们采用排渣调浆化解粘锤难题，效果较好。

2.5清孔

当钻至设计标高后，迅速进入清孔工序。我们采用了正循环工艺进行清孔除渣，直至孔底沉渣（＜5cm)，泥浆指标（比重＜1.1-1.2，含砂量＜2%)达到技术规范要求。

2.6钢筋笼的制作与安装

钢筋笼严格按设计图纸制作。为加快施工进度，后期我们配置了钢筋直螺纹剥肋滚丝机，采用套筒丝扣联接，提高施工效率，满足了钻机施工需求。

为了防止钢筋笼在吊、运过程中变形，钢筋笼在钢筋场分节预制，并在笼内每隔2m加焊了一道三角撑。Ø2.6m桩4根声测管随钢筋笼内对称分布。单桩钢筋笼井口吊装焊接时间，前期一般为10小时左右，后期为5小时左右。

2.7水下砼灌注

2.7.1水下砼 灌注采用了导管法，导管进场后组织了专业技术人员协同总承包方技术员对此进行了水密试验，试验压力达到0.7MPa，持压0.5小时，导管管壁及接头处均无渗水现象。

2.7.2本合同段共建设搅拌能力为40m3/h的搅拌站2个，配备了容积为10m3砼运输车10辆，灌注导管的起、下提升是利用钻机卷扬机来实现的。灌注时，水下砼灌注用搅拌车将砼运至孔口，直接将砼倒入灌浆斗中。因Ø 2.6m桩初灌量较大，先把第一车砼料放满3m3料斗后退出，第二车10m3砼料对准料斗拔球放料，保证了桩初灌量及埋深要求。灌注时，严格控制导管埋深，并认真做好灌注记录。控制桩顶砼面标高，用测量锤探测砼面深度，避免了桩顶砼超灌、欠灌现象的发生。单桩的水下砼灌注时间可控制在4-5小时范围内。

3、结束语

洣水河特大桥冲击成孔灌注桩，桩径大，地形条件相对复杂，部分地层缺失、基岩，施工难度相对较大，遇到困难较多，但通过我们采取以上综合施工技术后，较好的完成了桩基础施工。