特大桥水中基础施工分析

李文光　方鸿斌　邓勇维

（湖南路桥建设集团有限责任公司湖南长沙　410000）

特大桥水中基础施工分析

李文光方鸿斌邓勇维

（湖南路桥建设集团有限责任公司湖南长沙410000）

水中桩基施工一般工艺流程为钢栈桥搭设、钢平台搭设、钢护筒加工及振动下沉、泥浆制备、钻机就位及对中、钻进及地质资料复核和判断、终孔及换浆清孔、钢筋笼加工及就位、声测管同步安装就位、二次清孔、导管密水检查及安装就位、料斗容积计算及剪球等准备、混凝土搅拌及运输、水下混凝土灌注及灌注过程控制等，在施工过程中必须严格按流程组织施工，这是必须要完成的技术管理和最基本要求。本文结合具体工程案例，重点就特大桥水中基础施工进行了分析。

特大桥；水中基础；施工分析

引言

本工程施工中克服了桥址河段淤泥性游荡型河道洪水峰高量大、含沙量高、流速冲刷大，冬春交替季节有冰凌且撞击力大等不利施工条件，因地制宜采用了切实可行且较优化的施工方案。本工程2011年1月开工，2012年11月30日主体结构完成，比业主要求的节点工期提前3个月，优良地完成了该工程主体结构施工任务。取得了一定的经济和社会效益，该桥的施工技术有一定的独创性和推广价值。

1　工程概况

某一特大桥（全长9928.66m。主桥由1-99.05m简支钢桁梁和10-128m简支钢桁梁组成。南主桥工程里程范围为K003+ 521.000～K004+159.000，包括主桥主跨跨中以南的主塔基础、索塔、辅助墩、交界墩、混凝土主梁、钢箱梁和斜拉索的安装等施工。南引桥工程里程范围为K004+159.000～K005+362.000，包括邻接主桥的过渡孔连续箱梁桥（4×67.5m）的箱梁、墩身、承台、桩基等施工和邻接引道的连续梁桥[7×（4×30m）+（3×30m）]的箱梁、墩身、承台、桩基等施工。南引道长0.058km，里程范围为K005+362.000～K005+420.000，包括路基及其防护、排水设施等施工。

2　主桥施工及跨黄河大堤钢桁梁施工

2.1钻孔灌注桩施工

根据水文地质条件和工期要求，29#墩桩基础采用旋转钻机与冲击反循环钻机相结合进行钻孔施工。根据实际需要和设备施工能力采用两种成孔方式：①从开孔到终孔均采用300型旋转钻机进行施工。②先采用YCJF-25型全液压冲击反循环钻机钻进50～60m深，再换用300型旋转钻机继续钻进直至成孔。YCJF-25型全液压冲击反循环钻机钻进最大孔深为80m，最佳钻孔深度为60m左右。因此在钻孔施工中，YCJF-25型全液压冲击反循环钻机起辅助作用，最终成孔由300型旋转钻机完成。旋转钻机钻孔施工采用优质泥浆护壁、气举反循环工艺钻进及成孔。

2.2水中承台施工

水中主墩总共有3个，分别为90#～92#墩。承台尺寸均为29.8m×14.5m×4.5m，混凝土为C35，采用钢板桩围堰施工。桩基施工完后，拆除平台，插打钢板桩，然后吸泥至设计标高，水下混凝土封底，接着边抽水边安装内支撑，清基，破桩头，绑扎钢筋，立模，浇筑混凝土。钢板桩采用目前截面模量大、抗弯强度高的拉森Ⅵ型钢板桩，并在内部加多道内支撑和钢框梁，以确保安全施工，见图1。主桥承台尺寸较大，属大体积混凝土，施工时用低水化热混凝土，一次性浇筑完成。在承台内沿高度和纵横方向间距<1.5m布置冷却循环水管以降低混凝土水化热，减少内外温差。加强混凝土养护，避免混凝土产生收缩裂缝。

图1　钢板桩围堰示意图

2.3墩身施工

墩身施工采用整体钢模灌筑混凝土，模板采用精加工的大块钢模，一次立模现浇完成。大块整体钢模，选用6mm厚钢面板，加工时，派专业工程师在加工厂家进行全过程跟踪，保证面板平整度、接缝、尺寸误差等质量要求。

3　钢护筒施工控制关键点分析

3.1钢筋笼制作

在钢筋加工车间分节制作，在现场接长。钢筋笼采用卡模并配以加劲筋定型制作。钢筋笼的加工误差应符合规范要求。同一截面主筋接头数量不超过主筋总数量的50%，钢筋接头错位长度应符合规范要求的35d，钢筋笼的主筋为φ28mm螺纹钢，则其接头错位长度应不小于35×28mm=980mm。为保证钢筋笼在运输和吊装过程中不变形，应按设计图安装内撑。

3.2钢筋笼的贮放、运输和吊装

钢筋笼的贮放必须在干净平整的地面上实行，并铺垫枕木。钢筋笼的各节段要排好次序，便于使用时按顺序运出。在每个钢筋节段上都要挂上标志牌，写明桩号、节号，然后覆盖防水布，防止生锈。钢筋笼的运输和吊装以确保不变形为原则。吊装宜采用两点吊方式。

3.3钢筋笼的连接

钢筋笼对接要保持垂直。钢筋笼的接头采用镦粗直螺纹钢筋接头进行连接，其接头检验应按照规范要求进行。每一节钢筋笼接头连接完毕后，按质检程序验收后方可下放。

3.4钢筋笼的下放

钢筋笼下放，要使其平稳地下至孔底，防止钢筋笼撞坏孔壁，造成塌孔和扩孔情况。为满足钢筋笼的防腐要求，下放钢筋笼时，在钢筋笼外侧安装钢筋保护层定位卡，定位卡为塑料材质，按设计要求进行布置。

3.5声测管的安装下放

声测管严格按设计图纸要求制作并牢固绑扎在钢筋笼上。声测管的接长、下放随钢筋笼的接长和下放同步进行。声测管接口采用丝套型，声测管接缝要密封、不漏水。为平衡声测管内外压力，每下放两节钢筋笼，就向声测管中灌注一次清水。钢筋笼下放就位后，将声测管上口堵好，防止杂物掉入堵塞声测管。

3.6钢筋笼的定位

钢筋笼下放至设计标高后，在钢筋笼顶面采取提吊保护措施，定位钢筋笼平面位置，并依靠护筒固定。

4　水下混凝土灌注过程中的关键技术控制

4.1换浆及清孔

在桩基满足设计要求终孔后及时进行换浆和清孔，通过清孔降低泥浆比重、含砂率及孔底沉渣厚度，在换浆清孔过程中注意泥浆比重降低时要预防塌孔，可通过提高孔内水头压力来预防塌孔。泥浆比重控制在1.15左右，太大对混凝土灌注影响较大，太小又容易沉淀使沉渣厚度不易控制，对泥浆性能指标要求较高。

4.2水下混凝土灌注过程控制

首批混凝土方量计算，料斗设计及加工，导管密水试验及检查，剪球控制等，都是必须做的常规项目和工序要求，这里须要说明的是，在灌注过程中应加强对混凝土顶面标高的检查和控制。根据后续围堰封底施工的需要，应对桩顶面混凝土灌注标高控制和要求极为严格，否则很容易导致围堰封底不成功和漏水等事故发生。

有效控制桩顶混凝土面灌注标高有如下方法：①加强过程量测，在测锤底面焊接一块水平钢板，以降低和消除泥浆及沉渣等不利影响程度；②通过混凝土灌注方量进行校核；③在灌注过程中及时向孔内灌注清水，稀释和降低混凝土顶面泥浆比重、浮浆和沉淀物厚度；④将桩顶实际灌注标高较规范要求多灌注60～90cm提高到120～150cm，以确保后续围堰封底施工顺利进行。

护筒底口是一个薄弱部位，在钻孔、清孔和灌孔过程中，由于泥浆比重的不断变化和混凝土比重较泥浆比重大得多，因此对护壁的压力也是一个不断变化的曲线，通过对混凝土灌注面标高的及时量测，在接近护筒底口标高时尽量降低孔内水头高度，以降低对护壁的压力。如果孔内对护壁压力大于孔外水面的压力，则很容易将护壁击穿，导致严重超方量灌注同时发生对围堰封底产生严重影响的事故。因此，必须通过及时量测和掌握第一手翔实的实际资料，及时验算和掌控护壁的内外压力差，以保证桩基水下混凝土灌注顺利进行。

5　结束语

深水桩基施工是一项复杂而艰巨的工作，不确定影响因素较多，施工潜在风险较大，洪水影响也较大，塌孔、埋钻、掉钻等现象时有发生。为预防上述情况发生，一方面要加强现场施工管理，另一方面要加强技术领先并及时进行预控和预防，施工程序标准化、施工管理精细化和科学化也是保证深水桩基施工顺利进行的重要手段和重要措施。

[1]李德，王勋文.郁江特大桥钢桁梁悬臂拼装阶段施工控制[J].铁道建筑，2012（5）：23～25.

[2]蒋鹏程，陈让利.思贤窖特大桥钢板桩围堰设计与监测[J].铁道建筑，2012（8）：11～15.

U445.5

A

1673-0038（2015）26-0316-02

2015-5-15

李文光（1972-），男，工程师，本科，从事桥梁施工专业。