跨黄河大桥桩基础施工要点分析

2016-10-21张红兵

山东水利 2016年9期

关键词：测管护筒成孔

张红兵

（山东省水利勘测设计院，山东济南250014）

跨黄河大桥桩基础施工要点分析

张红兵

（山东省水利勘测设计院，山东济南250014）

本文汲取了多座黄河大桥的桩基础施工经验，根据黄河下游水位的变化和地质构造对桩基础施工的影响，对黄河下游跨黄河大桥特大型桩的施工质量控制要点进行了一定的分析探讨。

黄河大桥；桩基础

在近期，跨河大桥的建设进入了密集期，跨河大桥的建设基本上都采用桩基础。由于跨河大桥重量大，桥墩跨距大，所以采用的桩基础都是特大型的，桩长往往超过100 m，桩径一般采用1.8 m～2.2 m之间。该种桩的施工难度大，工艺复杂，质量控制十分重要。施工中可分为陆地桩和水中桩不同的施工工艺。

1　护筒的埋设

1.1水中桩护筒的布设

水中桩护筒的埋设主要考虑以下因素：地层情况；洪水对护筒的冲击力及汛期最高洪水水面高程。

为保证成孔钻进过程中，不会造成护筒底漏浆，护筒的底部应埋入河床底不透水层2 m以上，最好埋入黏土或亚黏土，不宜埋入细砂或粉砂层。一般情况下，护筒最少埋入河床底8 m左右比较安全。护筒的顶口应高出汛期洪水最高水位1.5 m以上，以保证汛期的正常施工。护筒的最少埋入深度还应考虑其抗洪水冲击力大于洪水冲击力，以保证护筒的安全性。

1.2陆地桩护筒的布设

陆地桩的护筒埋设主要考虑地层和正反循环情况，一般采用人工埋设和机械下压两种方法，埋设深度一般为3 m左右，如果有流沙层，护筒底部应尽量超过流沙层。人工埋设时，回填土中应参加水泥，最好用1∶5左右的水泥土，边回填边捣实，保证护筒周围的牢固性，护筒口周围及泥浆沟用水泥砂浆抹平，保证不透水。

2　钻进成孔

成孔钻进过程中，应保持钻机的水平及钻杆的垂直，以保证成孔的垂直度。钻进可根据地层情况采用正反循环两种方法。含姜石、卵砾石的地层采用反循环，以保证钻进速度，减少钻头的损坏；粉细砂层及流沙层应该采用正循环。不同地层的钻进技术参数见表1。

表1　地层钻进技术参数

2.1钻具形式

由于该类桩设计孔深大，因此，钻头采用四翼双腰带梳齿钻头，即在钻头护圈的上部增加一道护圈，起到良好的导向作用，既保证了钻孔垂直度，又增加了护壁效果。

2.2合理掌握钻进速度

根据地层的变化，合理掌握钻进速度。开钻时转速要慢，保证钻机的稳定性，同时形成有效的造浆和护壁，必要时边钻进边

填膨润土或黏土，以保证泥浆质量；砂层、流砂层、卵石层适当降低转速，以确保钻孔的垂直度和扩孔率。如发现有孔斜现象，应及时进行悬吊钻头扫孔，在成孔过程中随时进行纠正和处理，确保一次性顺利成孔。

在成孔过程中采用正反循环配合使用，亚黏土、亚砂土、细砂层钻进时采用正循环钻进；当遇到姜石、卵石层时，采用反循环慢速钻进，将孔中沉淀物及时的清除干净，在确保钻进顺利的同时，也减少和预防了沉渣对钻具的磨损及埋钻事故的发生。

2.4泥浆指标控制

钻进过程中，经常检查泥浆的指标，如有变化随时调整。终孔后，不立即提升钻具，继续悬吊清孔，直到上返泥浆含砂率在2%以下，泥浆比重在1.15 g/cm3左右。下完导管后进行二次清孔，清孔后泥浆比重降低至1.05～1.10 g/cm3，黏度17～22 s，含砂率降低至2%以内。

3　钢筋笼及声测管

3.1钢筋笼及声测管的制作

钢筋笼的制作必须按照设计图纸配筋，骨架的绑扎、焊接应符合对于钢筋性能要求中的规定。钢筋笼每3 m设置一组钢筋保护层垫块，每组4块，沿周围均匀布置。声测管的长度计算应准确无误，接头焊接必须牢固密实，确保有足够的强度。钢筋笼和声测管保证在运输过程中的强度，不得变形或损坏。

3.2钢筋笼及声测管的安放

钢筋笼下放前应对孔径、孔形和倾斜度进行测定，钢筋笼下放要平稳，对准孔中缓缓下放，不得挂伤孔壁。下笼遇阻时停止下放，查明原因，及时处理。声测管的井口焊接要牢固和密实，不得有砂眼或漏焊，防止泥浆的渗入，造成将来声测的困难。

4　混凝土灌注

混凝土初灌料斗体积必须确保初灌埋管深度。施工中设专人检查前后盘混凝土的质量，发现混凝土离析、泌水、和易性差、坍落度超标时，应立即取料做相应试验，并通知搅拌站调整配合比。混凝土浇注前导管下口距孔底应控制在0.3 m～0.5 m，初灌混凝土方量必须保证初灌混凝土埋管1.0 m以上。混凝土浇注前，必须对导管进行水密试验，导管进行水密试验的压强不应小于孔内水深压强的1.3倍。

混凝土的浇注必须连续进行，混凝土浇注过程中，必须有专人负责井口混凝土面高度的测量，准确计算出导管的埋置深度，导管的埋置深度一般控制在6～8 m。

混凝土浇注，是钻孔灌注桩施工中最为关键的环节，导管提漏或埋置深度太大而提不动，都会直接造成断桩事故，从而给各方造成重大经济损失，使工程不能按时完成。