无钢护筒清水钻深水桩基施工技术简介

'公路交通技术2013年4月第2期TechnologyofHighwayandTransportApr．2013No．2无钢护筒清水钻深水桩基施工技术简介唐斌华，祝长春(路桥华东工程有限公司，上海201203)摘要：介绍重庆丰都长江二桥主墩桩基无钢护筒清水钻施工方法的应用条件和施工工艺。该方法是桩基施工的一种技术创新，具有推广应用价值。关键词：无钢护筒；清水钻；深水；桩基；施工文章编号：1009—6477(2013)02—0071—04中图分类号：U445．551文献标识码：BIntroductionofSteel--case--freeWaterDrillingTechniqueinConstructionofDeepWaterPileFoundationSteelCasingTANGBinhua．ZHUChangchunm；3主墩河床面覆盖层为0．5～2m的卵石土，标高1工程概况+137～+139．5nl。下伏基岩主要为泥岩和砂岩。重庆丰都长江二桥主桥为主跨6801TI的特大型该桥位于三峡库区，每年5__9月，水位维持斜拉桥，2、3主塔墩为整体式圆形双壁钢围堰桩基+145m低水位运行，10月至次年4月底，水库维持承台基础结构，承台直径38m，每墩采用26根直径高水位+175ITI。受其影响，桥址处最大水头差达303m的钻孔灌注嵌岩桩，桩长分别为53、28m。双壁1TI，最大水深47m。钢围堰外直径42．5m，壁厚2．0m，围堰底部落在河床上，封底混凝土厚7m。2、3主墩基础结构如图2施工方案选择1所示。根据2、3主塔墩的地质条件，确定基础施工采2主墩河床面无覆盖层，标高+127一+129．5取“先堰后桩”法。2、3主塔墩采用无钢护筒清水4250425038503850塔柱钢围堰钢围堰／、＼1／／、、、、、，、I承台顶标高一i50．00“一3800Jf’2承台Lv承台底标高+144．00Ⅱjl真充{丁lv+136．O0n河l床面二●●二n“娃劐底‘广__河床面LmL，^，尸》]l7+9I．00II1．f3Od}．H(a)2墩(b)3墩单位：cm图12、3主墩基础结构收稿日期：2012一ll一17作者简介：唐斌华(1973-)，男，湖南省邵阳市人，本科，高工 公路交通技术2013丘钻桩基施工方法，其具备以下4点条件：干，精确确定护筒位置，然后将钢护筒底口混凝土面1)无覆盖层或浅覆盖层的河床面，其下为全基凿平，用型钢将钢护筒与钢围堰间连接后，进行第2岩的地质，满足清水钻的施工条件；次封底混凝土浇筑。2)采用气举法排渣或局部造浆掏渣法，可解决3．2钻孔平台搭设无钢护筒条件下孔内排渣问题；充分利用钢围堰结构搭设钻孔平台，以满足平3)在最低水位以下钢围堰设置连通管，可保证台的承重和稳定性要求。钢围堰内设置26根直径钻孔过程中围堰内外水的循环；800mm钢管桩支撑，钢管桩底口埋入封底混凝土层4)结合钢围堰及封底施工设置导向护筒及搭约1．0～1．5m。钢管桩上部设置2道直径273mm设大型钻孔平台，可解决钻锤导向及大型平台承重钢管平联，将其与钢围堰内壁连接成整体。钢管桩问题。顶以上设置2128桩顶横梁、贝雷片主梁、H45型钢采用该施工技术，可节约钢护筒材料近2000t。次梁、I28分配梁、10mm面板，贝雷片与钢围堰顶问施工过程中无需造浆循环，既简化了工序，保护了环设置钢支撑。钻孔平台结构如图2所示。境，又节约了工程成本。3．3设备选型2、3主墩桩基具有大直径、全嵌岩的特点，故3施工工艺钻机选择扭矩大、配重大的回旋钻机并辅以冲击钻3．1导向护筒安装机。每墩选择4台KTY4000全液压回旋钻机，其最大导向护筒具有桩基精确定位及开钻时钻头导向输出扭矩300kN·m，最大钻孔深度130m，钻头自重作用。2墩封底混凝土顶面与承台底面间隙高8ITI，加配重57t；2台锤重12t以上的冲击钻机。采用气采用长15．5m、直径3．8m钢护筒作为桩基护壁及举法排渣、清孔，每墩需配置5台排气量为20m／min导向。钢护筒底部用钢板网封口，距河床面20cm，的空压机，排气压力可达1．3MPa。每平台放置1台顶面高出承台底面70em。围堰首节设计了钢桁90t履带吊，钻孔期间现场配置2艘75t浮吊。架，其呈网格型与围堰内壁焊接。每根钢护筒固定3．4钻孔在钢桁架上，随围堰整体下沉并安装就位。需根据平台尺寸及桩基位置，综合考虑钻机移3墩采用长2．2m、直径3．3m的导向护筒，其位、履带吊行走路线及低水位拌和船灌孔的方便性，在围堰第2次封底时埋设。预留封底混凝土顶部合理排布每轮钻孔顺序。1m进行第2次封底。低水位时将围堰内的水抽采用气举反循环清水成孑L，钻渣及钻液通过钻量f2I28桩顶母抟7；_、l^_=二一。『摊【盂托架～～(一＼(《一，鹅、，1nmm钢榍F●百可百百42．00I_I1WI_}、￥～l5坎粱粥钢围堰一√一=／-、、)l|一^m一1I一600一30f6o000一l—、夕2I28排顶耩I"-_，一山800钢往．悍1日l同()围lllTl_§≥‘’II：8分配桑1中273锋{}桩联蛆雷片I、，，一霉一L挚器：tn／一i一4--舞二=一⋯—／=宦_r-．{—cl蚕昌匡、王‘：．，__．11“、【⋯21oo／＼．350I350I{373l260I2601，125×2；l(a)总体平面布置(b)截面单位：cm图2钻孔平台结构 2013年第2期唐斌华，等：k,~gl护筒清水钻深水桩基施工技术简介73机钻杆气举携渣孔道被吸出后进入旋流除渣器、过2)钢筋笼安装。滤网、沉淀池，钻渣被排放至弃渣船后定点处理，过桩基顶部至平台约有30in的悬空部分，在每根滤后钻液直接回流至钢围堰内，并在低水位以下的钢筋笼顶部均设置1套钢筋笼悬挂固定系统。该系钢围堰内设置连通管以保证围堰内外水位平衡。采统利用4根直径25mm钢筋作为吊筋，每21TI设置用冲击钻成孔，在孔内抛入部分粘土进行局部造浆，1道直径25mm加强箍，在该系统顶部设置卡具与并采用掏渣筒掏渣钻进，终孔时用气举法清孔。钻平台连接固定。采用平台上90t履带吊进行钢筋笼孔渣水循环如图3所示。下放及接长。每节钢筋笼安装前，需采用“十字交卵石层处理：由于3墩封底混凝土下方存在点法”复核钢筋笼中心位置并作相应调整。钢筋笼0．5～2m厚卵石土层，施工过程中存在塌孔、串孔下放应垂直、缓慢进行，确保其位置准确；下放至导等质量问题。施工中在钻进此层时，加大了钻机扭向护筒顶位置前，需人工转动钢筋笼，确保其缓慢入矩力和钻杆倾角进行扫孔，尽量扩大卵石土层坍塌孔。钢筋笼安装到位后，将悬吊系统固定在平台型范围，并用大功率空压机将卵石土抽出，然后在该段钢上，以防止钢筋笼在灌注混凝土过程中下沉或灌注C20混凝土进行护壁。采用此方法有效地阻上浮。止了塌孔、串孑L情况的发生。3．6水下混凝土灌注低水位期间钻孔处理：三峡库区在低水位期间，采用1艘储料在12501TI以上的双系统水上混由于水位低、出渣高度高，无法形成气举反循环施凝土搅拌船供应混凝土，每套拌和系统生产能力为工，故回旋钻无法进行开孔作业。根据气举反循环120m／h。混凝土导管采用内径325mm、壁厚6出渣原理，采用在低水位来临前，提前将剩余孔钻进mm螺纹接头导管。在混凝土灌注前对导管进行水一定深度，以满足低水位期间气举反循环的最小密性承压检验，检验满足要求后，对各节导管编号，“沉没比”。同时，采用冲击钻施工、掏渣法排渣，也下放时按编号进行。根据首批混凝土灌注量17ITI。是低水位期间的有效施工方法。，配备15m集料斗1个，4m中料斗1个(该集终孔后，采用JJC一1A型超声波测试仪对桩基料斗与导管丝扣连接)，1111小料斗1个。孔径、倾斜度、孑L深及沉淀厚度进行检测，确保成孔第2次清孔结束后，立即安排水下混凝土灌注。质量。将中料斗和大料斗内灌满混凝土，提起导管塞灌注3．5钢筋笼制作及安装首批混凝土。首批料灌注完毕后，安装小料斗，连续1)钢筋笼制作。浇筑水下混凝土。混凝土灌注过程中，应勤测孔深，钢筋笼在加工车间下料，分节同槽制作，用长线适时提升拆卸导管，保持导管埋深在2～6m范围胎模固定，节段问采用直螺纹套筒连接。上下节钢内。接近封底与基岩间夹层时，应增加探测次数，放筋笼采用“靠模法”进行精确对位。慢浇筑速度，以减少扩孔并及时掌握扩孔情况。渣水分出浆管丘L辅I目2。。_==：～一一目、目出浆管水分离器．，～一日目基～一j：暑：LI口钻孔平台目一⋯一．I【iK=)I二{()lK，_(K)=(I(=K；IK){(K)IK)=()K>}()IK)}<钢同堰‘l|]钢围堰、1吊笼、钻杆Ij江水位广．—废碴昏—上]。堰内水}r』—踱江水位一。一一连通管三三L144．Im仨、连通管—I．广f-J一一河床：：·尸怩封凝底JiJ『。目ld4d]：亡二=}／如凰⋯mi～T～／☆⋯～～mt、J，～／舡ib图3钻孔渣水循环示意(下转第77页) 2013年第2期田世清，等：卷洞大桥梁体复位技术介绍774．4实施效果连续梁体顶推复位技术能对类似工程病害处治有所对于卷洞大桥病害处治进行了科学安排，精心帮助。组织，取得了较好的实施效果。1)成功实施了梁体的纵向复位。复位完毕后，参考文献4、8桥墩和13桥台处伸缩缝的缝宽分别恢复到张晓东．桥梁顶推施工技术[J]．公路，2003(9)：45—51．141、148和49mm，满足规范要求。后续监测表明郭宏军．桥梁移位后的复位[J]．青海交通科技，2009伸缩缝随温度变化的变形正常。(6)：31—32．2)成功实施了墩柱纠偏复位，各墩柱复位后基陈永宏．平胜大桥自锚式悬索桥钢箱梁顶推施工[J]．本恢复到竣工时的状态。桥梁建设，2006(S1)：33—35．3)对支座等其他病害进行处治后，桥梁使用功檀兴华，余运良，杨卫平，等．九堡大桥钢槽梁顶推施能恢复正常。工方法研究[J]．公路，2010(6)：92—97．杨寿忠，向中富．小石坝高架桥连续箱梁顶推复位施5结语工技术介绍[J]．公路交通技术，201t(4)：42—46弯坡桥的支座病害、墩柱偏移和梁体滑移较为上官兴，付书林，万艺，等．中国桥梁顶推技术综述r；r!rlrL123456[C]7／／2010组合8结构桥梁和顶推技术应用学术会议论常见，给桥梁结构运营安]j全带来严重威胁，1j需对这类1J]J文集．北京：人民交通出版社，2010．病害进行处治。不同桥型具体结构各不相同，这给重庆桥都桥梁技术有限公司．石柱县石柏公路县城至抢险处治带来挑战。卷洞大桥出现桥墩偏移、桥梁三店互通段公路卷洞大桥病害处治方案[z]．重庆：重整体移位现象，要求对总重约6000t混凝土结构连庆桥都桥梁技术有限公司，2012．续梁体进行纵向顶推复位，这种情况在全国都不多重庆桥都桥梁技术有限公司．石柱石柏公路县城至三见。在该桥病害处治过程中，不断进行研究和摸索，店互通段卷洞大桥专项检查报告[R]．重庆：重庆桥最终获得了较好的处治效果。希望本文介绍的结构都桥梁技术有限公司，2012．<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●(>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<)●(>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<)●<)●(上接第73页)[3]中国建筑科学研究院．JGJ94-2008建筑桩基技术4结语规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2008．目前，重庆丰都长江二桥2、3主墩共56根桩[4]杨文渊．实用土木工程手册第三版[M]．北京：人民交通出版社，2006．基已全部浇筑完成，成桩质量检测结果全部为I类[5]周水兴，何兆益，邹毅松．路桥施工计算手册[M]．北桩。无钢护筒清水钻深水桩基施工技术在本工程中京：人民交通出版社，2010．的应用已相当成熟，与传统的桩基工艺相比较，其在[6]陈明宪．斜拉桥建造技术[M]．北京：人民交通出版社，工程质量、成本、进度上都具有优势，可为类似工程2004．提供借鉴。[7]杜引光．桥梁深水基础施工工艺[J]．施工技术，2008，37(7)：33．参考文献[8]左宜军．南京长江二桥主墩桩基施工控制[J]．中南公中交第一公路工程局有限公司．．1TG／TO—2011公路路工程，2002，27(4)：58—59．桥涵施工技术规范[S]．北京：人民交通出版社，2011．[9]李杰，翟芳芳．气举反循环钻井技术试验及应用[2]重庆丰都长江二桥项目部．重庆丰都长江二桥详勘工[J]．石油钻探技术，2010，28(1)：1—5．程地质报告[R]．重庆：路桥建设重庆丰都长江二桥项[10]张鹏飞，祝长春．重庆丰都长江二桥深水基础施工技术目部，2011．简介[J]．公路交通技术，2012(5)：90—94．'