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1、梅林大桥主桥钻孔桩基础施工技术 （ 汇报人：夏汉勇）一、工程概况梅林大桥工程位于江西赣县境内，起终点均与323国道相连接，梅林大桥位于赣县梅林镇马口人力渡口，是跨越贡江的一座特大桥。其中主桥长190m，为42m+106m+42m三跨梁拱组合桥；主墩基础为分离式矩形承台、群桩基础，承台间以系梁连接，分离式承台下接四根直径2.0m钻孔桩；主墩墩身为分离式钢筋砼薄壁箱型结构；全桥钻孔灌注桩均为柱桩。二、主要施工方案： 本工程钻孔灌注桩，拟采用冲击钻机成孔，泥浆护壁，泥浆循环浮碴，直升导管法灌注砼的施工方案。钢护筒采用震动打桩机插打，护筒进入卵石层。护筒直径2.2米。1、水上施工平台搭建水上钻孔平台采
2、用50钢管桩基础，桩顶铺设56型钢分配梁，平台顶标高拟为101m左右，以水上浮吊作为吊装设备。8、9号墩上下游墩位处，各布置3排，共9根钢管桩，桩底嵌入强风化层，钢管桩插打利用水上浮吊前端设立导向架，采用DZ120震动打桩机插打，打桩机与桩间用导径桩帽连接。钢管桩的位置通过浮吊前端导向架的定位来保证。平台采用56型钢在桩顶沿桥横向设置三排，沿桥纵向设置四排，型钢与钢管桩间采用焊接。当钻孔桩全部成孔后，将平台和钢管桩拆（拔）除。2、护筒埋设钢护筒拟用直径2.2m，用厚14mm钢板卷制，护筒口加劲。护筒采用DZ120震动打桩机插打，在平台上设置导向架以保证护筒位置和垂直度，护筒底口进入卵石层。插打
3、过程中，严格控制护筒中心位置及倾斜度，平面位置偏差不大于10cm，倾斜度控制在0.1%H之内。护筒插打到位后，在护筒顶口作出桩中心标记。3、钻孔根据桥址处的地质情况，钻孔桩采用冲击钻机成孔，冲击钻机选用5t双滚筒卷扬机配十字钻头成孔，墩旁设泥浆池和泥浆沉淀池。利用泥浆正循环换浆排渣。泥浆采用复合泥浆，用粘土、膨润土调制，造浆方式为孔内钻机造浆。在钻孔过程中将严格控制泥浆指标。其性能指标如下：比重：1.11.3；粘度：1720sec；静切力：35；含砂率4%；胶体率95%。施钻前，严格检查钻架、钢丝绳等钻孔设备有无损伤，其位置是否正确，经检查符合要求后方可开机施钻。钻进过程中，认真填写钻进施工记
4、录和土层记录，并分层取样，绘出地质柱状图。成孔标高以地质岩样为主，实际地质情况与钻探资料有较大变化时，及时报业主、监理和勘测设计单位，共同商讨对策。当钻孔接近设计孔深后，采取低冲程钻进，以避免破坏桩底岩石。钻孔施工将严格遵守工程技术规程的有关规定，密切注意钻进中的每一细微环节，经常检查钢丝绳和钻架，定期拆装和更换，发现问题，及时做出相应的处理。杜绝掉钻、卡钻、塌孔、斜孔等事故发生。4、清孔清孔前进行终孔检查，检查内容包括孔深、孔径和孔位。孔深用测绳检测，孔位与倾斜度采用特制的检孔器。采用正循环排渣的方法进行清孔。清孔分二次进行：第一次，钻孔孔深达到设计孔底标高后，正循环吸渣至孔内沉淀物厚度符合
5、设计和规范要求，再将钻机拆除，经检孔合格后，下钢筋笼和混凝土灌注导管（导管下放前，做水密试验），然后进行第二次清孔。第二次清孔采用灌注导管配合压风机吸渣，直到孔底检测沉碴厚度满足规范和设计要求。钻孔验收标准序号项目允许偏差1孔径不小于设计孔径2孔深比设计深度超深不小于5cm3孔位中心10cm4倾斜度1/1005灌注前孔底沉碴柱桩不大于设计规定5、钢筋笼的制安钢筋笼的制作首先满足规范和设计要求。钢筋笼在车间分段制作，现场分节安装。为使钢筋笼安装顺利，每节钢筋笼连接做到顺直，为了保证钢筋笼顺直，每节钢筋笼制作完毕之后，在其两端搭接焊缝中心处作出垂直于钢筋笼轴线的截面，并在钢筋上作出显著标记，钢笼逐
6、节下放焊接时，使上下二节标记互相重合。为了保证钢筋笼具有足够的保护层厚度，每隔2米在钢筋笼的四向焊上定位钢筋。为了防止钢筋笼吊装时变形，钢筋笼每道加劲增设三角内撑，快要进入孔口时再将其割除。吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍，随起随落和正反旋转使之下放。若无效，将停止下放，查明原因，进行处理。不高起猛落，强行下放，以防碰坏孔壁而引起塌孔。下放过程中，时刻注意观察孔内水位情况，如发现异常现象，马上停放，检查是否坍孔。钢筋笼到位后，牢固定位在钻孔平台上，以防灌注混凝土时钢筋笼移位和上浮。在下钢筋笼的同时，在笼内周绑扎声测管，声测管底口用钢板电焊堵口，上口用木楔楔紧，防止管内堵管，声测管接头采
7、用焊接。钻孔桩钢筋骨架验收标准序号项目允许偏差检验方法1钢筋骨架在承台预埋长度100mm尺量检查2钢筋骨架直径20mm尺量检查3主钢筋间距05d尺量检查4加劲筋间距20mm尺量检查5箍筋间距或螺距20mm尺量检查6钢筋骨架垂直度1%吊线或尺量检查6、灌注水下混凝土二次清孔满足规范和设计要求后，随即灌注水下砼。混凝土灌注是保证钻孔桩质量最重要、最关键的工序，我们认真负责地做好各项准备工作。灌注采用300mm的快速卡垂直提升导管。导管使用前组装编号，根据孔深预拼要求的长度，导管顺直并进行拉力和水密试验，确保导管的良好状态。下放导管时小心操作，避免挂碰钢筋笼。将导管轻轻下放到孔底，然后再往上提升25
8、-40cm，与导管的理论长度进行比较，吻合之后，将导管固定在灌注平台孔座上，接上混凝土初灌漏斗检查孔底沉碴厚度，符合规范要求之后，经监理工程师同意，开始灌注混凝土。混凝土的拌制生产混凝土拌制生产做好以下工作：A、选定适当的混凝土配合比，掺加适量的缓凝剂，延长混凝土的初凝时间。B、砂、石料、水泥，外加剂储备充足，质量抽检合格。C、拌制机械状态良好，计量设备准确，生产能力可满足整桩灌注速度需要，留有富余量。D、备用发电机，确保供电正常。E、正式拌制混凝土前按施工配合比进行试拌，检验混凝土的工作性及在一定时间内的坍落度损失。砼在北岸砼搅拌站生产，对于8号墩、9号墩，则用输送泵送至河中驳船吊斗中，再船
9、运至墩旁，浮吊吊装入孔。混凝土的灌注桩基水下混凝土在混凝土工厂生产，直接把混凝土放到集料斗内。使用拔球法灌注水下混凝土，开灌前灌注漏斗内储存的混凝土及吊头内的混凝土总量须满足拔球后将导管底端埋入深度1.0m以上。灌注过程连续进行，灌注过程中，注意观察管内混凝土面下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度。导管提升保持缓慢，确保导管埋置在混凝土中的深度在24m。拆下导管及时冲洗，堆放整齐以便下次使用。为了保证混凝土灌注顺利进行，施工中做好下列工作：1首批混凝土储量充足，一旦拔球，混凝土将连续灌注，保证整桩在混凝土初凝期内灌注完成。2清除导管外一切阻碍物，以免提升时挂着钢筋笼。3混凝土灌注到
10、达钢筋笼底部时，适当放慢灌注速度，减少导管埋深，防止钢筋笼上浮。4在灌注过程中始终保持水头差，控制导管在混凝土中的埋入深度，灌注时周围避免过大的振动。发生问题，及时分析原因，果断采取措施，避免发生断桩事故。处理方法如下：1首批混凝土灌注导管进水，应将沉渣吸出后再改正操作方法，重新进行灌注。2灌注开始不久发生故障，用前述方法处理无效时，应及时拔出导管，吸出已灌注的混凝土，拔出钢筋骨架，然后重新清孔、吊桩钢筋骨架和灌注混凝土。3在处于井孔水面以下不很深的情况下导管进水时，采用底塞隔水方法并外加一定压力，重新插入导管，恢复灌注。三、钻孔事故的预防及处理1、坍孔的预防及处理 在松散粉砂土和流沙中钻进时
11、，应控制进尺速度，选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。 汛期水位变化过大时，应升高护筒，增高水头。 发生孔内坍塌，判明坍孔位置，回填砂（或粘土）混合物到坍孔处以上12m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。 吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入，严防触及孔壁。2、梅花孔的预防及处理 经常检查转动装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。 选用适当粘度和相对密度的泥浆。 用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。 出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填重钻。3、卡钻的预防及处理 当为梅花卡钻时，若钻头向下有活动余地，可使钻头向下活动至孔径较大方向提起钻
12、头，也可松一下钢丝绳，使钻头转动一个角度，有可能将钻头提出。 卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时候钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。 用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将钻头勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将钻头提出。 在打捞过程中，要继续循环吸泥，防止沉淀埋钻。 用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准钻头一侧适当冲射，使卡点松动后强行提出。 当土质较好或在石质孔内卡钻时，可以采取小爆破振动使钻头松动，以便提起钻头。4、钢筋笼上浮预防及处理 当所灌注的砼接近钢筋笼时，要适当放慢砼的灌注速度，待导管底口提高
13、至钢筋笼内至少2m以上时方可恢复正常的灌注速度。 在安放导管时，应使导管的中心与钻孔中心尽量重合，导管接头处应做好防挂措施，以防止提升导管时挂住钢筋笼，造成钢筋笼上浮。 钢筋笼卡住导管后，可设法转动导管，使之脱离钢筋笼。 发现钢筋笼有上浮迹象时，可适当加压，以防止继续上浮。四、灌注水下砼时断桩预防1、质量问题及现象 在灌注砼过程中，由于导管拔脱，泥浆进入导管内，致使孔内泥浆豁然迅速下降。 由于导管接头处密封不好，致使泥浆进入导管，若继续灌注，则会在砼中出现泥浆夹层。 由于导管埋置过深、当砼堵塞导管时处理时间过长、或灌注时间较长使先期灌注的砼凝固，导致导管不能提起。 在无破损检测中，桩的某一部位
14、存在夹泥层。2、原因分析 砼坍落度小、离析或石料粒径较小，在砼灌注过程中堵塞导管，且在砼初凝前未能疏通好，不得不提起导管时，从而形成断桩。 由于计算错误致使导管底口距孔底距离较大，致使首批灌注的砼不能埋住导管，从而形成断桩。 在导管提拔时，由于测量或计算错误，或盲目提拔导管使导管提拔过量，从而使导管底口拔出砼面，或使导管口处于泥浆层或泥浆与砼的混合层中，形成断桩。 在提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在砼初凝前无法提起，造成砼灌注中断，形成断桩。 导管接口渗漏致使泥浆进入导管内，在砼内形成夹层，造成断桩。 导管埋置深度过深，无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。 由于其他意外原因造成砼不能连续灌注，中
15、断时间超过砼初凝时间，致使导管无法提升，形成断桩。3、预防措施 导管使用前，要对导管进行检漏和抗拉力试验，以防导管渗漏。每节导管组装编号，导管安装完毕后要建立复核和检验制度。导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定，尽量采用大直径导管。 下导管时，其底口距孔底的距离不大于40-50cm，同时要能保证首批砼灌注后能埋住导管至少1m。在随后的灌注过程中，导管的埋置深度一般控制在2-4m范围内。 砼的坍落度要控制在18-22cm、要求和易性好。若灌注时间较长时，可在砼中加入缓凝剂，以防止先期灌注砼初凝，堵塞导管。 在钢筋笼制作时，一般要采用对焊，以保证焊口平顺。当采用搭接焊时，要保证焊缝不要在钢筋内
16、形成错台，以防钢筋笼卡住导管。 在提升导管时要通过测量砼的灌注深度及已拆下导管长度，认真计算提拔导管的长度，严禁不经测量和计算而盲目提拔导管，一般情况下一次只能拆除卸一节导管。 关键设备要有备用，材料要准备充足，以保证砼能够连续灌注。 当砼堵塞导管时，可采用拔插抖动导管，当所堵塞的导管长度较短时，也可用型钢插入导管内进行冲击来疏通导管，也可在导管上固定附着式振捣器进行振动来疏通导管内的砼。 当钢筋笼卡住导管后，可设法转动导管，使之脱离钢筋笼。五、结语每项基础工程在施工过程中都会遇到各种技术难题，要使施工顺利进行，关键在于找对处理方法。梅林大桥桩基础施工正是结合大桥局多年来总结出来的施工经验，根据现场实际，加以分析运用，从而确保了全桥桩基合格率达到100%，且按计划工期完成了施工任务。