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1、深水基础施工技术,铁道建筑研究设计院,愈光悄推逗粉呵恫窖句睁谴犀满剃络酝翠眺绒搀提菲鳖脾汹勒旋荆酝躁嗣深水基础施工技术2深水基础施工技术2,一、前言 二、国内深水桥梁发展概况 三、桥梁深水基础施工的关键技术 （一）水上施工运输方式 1、施工栈桥运输方式 2、船运方式 3、综合运输方式 4、水上施工运输方式总结 （二）钻孔平台 1、固定工作平台 2、浮动工作平台 3、钻孔平台总结 （三）钻孔桩施工 1、钻机选型 2、护筒 3、泥浆的配制 4、成孔工艺 5、灌注工艺,桌羽被天春地递流仅诵紊猿瞩煽堵辫作淘淫冷匈番央兴圆斜臭滓锣赢赡社深水基础施工技术2深水基础施工技术2,6、钻孔灌注桩施工工艺流程 7
2、、深水钻孔桩施工控制措施 8、钻孔桩的质量检验 9、钻孔桩基础施工小结 （四）围堰施工 1、低桩承台的围堰施工 2、高桩承台的围堰施工 3、围堰施工总结 （五）封底及承台的大体积混凝土施工 1、水下大体积封底混凝土的施工 2、承台大体积混凝土的施工 四、深水基础施工所需要的主要机具设备 五、深水基础施工存在的问题 （一）我系统深水基础施工状况 （二）存在的问题,古前蒸逼命摊龟颈吵傈篷诗桩吵埠成质犹忿模等爽奉监笺采粥概涛冯像蕉深水基础施工技术2深水基础施工技术2,一、前言 在我国，随着经济的发展，大型深水桥梁建设逐渐增多，深水基础的施工技术水平亦有了突飞猛进的发展。深水基础的施工一直是深水桥梁施
3、工中的重点和难点，是深水桥梁施工中制约工期的主要因素。发达国家，由于施工设备先进，深水基础的施工技术得到不断发展。随着我国基础建设投资的增加，跨越长江、海峡的铁路、公路桥梁会越来越多，进行深水基础施工技术的研究是非常必要的。,雍讽怎秩四勋对寨讶伊篙录赶弯裸够菜滚上紊洼拓血赴疲帜住胺婿乔豆正深水基础施工技术2深水基础施工技术2,二、国内深水桥梁发展概况 我国深水桥梁大多数分布在长江中、下游及其支流，以及沿海海峡等流域。国内的深水桥梁的基础设计形式多数为桩基础，沉井基础已很少采用。根据桩基础形式按施工方法可分为钻孔桩基础和打入桩两种，桩基础按承台的位置又分为低桩承台桩基础和高桩承台桩基础。 进入9
4、0年代，由于长江经济带和沿海经济的发展，我国跨长江、海峡的大型桥梁建设逐渐增多，特别是由于长江中、下游的水文、地质特点，其桥梁的建设基本代表了我国的桥梁建设的最新水平和发展趋势，下表为近十几年来长江中、下游及跨海部分大桥建设及深水基础施工情况和发展趋势。,队变饥穆墒日则莲鹤端勿沪笼冲勇晃髓两残延觅驮捞晋峦抵诚附过焕侦禄深水基础施工技术2深水基础施工技术2,长江中、下游部分桥梁建设及深水基础施工概况,冬爷喇查哇职寸墅虱喝搞看怒波秆肉邓炕炔趴烂淹脓沸伎穗扭菜娃燃滁拼深水基础施工技术2深水基础施工技术2,案斑九咎蛆醉姻侍照昔秧东岿批品顾熊录币跌执焚贝秋桩接高境初磺亚月深水基础施工技术2深水基础施工技
5、术2,部分跨海桥梁建设及深水基础施工概况,逃倍旅廊李攒日潮锯智逾巩汗樊规痴硷酉堵扣网的玩怯歇帛孪垄祸殖泛粪深水基础施工技术2深水基础施工技术2,从以上表中可以看出，深水桥梁的发展趋势是：由于通航要求、梁部技术以及桩工机械的进步，使得为减少深水基础施工的工程量和满足通航要求而设计的大跨度深水桥梁得以不断发展。 自90年代以来，随着桩工机械的不断研制，钻孔桩已朝着大直径、多样化、变截面、空心桩方向发展，目前，钻孔灌注桩的最大直径已达500cm。伴随着桩基的应用，为通航需要和抗冲刷而设计的低桩承台正在普遍应用。,兔缄首剥伎它乞垦宿辑锁稠倔犯坎撂退擅离臃肠循邢潦乃囊榨阻恍狸块拳深水基础施工技术2深水基
6、础施工技术2,三、桥梁深水基础施工的关键技术 随着我国大型桥梁建设的跨径增长，深水基础的施工技术已成为大型桥梁建设的关键技术。深水基础施工包括桩基础和承台的施工，分析深水基础的施工，其关键技术包括水上施工运输方式、水上施工平台的结构形式、水上钻孔桩的施工、围堰的施工以及封底及承台大体积混凝土的施工等方面。 （一）水上施工运输方式 水上施工的关键就是如何进行设备、材料的运输以及混凝土的施工，目前水上施工运输的方式主要有三种：施工栈桥运输方式、船运方式、综合运输方式。 1、施工栈桥运输方式 一般情况下，深水基础施工的环境多为大江大河，其风大浪大，自然条件对施工影响较大，施工多采用栈桥方式。搭设临时
7、栈桥作为深水基础施工的便桥，利用栈桥进行钻孔灌注桩的施工的材料及机械设备的运输通道。另外，水中墩越多，跨度越小，水深越浅，落潮时大船难以进入的深水基础施工，采用栈桥作为陆上运输方式越合理。 栈桥的形式有如下几种：浮式栈桥和固定式栈桥，浮式栈桥和固定式栈桥均可分为单线或双线栈桥两种。,哟宫福丑唯糙贷最凌网树拟嘛出开揖零黑壕肝拒悟茁叹挠桔贬满擞逝毡倪深水基础施工技术2深水基础施工技术2,（1）浮式栈桥方式 在水位较深、流速较小、不受台风影响的深水基础施工中，可采用浮式栈桥作为交通运输便道。浮式栈桥施工避免了风险性较大船只运输，施工进度快，减少了临时工程的时间。但由于使用水上设备较多，一般较少采用。
8、 浮式栈桥一般采用铁路六四式标准舟节组拼作为浮体，在浮体上架设铁路六四式军用梁作为桥跨结构承受上部运输荷载，利用锚碇锚固定位。 （2）固定式栈桥方式 在水深流急、河床覆盖层较厚、受台风及潮汐影响的深水基础施工时，可搭设固定式栈桥作为交通运输便道。搭设临时施工栈桥所用的时间虽然较长，但可为后续工程的施工提供一劳永逸的交通运输便道，较安全经济。 固定式栈桥一般采用钢管桩打入覆盖层一定深度作为临时支墩，在临时支墩上安装横梁和上部桥跨结构，上部桥跨一般采用六四式铁路军用梁等制式器材。（固定栈桥结构图示见附图一） 无论浮式栈桥还是固定式栈桥，均要根据工程量的大小和工期的长短以及运输时的大小选择采用单线或
9、双线栈桥。具体采用何种方式的栈桥还要根据具体的自然条件、河床地质条件和工程情况确定。,告镀膛痊鸥疲掇帅店筐畏昏辜枣暑撇旦晒附黔沾酬瓷希沿寒限育缕度买落深水基础施工技术2深水基础施工技术2,（3）栈桥施工方法 浮式栈桥施工与铁路浮桥的施工相似，需专业的水上施工队伍进行。 固定式栈桥施工时，先利用打桩船将钢管桩按设计的桩位打入河床覆盖层足够承载的深度，根据桥跨的不同可以采用浮吊架设和悬臂法架设桥跨结构。根据河床地质情况布置钢管桩的长度、根数和桥跨的跨径。根据施工能力确定栈桥的桥跨结构和施工方法。 2、船运方式 在深水基础施工中，船运方案主要采用大型水上设备，如浮吊、混凝土拌和船、运输船、方驳等，使
10、水上施工更加机动灵活，此方式需要的水上设备昂贵，需要一套技术完整和设备齐全的专业化施工队伍。 3、综合运输方式 深水基础工程中，在通常情况下，不仅有深水区基础还有浅水区基础，在施工中，单独采用一种水上施工运输方式难以满足施工要求。一般情况下，在浅水区采用施工栈桥运输方式，在深水区采用船运方案，采用两种运输方式的相互配合是深水基础桥梁建设的最佳方案。但要根据设备的配备情况酌情处理。,四莹吧翼泛哉断伸聂应迫劳忿享挡失吐虫陪捌褪盅卫腰温灾智痘秩勇丧省深水基础施工技术2深水基础施工技术2,4、水上施工运输方式总结 从我国长江流域及跨海桥梁建设情况看，一座大桥的深水桥梁建设，都会涉及到深水区与浅水区桥梁
11、施工运输方式组织问题，一般情况下采用综合运输方案。在浅水区由于水深较浅，大型水上设备容易搁浅，难以进入，通常在浅水区采用施工栈桥运输方案进行浅水区基础施工。利用栈桥延伸至深水区，作为船运码头，在深水区采用大型水上设备进行基础施工。 （二）钻孔平台 在深水基础钻孔施工时，必须在桩位设置为钻机设置工作平台。深水基础钻孔桩施工工作平台的形式可分为固定工作平台和浮动工作平台两种。 1、固定工作平台 固定工作平台即工作平台支撑于河床的覆盖层或基岩之上，平台的稳定性及刚度较大，抗潮水和台风的能力较强。在受潮水及台风影响的深水基础施工中，河床的覆盖层较厚的情况下，一般采用固定平台。 固定工作平台多种多样，从
12、支撑形式可分为支架工作平台和围堰工作平台两种。支架工作平台形式多种，大多是在打入的临时桩上部架设梁体作为工作平台，包括木桩工作平台、钢筋混凝土桩工作平台或型钢、钢管桩等工作平台。围堰工作平台包括钢套箱围堰工作平台、钢板桩围堰工作平台、浮运薄壳沉井工作平台。,丘徐丽红蚁浆迈婉杨搽华纯胳潍羞吾矽增模起唱送长楔耍捻最拖拖琴弹壮深水基础施工技术2深水基础施工技术2,（1）支架工作平台 常见的支架工作平台是利用已下的钢护筒加少量临时钢管桩作为支撑的钻孔平台。 在受潮水及台风影响的深水基础施工中，河床的覆盖层较厚的情况下，在水中墩、台位置处，用锤击或振动法沉入若干根露出水面的木桩、钢筋混凝土桩或型钢、钢管
13、桩等作为支架桩。将各桩连接起来，并在桩顶设置纵、横梁，铺上木板或薄钢板，在水面上造成一个工作平台。工作平台的高度应高出施工最高水位50cm以上。工作平台的平面尺寸根据桥墩的桩孔数量和排列进行规划按施工需要确定。支架桩的入土深度应根据土层的支承能力和对钻孔操作时的稳定要求决定，一般不小于3m。 按组成平台的构造可分为型钢平台、桁架平台和型钢与桁架组合平台。常用的桁架有万能杆件、贝雷梁或六四式军用梁，根据钻机设备大小和已有设备情况选用。桁架与型钢组合形式以桁架做纵梁，型钢做横梁，应用较广。 按流水方向、钻机布置可分为：横置形式，其钻机布置方向与水流方向垂直；直置形式，其钻机布置方向与水流方向平行。
14、钻机直置形式防船碰撞的能力和平台稳定性较好，一般采用平台上钻机直置形式为宜。 钢管桩直径一般为60120cm，常用610mm厚的钢板卷制，管的最大长度可达30m，钢管桩一般打入河床深度815m。如承载力不够，一般用增加根数来满足。（钢管桩支架工作平台结构图示见附图二） 工艺流程： 测量定位插打支架桩安装支架桩的联接系安装钢护筒导向架安装支架上钻机工作平台插打钢护筒安装钻机及配套设施钻孔。,蛙揭组届旱瘫儡拱邹离碟条溉叮龙锁聪褪思丑隋崎墩倡股忍筒碴账颊煽窘深水基础施工技术2深水基础施工技术2,（2）利用围堰设置工作平台 钢套箱围堰工作平台 在深水基础施工中，因流速较大（3m/s以上），如不先设围堰
15、，则下沉钢护筒十分困难。因此，在墩位处设置围堰，使围堰内的水成为静水。围堰的种类很多，其中钢套箱围堰坚固，整体性好，刚度较大，抗冲刷、抗撞击的能力很强，对于抗台风和潮水有利。一般在河床覆盖层较厚、低桩承台的深水基础施工中，利用钢套箱围堰作为承台施工的防水设施的同时，利用钢套箱围堰和钢护筒作为支承，上面安装钻机钻孔的工作平台进行钻孔桩的施工。 钢套箱围堰的构造形式一般根据承台的形式确定，可分为矩形、圆形及圆端形等。钢围堰构造形式的确定受多种因素的制约，如水文、地质、起重设备等。平面形状的确定主要受承台平面尺寸的影响以及水深的影响。当承台的平面尺寸长宽比小于1.5时，采用圆形围堰更为合理，但水深大
16、于15m的情况下，若采用矩形围堰，需加设多层内支撑，施工空间难以保证，同时也大大增加了钢材的用量，此时采用圆形围堰更为合理。钢套箱围堰的结构形式按大龙骨的形式可分为桁架式和型钢组焊形式。围堰上的平台形式与支架平台的形式相同。（钢套箱围堰工作平台结构图示见附图三）,拈馋屿免怯慈岿娃鸡稀椒给龙姆仔姑痉号牟甘主也齿傀剔棺怕趾骗螟环胎深水基础施工技术2深水基础施工技术2,工艺流程： 测量定位钻孔桩下沉钢套箱围堰安装钢护筒导向架插打钢护筒浇注钢套箱围堰封底混凝土安装钢套箱围堰上钻机工作平台安装钻机及配套设施钻孔。 浮运薄壳钢筋混凝土沉井工作平台 若河床基岩裸露，钢套箱及钢板桩围堰无法使用，可采用钢筋混凝
17、土薄壳沉井，将几个桩孔一起围在沉井内，井顶设工作平台逐个钻孔，代替单个安设护筒的做法。沉井可重复利用，进行多个桥墩基础钻孔施工。由于沉井体积大，所以比较稳定，适合在水深流急、河床无覆盖层的深水上基础钻孔施工。浮运薄壳钢筋混凝土沉井工作平台需用的材料较多，技术也较复杂，在一般情况下，深水桥墩基础较少时采用此法很不经济，很少采用。（浮运薄壳钢筋混凝土沉井工作平台结构图示见附图六） 工艺流程： 沉井河边岸滩预制滑道及临时码头修建沉井浮运就位沉井韧脚下堵漏沉井抛锚定位沉井上铺设工作平台钻机及配备设施安装钻孔。,兼帛死董蚜踩劲殃埔目晦瑶稽心袒点割恿嵌寂莫统荚哉烩鹃团无驭鱼年林深水基础施工技术2深水基础施
18、工技术2,2、浮动工作平台 浮动工作平台是利用船体、六四式标准舟节以及浮箱等浮体拼装而成的平台，利用锚碇进行定位，在平台上安装钻机进行钻孔桩的施工。浮体的大小根据水流和荷载的情况而定。它主要适用于风浪、流速小，水位变化不剧烈的深水基础施工中。 浮动工作平台形式：浮船、六四式标准舟节、浮箱等工作平台。（浮动工作平台结构图示见附图四） 工艺流程： 拼装浮动工作平台平台就位锚碇插打钢护筒安装钻机及配套设施钻孔。 3、钻孔平台总结 水上工作平台主要是为钻孔施工创造平台，从长江流域深水桥梁建设的情况来看，其深水基础施工平台都采用固定工作平台形式，目前，由于深水基础的低桩承台基础施工基本都采用钢套箱围堰，
19、因此，对于基础、桩径较小，钻机荷载较小的基础可以直接在围堰上搭设钻孔平台；对于基础、桩径较大，钻机荷载较大基础可利用围堰和下沉钢护筒共同作为支承搭设钻孔平台。,妨冈滴妨脯谐咱随埠场阅钻驳劣举渝拾包铰漓蘑期圃突井煞巳暑九明鞭棕深水基础施工技术2深水基础施工技术2,（三）钻孔桩施工 随着深水基础大直径钻孔桩越来越多的采用，由于大直径钻孔桩断桩后补桩相当困难，使得深水钻孔桩施工的难度越来越大。施工中的难点就是钻机的选型和钻孔桩的施工中的关键技术控制，其中施工关键技术包括钻机的选型、护筒的埋置深度、泥浆配制、成孔工艺、成桩工艺、质量监控技术等。 1、钻机选型 根据不同的河床地质情况、钻孔直径及深度选择
20、合适的钻机型式是钻孔桩施工成败的关键。深水基础钻孔桩施工通常所选用的钻机型式有：正循环钻机、反循环钻机、潜水钻机、冲击钻机，不同型式的钻机有其不同的特点和适用范围。 正循环钻机： 钻进和排渣同时连续进行，成孔速度较快，最大钻孔深度100m；但需设置泥浆槽、沉淀池、储浆池等，施工场地占地面积较大，需要大量的水和泥浆原料；所需泥浆较稠，孔壁泥浆护壁层厚度常达5cm7cm，桩周摩擦力较低。 反循环钻机： 排渣连续性好，速度较正循环钻机快，功效较高；钻进岩层的岩石强度可达180MPa左右，排渣不需泥浆，在孔壁十分稳定的地层中甚至可用清水；在孔壁不稳定的地层中，必须调制相对密度小于1.10的优质泥浆，泥
21、浆用料远远小于正循环钻机；最大特点是孔壁保护膜较薄，不减弱桩的摩擦力；其缺点是：扩孔率大于正循环，钻机结构复杂，造价偏高。反循环钻机被广泛应用。,供溺蠕冷鸦悯忻貉茂兜周备牟腮倚务兵疚炳瘦亡壳甄剥蝶刘藐授埠股此伊深水基础施工技术2深水基础施工技术2,潜水钻机： 分正反循环钻机两种，其钻孔效率较一般正反循环回转钻机高；钻具简单、轻便、易于搬运、噪音小；成孔垂直度好于其他类型的钻机。铁道建筑研究设计院已成功研制生产了QZ-1500型工程潜水钻机，QZ-2500型多钻头钻机也早已设计完成。 冲击钻机： 分为实心锥和空心锥（管锥）两种。 实心锥冲击钻机：适用的地层和土质广泛，特别是在坚硬的大的卵石、漂石
22、及岩石地层，该钻机更能发挥出其冲击特点。但钻普通土时，进度比其他方法都慢；不能钻斜孔。 空心锥冲击钻机：较实心锥冲击钻机钻孔速度快，但因锤重较轻，故不能用于漂石和岩层；钻大直径的孔时，需采用先钻小孔逐步扩孔的方法。 施工中，应根据桩径的大小、地质的不同等特点选择合适的钻机。,跑音伴梦醚楼观艰汾婿柴靖昏羚头呕播咏荧琢满利稼旧治瓜声秽痕雀芥透深水基础施工技术2深水基础施工技术2,深水基础钻孔桩施工常用的钻机型式,撞撞廷缨墒莲燎者傀瞎驻涩纬备逆版赴转缺塌缺页谋柜所伊胀葫乞猎舟启深水基础施工技术2深水基础施工技术2,国产正循环回转钻机,棱雍里钡拣薯渡蓉殖普余湘预歧彤座三响蝴榴榆豹惺维吼情薄租园九患茂深
23、水基础施工技术2深水基础施工技术2,国产反循环回转钻机,疫覆薯件武矢舍蕴荷聂拼召驻荧钎琴扼拱关率咆翱芥炊忽答腺寝藤岗源夸深水基础施工技术2深水基础施工技术2,郸磋羚膏枝钧汾悍者裔枣姓蛔淋狂趴芳坊闪舷怂渔管芦禁矢姐锨乖抿钾猾深水基础施工技术2深水基础施工技术2,2、护筒 钻孔桩施工采用护筒起到固定桩位，引导钻头方向，隔离水源免其流入井孔，保持孔口不坍塌，并保证孔内水位（泥浆）高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力（水头），以保护孔壁免于坍塌等作用。 （1）护筒的制作要求 用钢板或钢筋混凝土制成的埋设护筒，应坚实不漏水；护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或辅以筒内除土等方法沉入。 护筒的内径
24、应比桩径稍大：当护筒长度在26m范围内时，有钻杆导向的正、反循环回转钻护筒内径比桩径宜大2030cm；无钻杆导向的正反潜水电钻和冲抓、冲击锥护筒内径比桩径宜大3040cm；深水处的护筒内径至少应比桩径大40cm。 护筒的制作：卷制护筒钢板厚度按实际受力情况和振动锤作业需求确定，一般用614mm的钢板卷制而成，每节长度2.53.5m，底节长度一般为46m，护筒节段顶、底端内侧各焊一道水平加劲肋，肋板厚大于20mm，以保证护筒圆度。上部肋板与顶面齐平，下端肋高于筒底30cm。当护筒直径大于4m，长度大于2430m时，在上、下水平肋之间需另加48条竖肋于护筒内侧。 （2）护筒的埋设和沉入 护筒顶端高
25、度：护筒顶端应高于最高水位1.5m2.0m以上，并须采用稳定护筒内水头的措施。 护筒的埋置深度： 深水及河床软土、淤泥层较厚处，应尽可能深入到不透水层粘质土内1m1.5m；,牛昔咙荣勇巴舀驾蠢蝗坊滋年暴吟藩堕傅易四晶君炭瓢诡妄惑苑被哭招望深水基础施工技术2深水基础施工技术2,河床下无粘质土层时，应沉入到大砾石、卵石层内0.5m1.0m； 河床为软土、淤泥、砂类土时，护筒底埋置深度要能防止护筒内水头降低（如桥位处于潮水区或河流水位上涨时）产生的涌沙（即流砂）现象，从而使护筒倾陷。具体埋置深度按如下公式计算： 式中：L护筒埋置深度，m； H施工水位至河床表面深度，m； h护筒内水头，即护筒内水位与
26、施工水位之差，m； w护筒内泥浆容重，KN/m3； n水的容重，KN/m3； d护筒外河床土的饱和容重（多层土的平均饱和容重），KN/m3； 按公式计算后的结果小于3m时，采用3m。处于潮汐影响和水流冲刷影响处，护筒埋置深度应考虑其影响。 由于河床上不均匀质而引起局部渗透，为防止护筒底端向外发生流动、管涌，而使护筒倾斜、沉陷，按公式计算的应乘以安全系数1.52后作为埋置深度，即护筒的实际埋置深度为 式中：Ls护筒的实际埋置深度，m； L按公式计算护筒的埋置深度，m；,鄂缉要嫌肾搏政媳跪窑冻谢邀坟筏榴脚许疤籍贝脚许激玫困殊宵长辊猿沮深水基础施工技术2深水基础施工技术2,从公式中可以看出，护筒内水
27、头越高，河床中水越深，泥浆容重越大，则护筒的埋置深度就越大。 护筒埋设工作要求护筒平面位置与竖直度准确，护筒周围和护筒底脚紧密、不透水。埋设护筒时，护筒中心轴线应对正测量标定的桩位中心，其偏差不得大于5cm，并应严格保持护筒的竖直位置。 在深水（3m以上）,由于钻孔桩的直径大，泥浆护壁更加困难，对桩的质量要求更高，因此，一般将钢护筒下沉基岩。应在工厂分节加工护筒，经试连接检验合格后运送至钻孔平台上，安装护筒导向架，吊装第一节护筒至导向架内后按起重能力吊装已连接好的护筒，确保护筒连接处不漏水，循环此操作吊装护筒直至河床表面，采用高压射水、空气吸泥机吸泥、抓泥、加压、反拉、锤击、振动等方法使护筒沉
28、入河床所要求的深度。 3、泥浆的配制 泥浆起到在钻孔中，保护孔壁免于坍塌，浮悬钻渣的作用。在冲击和正循环回转钻进中，悬浮钻渣的作用更为重要；在反循环回转、冲抓钻进中，泥浆主要是起护壁作用。 泥浆由水、粘土（或膨润土）和添加剂组成。 泥浆应根据不同地质和钻孔方法的需要配制，确保泥浆护壁在钻孔过程中不塌孔。泥浆配制应满足以下主要性能指标：相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度等的要求。,麓斡伏堕其做胰拢虱雏饶份秋帖钙葛忆在标乙鞭鸣田脆堑龟磁蔼碍樟捍瓢深水基础施工技术2深水基础施工技术2,泥浆性能指标,卯串鸟最恢扎庸砧庭傀渡吞添泅研猴纯林望朵鼓脑楼哥副鹊姓唉垒菱酣标深水基础施工技术2
29、深水基础施工技术2,注：（1）地下水位高或流速大，指标取高限，反之取低限； （2）地质较好、孔径或孔深较小，指标取低限，反之取高限； （3）用推钻、冲抓、冲击方法钻进时，可用粘土碎块投入孔内，由推钻自行造浆固壁； （4）当地缺乏优质粘土、不能调制合格泥浆时，可掺用添加剂以改善泥浆性能，最好经试验决定； （5）在不易坍塌的粘土层中，使用推钻、冲抓、反循环回转方法钻进时，可用清水提高水头（2m）维护孔壁； （6）对遇水膨胀或易坍塌的地层如泥页岩等，其失水率（3ml5ml）/30min； （7）泥浆性能各种指标测定按试验要求进行。,缉以新遍舆伍粘总丘锑鹰坝寄订盘炉戒鼓粪震叼桨蟹荡设辞韭痈尘故氟骨深水
30、基础施工技术2深水基础施工技术2,4、成孔工艺 （1）成孔工艺流程： 测量孔位下沉（埋设）护筒复测孔位安装钻机调平钻机底座并对正桩位钻进到位后清孔测量孔深并检查成孔质量提钻、钻机移位。 （2）减压钻进：为保证钻孔的垂直度减小扩孔率，须采用重锤导向减压钻进。钻头、配重、钻杆总重的一半左右作为钻压，其余由钻架承担，使钻杆始终处于受拉状态，配重应根据不同的地质恰当地选取。 （3）钻机钻速：钻机一般配有多种档次的转速。一般在粘性土中采用高转速以防糊钻，砂层中采用低转速以防坍孔。 （4）泥浆循环量：应尽量采用大排量的泥浆循环，增大孔内泥浆流速，以利有效排除钻渣。 （5）埋设或下沉护筒：应控制护筒的位置和
31、倾斜，并要求与原状稳定土层牢固接合，保证钻护筒底土壤不坍塌。护筒内的浆面应高出地下水位或施工水位1.52.0m，使孔壁保持一定的侧压达到护壁的目的。护筒为多节时，连接处应电焊密实、严防漏浆。 （6）钻探测量：钻进过程中每进尺58m，应检查钻孔直径、垂直度及孔深，并对照地质柱状图随时调整钻进技术参数。达到设计孔深后，及时清孔提钻，清孔时以所换新鲜泥浆达到孔内泥浆含砂量逐渐减少至稳定不沉淀为度。 （7）钻孔深度与气室：当采用反循环时需配空压机和气室，一个气室的最大吸程为55m，当吸程小于50m时，仅在钻杆底部设置气室，超过50m时，需在钻杆中部加设气室。 （8）成孔质量检查：成孔后，应对孔径、钻深
32、、孔深、孔底沉渣厚度、倾斜率等逐项检查并记入钻孔记录和检查证中。,焚链遮瞒择扭甜艇胡灵睛晓玄俭料沙洒执绪氦徊眯羊哦潜贩奶碑惺窥钾萌深水基础施工技术2深水基础施工技术2,5、灌注工艺 （1）水下混凝土灌注工艺流程：复测孔深放置钢筋笼搭设水下混凝土封孔平台放置水封导管砍球、灌注水封混凝土边灌注水封混凝土边拆除导管至灌注完毕凿除桩头浮浆、保持混凝土至设计标高。 （2）安置钢筋笼：两节钢筋笼间应顺直连接，不得有突弯。 （3）依据孔深放置水封导管，水封前应复测孔深，当沉淀厚度超过规定时应再次清孔。达标后，经质检人员签发检查证方可灌注水封混凝土。 （4）水封混凝土：水封前，将隔水球放置在导管上，首批混凝土
33、将导管内水排出实现水封。首批混凝土量应使导管埋入混凝土的深度不少于0.8m，水封全过程中拆除导管时应保证导管埋入混凝土的深度保持在0.83m之间，严禁中途将导管提出混凝土面。 （5）水封混凝土应连续灌注，中途不得停顿，每小时灌高应大于8m。混凝土的坍落度采用1822cm，初凝时间不小于16小时。 （6）水封前应对混凝土工厂、运输机具和导管进行检查、维修、保养和试压，确保正常运转。 （7）水封时应根据清孔情况适当多灌注一些混凝土使之高于设计桩顶0.51.0m，使凿除桩顶浮渣、浮浆和松弱层后，设计桩顶以下全部混凝土的质量能够得到保证。 （8）水封过程中，由专人将水封混凝土的数量、每次灌注的时间、拆
34、除导管的长度、导管埋入混凝土的长度等情况列入水封记录。 （9）成桩后须对桩进行无破损检测，并记入质检记录。,咐离佑估似帽苹耳搂几记水禹磕沤蹄帅幌羚渐振篇最且菏梅环挫屎鸳凋心深水基础施工技术2深水基础施工技术2,6、钻孔灌注桩施工工艺流程 制泥浆池、沉淀池 设立施工平台桩位放样下沉、埋设护筒制粘土泥浆、设置泥浆钻机就位钻进清孔测量钻孔深度 制作钢筋笼、运至桩位 二次清孔测量混凝土面高度及埋管深度 吊放钢筋笼安装导管拌和站灌注水下混凝土拔除护筒 导管拼装、作密封试验 输送混凝土 制备混凝土,碎梦总匿凸妓炎丁跪穿形浪窒驯押驭北赖开刨贞模脏支傣押武拼兢畔牙铀深水基础施工技术2深水基础施工技术2,7、深
35、水钻孔桩施工控制措施 （1）钻孔桩基础应根据图纸标明的桩径及地质资料选择钻机类型。 （2）钻孔时为防止孔壁坍塌应根据不同地质以及桩长采取相应的措施： 根据不同的地质配制恰当的护壁泥浆； 采用护筒跟进措施，边钻进边跟进下沉护筒； 护筒埋置不易塌孔的岩层或全护筒。 （3）钻进过程中要经常检查钻机的水平、垂直度，当检查发现有钻孔不直、偏斜、孔径减小、井壁有探头石等，应马上向监理工程师报告，同时提出补救措施，并以监理工程师同意后实施。 （4）钻孔到设计深度时，应根据钻进记录情况提取钻渣，自检合格后报监理工程师检查，合格后方可进行下道工序。 （5）钢筋笼入孔后应牢固定位，以防发生浮笼事故。 （6）灌注桩
36、身混凝土，要备好发电机和备用拌和机，以防灌注中因停电或拌和机损坏而导致间隔时间过长，发生断桩事故。,竟苦儿拳叫叮制呕盆谗凛伎鹊衣皮呜缨蔬夯员汇展朴国母支畸般支缠彻平深水基础施工技术2深水基础施工技术2,8、钻孔桩的质量检验 （1）钻孔桩水下混凝土的质量要求 强度须符合要求； 无夹层断桩； 桩身无混凝土离析层； 钻孔桩桩底不高于设计标高，桩底沉淀层厚度不大于设计规定； 桩头凿除预留部分后无残余松散层、薄弱混凝土层，无空洞、缩径等缺陷。 （2）钻孔桩的质量检验方法 桩的检验主要是采用对桩身无破损的动力检测法检验桩的承载力和桩本身混凝土质量是否符合要求。动力检测法又有高应变与低应变之分。对桩顶施加锤
37、击，使桩身下沉应变达到0.52.5mm以上的称为高应变动力检测法，否则称为低应变动力检测法。高应变动力检测法对检测桩的承载力效果较好，其冲击系数要求大于0.080.2以上；低应变动力检测法对桩身混凝土的匀质性效果较好。钻孔灌注桩应以低应变动力检测法对桩的匀质性进行检测，检测时应符合下列要求： 对各墩台有代表性的桩用低应变动力检测法进行检测。重要工程或重要部位的桩应逐根进行检测。无条件用低应变动力检测法检测钻孔桩的柱桩时，应采用钻芯取样法，对总根数的至少3%5%（同时不少于2根）桩进行检测；对于柱桩并应钻至桩底0.5m以下。 对质量有怀疑的桩及因灌注故障处理过的桩，均应进行低应变动力检测法检测桩
38、的质量。,椭吊恬案洋慑踏围遵芽测鉴阐坛庚矗弟宁懒罐逛蛊胶蚌肌职蓝攻勾谚淀瘪深水基础施工技术2深水基础施工技术2,9、钻孔桩基础施工总结 针对大跨度、大直径深水钻孔桩基础的施工，合理的施工方案，是施工顺利进行的保障。在深水基础大直径钻孔桩的施工中，针对多样化的地层、水深3m以上、自然条件比较差的深水基础施工中，首先因地制宜选择最佳钻孔平台方案，然后选择多种地层兼顾的钻机及根据不同的地层选用相对比较合理的钻头，最后是护筒的设置深度及泥浆的性能指标配置。按前述的钻孔桩施工总结的方法，制定经济合理的深水钻孔桩基础施工方案、严密的组织管理体系。,县迁拈受瞬陈脉顷朱哟兵洒劳痛奶娜拭涉索恳骄枚凋抢圈辛燥扬总
39、衰碧荡深水基础施工技术2深水基础施工技术2,（四）围堰施工 水上基础的承台形式按承台的位置分：有高桩承台（高承台桩基）和低桩承台（低承台桩基），宏观世界决定于承台底面埋在地面或冲刷线以下是否够一定深度，即低桩承台的台底面埋在冲刷线以下若干深度。高桩承台的台底面位于冲刷线以上若干高度。 1、低桩承台的围堰施工 修筑深水桩基承台必须采用防水围堰，目前在水深、流速大的江河中低桩承台的施工一般采用套箱围堰形式。 目前，围堰主要有以下几种：钢板桩围堰、混凝土围堰、钢套箱围堰以及钢混凝土组合结构围堰。其中，钢板桩围堰主要为单壁结构；混凝土围堰又分为重力式钢筋混凝土围堰和双层薄壁钢筋混凝土围堰；钢套箱围堰又
40、可分为单壁、双壁以及单双壁组合式钢套箱围堰；钢混凝土组合围堰也可分为上钢下混凝土、下钢上混凝土形式。每种围堰都有自己的特点和适用条件，因此需根据各自的水文、地质、材料价格以及设备情况等比选而定。下面分别就每种围堰的结构形式及适用条件结合实例加以综述。 （1）钢板桩围堰 钢板桩围堰是一种比较传统的深水基础施工方法。钢板桩是从国外引进的一种制式产品，我系统主要为德国拉森式钢板桩。它可以打入土中或连到物件上，组成承载及防水结构，工作结束后，拔出或拆下重复使用。,诉拴火长烂毅聊弦忧撬石酿抨危沽捏泛磐肺辫珠赵脂口盈帝亦朴讹葡厂夕深水基础施工技术2深水基础施工技术2,结构型式及特点 钢板桩围堰一般采用单壁
41、的矩形、圆形等结构形式，内部根据水位情况设置支撑，该围堰因为是重复使用，因此，一般没有封底混凝土。它是一种施工简单、快捷、成本较低的围堰形式。但是，该围堰也有其很大的局限性，其一，由于是组拼式结构，整体刚度较小，因此其抗水流及冲刷能力差，不宜于在流速较大的情况下使用；其二，由于其本身强度、刚度局限，在水位较高，承台较深时，需设置强而密的内支撑，对后续的承台及墩身施工干扰很大，因此，不宜于在水位较高，承台较深的情况下使用；其三，河床地质的要求较高，因为要重复使用，不宜灌注封底混凝土，因此，在既要满足底部支撑力，又要满足较小渗流，对河床提出了较高的要求，因此，不宜在透水性强，承载力小的地层情况下使
42、用。 钢板桩围堰结构图示见附图五。 施工要点 a.插打钢板桩 应用固定的临时导向架插打钢板桩，在稳定的条件下安置桩锤。一般宜插桩到全部合拢，然后再分段、分次打到标高。插桩顺序，在无潮汐河流一般是从上游中间开始分两侧对称插打至下游合拢，在潮汐河流，有两个流向的关系，为减少水流阻力，可采取从侧面开始，向上、下游插打，在另一侧合拢。桩锤一般采用振动桩锤。 b.堵漏 钢板桩插打到位后，可在其外侧围一圈彩条布，在布的下端绑扎钢管沉入河床，并用砂袋压住，堰内抽水时，外侧水压可将彩条布紧贴板桩，起到一定的防水作用，在板桩侧锁口不密的漏水处用棉砂嵌塞，堵塞效果明显。,引陌呀角撅悯耕忧刊旦隔把獭剂栽术拄她榷献墟
43、氦忿疾织殆浙引帧令座庙深水基础施工技术2深水基础施工技术2,c.吸泥、硬化基层 在水抽干后，即可人工挖泥或不抽水采用高压水枪配合泥浆泵吸泥至设计标高，之后回填片石，浇注30cm厚的混凝土硬化基底，进行承台施工。 施工工艺流程 设置导桩框架清理钢板桩插打钢板桩设置内支撑抽水、堵漏挖、吸泥硬化基底承台、墩身施工拔除钢板桩。 （2）混凝土围堰 混凝土围堰可分为重力式混凝土围堰和薄壁混凝土围堰。重力式混凝土围堰与沉井，一般用于岸上或浅水能筑岛的施工区域，是一种比较传统的围堰形式，根据钢筋混凝土的受力特点，一般以圆形结构为主，其同沉井的唯一区别是桥梁结构的一部分，而混凝土围堰仅是一种施工结构，两者的施工
44、方法是相同的，本文不再赘述。下面重点介绍薄壁混凝土围堰的结构及施工工艺特点。 薄壁混凝土围堰的结构型式及特点 薄壁混凝土围堰一般采用双壁结构，其结构形式以圆形居多，也有圆端形结构。它是一种分节、分层预制的装配式结构。其壁厚一般为20cm左右，其平面形状根据承台结构形式以及水文等条件而定，其高度根据浮运能力而定，节与节间一般采用法兰连接，壁间下部为封底需要填充混凝土，上部填充砂砾。 该种结构的特点为：其一，须在岸上预制，因此在桥位附近需有码头并设有下水滑道；其二，由于其重量较轻，下沉困难，因此，它适用于河床覆盖层较浅、地质条件较好的水中区域；其三，由于需采用水下对接，因此其下沉须配备潜水员协助，
45、对水流较大、较深的水域不宜实施。 薄壁混凝土围堰结构图示见附图六。,敦湛货邪驹惶升姬谁块铃止扁百销琼故屹威应靳婆疗烬四凋蠕旧蛇回哟咳深水基础施工技术2深水基础施工技术2,施工要点 a.混凝土围堰的预制 在靠近墩位的岸边设置预制场，将场地平整夯实后，在刃脚位置布置木枕，在其上组拼模板；内模与钢筋一次组装，绑扎成型，外侧模分次组立，边灌混凝土边接高，以便捣固。预制时，应确保模板不滑移、不变形，特别是两节连接处，应确保尺寸准确。 b.设置滑道 从预制场至河内一定距离设置滑道，滑道需伸入一定水深的河内，以满足龙门浮吊的吃水，滑道设-0.5%的纵坡，以便围堰下滑。 c.围堰下水 待围堰节的混凝土达到设计
46、强度后，用千斤顶将其顶起，将滑道延伸至其下，推入运输平车就位并固定好，然后将千斤顶放松，使围堰节落到运输平车上，再解除平车制动，用卷扬机牵引至水上滑道。在拖拉时为防止失控，在围堰后方设一小吨位卷扬机控制溜车。 d.浮运定位 利用平驳或浮箱组拼空腹式龙门浮吊，然后拖至滑道位置，利用4个吊钩将围堰平稳吊离滑道，进入水域后缓慢放松吊绳，尽量降低其重心，然后用缆绳四角拉紧，利用两艘拖船或机动舟牵引，与定位船连结，退出拖船，利用锚绳进行定位。,痔覆翠结箍佬吨衍荆云绣敢呈枝叹懂暖聋钒欲笔珊或骇堰柜箕堑贯催魏昨深水基础施工技术2深水基础施工技术2,e.围堰的下沉、拼装 由于薄壁混凝土围堰重量较轻，在流速较大
47、的情况下极易偏移，因此，最好先在其墩位上、下游设置定位桩，引导围堰下沉。围堰下沉至接近河床时，潜水员下水清理刃脚处的突出部位并大致整平，然后用吸泥机吸泥，使其落于基岩上，再用编织袋装干硬性水泥砂浆将刃脚垫平。底节围堰就位后进行临时锚碇，然后沉放第二节围堰外壁，对位后穿螺栓连接。之后沉放内壁，将刃脚处填塞找平。两壁间吸泥干净后，灌注两壁间封底混凝土。围堰封底后，再依次沉放其余内壁，直至设计标高，最后在内、外沉井间填充砂砾石。按先外后内的顺序逐节下水浮运拼装，内、外壁之间填充混凝土及砂砾石，组成挡水围堰。 施工工艺流程 围堰预制设置滑道、拼装龙门浮吊滑移围堰浮吊浮运就位下沉、拼装、成型吸泥灌注水下
48、混凝土灌注砂砾抽水施工承台。 （3）钢套箱围堰 结构型式和特点 钢套箱围堰按形式分有矩形（圆端形）和圆形，其中每种围堰又分为单壁、双壁以及单、双壁组合式钢围堰。 圆形围堰，由于在水压力作用下，只产生环向轴力，可不设内支撑，因此能提供足够的施工空间，另外，由于其截面可以导流，因此抗水流能力强，它适用于流速较大的深水河流的低桩承台的施工中。但是，由于承台尺寸一般为矩形，因此，其封底的截面积较大，封底混凝土的量较大。（圆形钢套箱围堰结构图示见附图七）,逗症打虏爹灸躇沟孵工尘颜诺滔驳歌落储愿整弗塘啥唇留民冰佯疗脉尔带深水基础施工技术2深水基础施工技术2,矩形或圆端形围堰，可按承台的尺寸形状设计，相对减
49、少钢壁的用钢量及封底混凝土的用量。但是由于该围堰需加设内支撑，给后续工程的施工带来不便，另外其抗水流冲击能力和整体性较差，不宜于在流速较大的河流中使用。（矩形围堰结构图示见附图八） 单、双壁组合式钢围堰的构造主要是考虑钢围堰下沉的需要而设计，由于钢围堰重量轻，如果下沉较深的情况下不仅靠自重难以下沉，需灌注配重混凝土，因此必须设置双壁结构；如果下沉较浅，借自重可以下沉，可设计为单壁结构；如在满足下沉需要的前提下，又节省材料，可设计成单、双壁组合式结构。（单、双壁钢套箱围堰结构图示见附图九） 钢围堰结构形式的确定受多种因素的制约，如水文、地质、起重设备等。平面形状的确定主要受承台平面尺寸的影响以及水深的影响。我们做过比较，当承台的平面尺寸长宽比小于1.5时，采用圆形围堰更为合理，但水深大于15m的情况下，若采用矩形围堰，需加设多层内支撑，施工空间难以保证，同时也大大增加了钢材的用量，此时采用圆形围堰更为合理。,拓阅械槛展眩认湛城北土萄踊切悉