橋梁的建設(shè)往往是對工程建設(shè)精細(xì)程度的考驗。以跨江大橋為例，介紹跨江大橋大直徑鉆孔樁是如何施工的！

一、項目概述

XX-XX跨江航道XX跨江大橋全長10.137km，主要由（南北）陸域引橋、（南北）水域引橋和主要通道橋梁。

為了盡量減少對錢塘江河床斷面的阻礙，水域引橋下部結(jié)構(gòu)采用單樁單柱結(jié)構(gòu)，即樁直接相連，有沒有大寫轉(zhuǎn)換。

水域引橋共設(shè)置150Φ3.8m大直徑超深鉆孔樁基礎(chǔ)。其中，南岸水域引橋（第二合同段）由我局中標(biāo)，包含20個Φ3.8m大直徑超深鉆孔樁。

南岸水域引橋全長1030m，上部結(jié)構(gòu)為三重連續(xù)剛構(gòu)梁

橋梁跨度排列為(7×70m)+(70m+120m+70m)+(4×70m)

1.1、Φ3.8m鉆孔樁設(shè)計

南岸水域引橋墩號為N1#~N6#墩和N11#~N14#墩。樁，每墩2個，共20個。

1.2、水文地質(zhì)條件

1）水文條件：橋址區(qū)潮流為不規(guī)則的半日淺海潮，漲潮大于落潮。根據(jù)短期觀測資料，平均高潮位4.02m，平均潮差6.44m。 2007年9月實測垂直最大速度6.65m/s。橋位河床泥沙顆粒細(xì)，啟動流速低，易沖淤易淤，河床變化劇烈。根據(jù)實測，樁位河床面在詳查過程中已從0.0m沖刷到-10m，對鉆井平臺的設(shè)置影響較大。

2）地質(zhì)條件：橋址區(qū)地層上部為較厚的第四紀(jì)松散沉積物，下伏泥質(zhì)粉砂巖和砂礫巖風(fēng)化層。典型地層分布自上而下為粉砂、粉砂、粉質(zhì)粉質(zhì)粘土、含砂粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、中細(xì)砂和圓形礫石。

工程地質(zhì)縱斷面

1.3、構(gòu)造特點及難點

1）樁基鋼套管長度45.0m，內(nèi)徑Φ4.1m，外形尺寸大，重量超過130t，需要高性能的運輸和起重設(shè)備；就位精度控制平面偏差5cm，垂直度1/200，對下沉技術(shù)要求極高。

2）直徑大，最大孔深118m，樁尖深入礫石砂巖10m以上，需要穿過厚度超過100米的膠結(jié)卵石礫石層20m，對鉆機(jī)系統(tǒng)的性能要求極高。

3）樁基施工全為水上工程，鋼平臺技術(shù)根據(jù)現(xiàn)場情況適宜。由于鉆機(jī)負(fù)荷大，水文條件差，鉆井平臺設(shè)計施工控制點較多。

4）樁基采用海洋高性能混凝土，技術(shù)要求高。單樁體積為1250 m3，對混凝土生產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng)和現(xiàn)場澆筑工藝要求較高。

5）現(xiàn)場交通必須經(jīng)過棧橋，點多、線路長，受相鄰路段施工干擾大，對施工組織要求極高。

二、主要施工技術(shù)方案

2.1、施工技術(shù)方案簡介

1）鉆井平臺搭建：搭建結(jié)構(gòu)堅固的鋼制平臺，采用打撈法通過棧橋架設(shè)平臺。

2）鋼套管施工：考慮到體積大，運輸不便，采用現(xiàn)場加工；大型振動錘和履帶起重機(jī)用于下沉施工。現(xiàn)場延期流程。

3）成孔施工：采用大功率、大扭矩液壓動力頭旋挖鉆機(jī)，氣舉反循環(huán)工藝成孔。

4）鋼筋籠施工：采用長線基座法加工，分段運輸?shù)浆F(xiàn)場，用履帶吊安裝。

5）混凝土施工：選擇額定生產(chǎn)能力為360m3/h的攪拌系統(tǒng)供料，用卡車運到現(xiàn)場，泵入倉庫，單管澆注。

2.2、鉆井平臺設(shè)計與施工

1）平臺設(shè)計

由于橋區(qū)水文條件極其惡劣，需要設(shè)計抗風(fēng)、抗流、抗浪的大直徑高樁鋼平臺。

考慮到施工方便履帶吊鋼筋籠起重吊裝方案專題|大直徑超深鉆孔樁施工技術(shù)詳解，工地人員必備！，平臺頂標(biāo)的選擇與施工棧橋相同，即+10m。

考慮平臺上的鉆機(jī)作業(yè)；考慮鋼套管的下沉、鋼筋龍骨的安裝、混凝土澆筑設(shè)備的布置；預(yù)留125t.m固定塔吊基礎(chǔ)；考慮為建筑工人安排臨時辦公和休息設(shè)施。

鉆井平臺樁基采用Ф1200×12鋼管，樁間并聯(lián)采用Ф800×10鋼管，斜撐采用Ф600×8鋼管； ×300，配電梁采用I22b，面板采用10mm鋼板。

2）平臺搭建

依托施工棧橋，采用打撈法搭建鉆井平臺；

設(shè)置打樁導(dǎo)向架，振動錘為DZ120型，起重設(shè)備為100t履帶吊；

在低潮期布置沉樁，及時焊接安平接頭管和上梁系統(tǒng)。

2.3、鋼套管結(jié)構(gòu)

1）鋼護(hù)板設(shè)計

鋼套管頂部標(biāo)高與平臺一致，頂部標(biāo)高+10m，底部標(biāo)高設(shè)計為-35m，總長45m，內(nèi)徑4.10m，外徑4.164m。下12m范圍壁厚32mm，采用Q345C鋼，其余壁厚27mm，采用Q235C鋼。

考慮到運輸和吊裝過程，鋼套管分2段下沉：底段長度23.0m，重量約71.5t（含加勁）箍）;上段長22.0m，重約60.6t。

2）鋼套管加工

由于鋼制套管體積大，公路運輸困難，水路運輸存在安全隱患。鋼套管經(jīng)過綜合比選，在后院的專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)車間加工，焊縫采用直焊縫。

為減少鋼套管在運輸和吊裝過程中的局部變形，在鋼套管兩端和中間的吊點處設(shè)置米形內(nèi)撐，采用I-10鋼。

為保證鋼套管下沉?xí)r刃口不變形，在套管底部設(shè)置兩個直徑δ20mm的加勁箍，間距為樁徑的1倍，寬度為每個加強(qiáng)箍的長度為 50 厘米。

3）鋼套管運輸

鋼制外殼由平板卡車運輸。為了保證鋼殼在運輸過程中的穩(wěn)定性，車上設(shè)置了弧形中軸，并用鋼絲繩固定。

在運送到平臺的過程中，將指派專人指揮和清除障礙物。

4）鋼筋下沉

200t履帶起重機(jī)吊裝鞍鋼鋼套管，100t卡車吊裝套管。

通過對樁位地層的分析計算，選擇了兩臺ICE V360液壓振動錘應(yīng)用沉鋼套管。

為保證鋼套管準(zhǔn)確定位，設(shè)置整體式雙層導(dǎo)向架，上下限位輪間距7m，導(dǎo)向架安裝在鉆井平臺上。 ，并與平臺焊接固定；在保護(hù)管下沉過程中，驗船師通過儀器全程監(jiān)控，如發(fā)現(xiàn)偏差，將及時通知現(xiàn)場指揮員進(jìn)行糾正。

鋼套管在現(xiàn)場經(jīng)常采用二氧化碳保護(hù)焊連接。焊接完成后，超聲波檢測合格后方可進(jìn)行浸沒。

保護(hù)套管上端部分材料和壁厚與永久套管上端相同，下沉可靠可行。同時用作墩柱施工的擋水結(jié)構(gòu)，完全滿足施工要求。護(hù)管底部加勁箍的設(shè)置方法履帶吊鋼筋籠起重吊裝方案專題，經(jīng)鉆孔工藝驗證，應(yīng)合適，護(hù)管底部無卷曲變形。

鋼套管下放采用高頻液壓振動錘，更適合工程地質(zhì)分布吊車出租，最大激振力達(dá)到5600kN。

2.4、開孔

1）裝備選擇

根據(jù)本項目特點，選用性能優(yōu)越的大動力頭鉆機(jī)：KTY-4000鉆機(jī)2臺、ZDZ-4000鉆機(jī)1臺、KT-5000鉆機(jī)1臺。

為了適應(yīng)不同的土層，每臺鉆機(jī)都配備了加強(qiáng)型刮板鉆頭和滾刀鉆頭，并配備了直徑大于400mm的高強(qiáng)度鉆桿和配重。

有足夠容量的供氣系統(tǒng)和泥漿凈化系統(tǒng)，每臺鉆機(jī)應(yīng)配備不低于20m3/min的空氣壓縮機(jī)。

2）技術(shù)布局

為減少對棧橋的影響，合理安排流程，充分利用平臺空間。

鉆機(jī)和泥環(huán)選擇系統(tǒng)放置在平臺的一側(cè)；鉆頭和鉆桿的堆放區(qū)放置在平臺下游，遠(yuǎn)離棧橋；平臺中間預(yù)留履帶吊作業(yè)通道；靠近棧橋的區(qū)域作為材料傾倒和混凝土澆筑設(shè)備的位置。

3）鉆孔

使用輕質(zhì)水泥漿和優(yōu)質(zhì)觸變泥漿制成泥漿，并添加純堿和纖維素來調(diào)節(jié)泥漿的性能。新拌泥指標(biāo)要求粘度>22s，PH值>9。

根據(jù)不同地層選擇不同的鉆井參數(shù)，在粉質(zhì)粘土層中使用小WOB來控制進(jìn)尺；在粉質(zhì)粘土和粘土層中使用中等 WOB 來控制進(jìn)尺；在卵石層和風(fēng)化基巖中采用高鉆壓減壓鉆井工藝。

最后一個孔后，將鉆頭從孔底提升到一定高度，空轉(zhuǎn)清孔。當(dāng)泥漿性質(zhì)和沉積物厚度達(dá)到規(guī)定要求時，停止清洗。拆除鉆具，拆除鉆機(jī)，完成鉆孔施工。必要時進(jìn)行二次清孔，并使用混凝土澆注管和專用風(fēng)管進(jìn)行反循環(huán)。

3）鉆孔

由于地層復(fù)雜，一些土層膠結(jié)嚴(yán)重，所需的WOB和扭矩比較大。需要對各層界面進(jìn)行細(xì)致嚴(yán)格的控制吊車公司，確保孔壁的穩(wěn)定性和垂直度不超過極限；

為不同的土層選擇合適的鉆頭，對覆蓋層使用加強(qiáng)型刮刀鉆頭，對基巖使用滾刀鉆頭。根據(jù)實際情況，有些孔不是用滾刀鉆的，而是用刮刀鉆到位的；

砂層和卵石層鉆進(jìn)過程中，渣量大，混入大直徑卵石，造成堵塞。同地層后續(xù)鉆井調(diào)整泥漿性能指標(biāo)，提高泥漿循環(huán)除渣效率；

增強(qiáng)型刮刀鉆合金鉆齒焊接需要牢固，每個孔之間的間隙要修整一次，以保證鉆孔效果；

鉆機(jī)維護(hù)需要跟進(jìn)加強(qiáng)，現(xiàn)場增加維護(hù)人員和易損件，盡量減少非鉆孔時間，提高施工效率。

4）典型樁孔鉆孔參數(shù)表

5）毛孔檢??測

2.5、鋼筋籠施工

1）鋼筋籠加工

鋼籠在后院加工，采用長線底座法。

鋼筋籠標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長12m，共9節(jié)，采用12m定長鋼筋，減少接頭數(shù)量。

主桿接頭采用鐓粗直螺紋接頭。鋼筋籠按加工順序編號，方便施工時鋼筋籠對接。

鋼筋籠采用型鋼鋼筋箍，每2m設(shè)置一次，鋼筋箍內(nèi)設(shè)六角形內(nèi)支撐，保證鋼筋籠段在存放和吊裝時的剛性。

單節(jié)鋼籠頂部有2層吊環(huán)（每層4個），一層用于吊裝，另一層用于樁孔內(nèi)臨時固定；底部設(shè)有1層和2個吊環(huán)，用于提升和翻轉(zhuǎn)。

鋼籠采用長線底座法加工，質(zhì)量易于控制，對接精度可以保證。

使用12m定長鋼筋，斷面相對較少，有利于提高下沉效率。

加強(qiáng)箍采用型鋼，剛度高，有利于保證鋼保持架的形狀。早期使用角鋼，彎曲難度大，勞動強(qiáng)度大，耗時長，質(zhì)量不易保證。后來改用槽鋼，施工效果更好。

2）鋼筋籠運輸及安裝

鋼筋籠由平板車分段運送到現(xiàn)場。

鋼籠采用200t履帶吊，必要時輔以汽車吊。 u將孔按編號順序分段拉入孔中，并用連接器連接。

由于鋼籠的設(shè)計頂標(biāo)為-3m，與保護(hù)管頂部的距離為13m，需要設(shè)置工具籠固定鋼籠。

工具籠長13米，較長，對接不方便；鋼籠上保護(hù)層為22.5cm，導(dǎo)致吊籠掛鉤下方的吊桿容易彎曲變形。后來對工具籠進(jìn)行了改進(jìn)，主要是部分取消了加強(qiáng)箍，吊桿可以單獨連接，大大提高了施工的安全性和可操作性。

2.6、混凝土澆筑

樁基為C30船用高性能混凝土。為保證混凝土質(zhì)量，優(yōu)化配合比設(shè)計，采用雙拌工藝，既滿足強(qiáng)度和耐久性要求，又具有良好的施工性能。

混凝土原材料按有關(guān)要求檢驗合格后投入使用，砂石料用遮陽罩覆蓋。

混凝土由位于后院的三個 120 立方米/小時的混凝土攪拌站生產(chǎn)。使用10輛8m3混凝土罐車將混凝土運往工地，布置3輛80型或105型泵車進(jìn)行澆筑。

混凝土澆筑采用單根導(dǎo)管履帶吊鋼筋籠起重吊裝方案專題，直徑400mm，單節(jié)長3m，快速接頭。首封和正常澆注均采用30m3大料斗集中供料，保證混凝土泵送不間斷，導(dǎo)管連接2m3體積小料斗。采用升降板切球的方法封孔。

考慮到樁身直徑較大，為保證砼面上升均勻，在正常澆筑階段，導(dǎo)管埋深控制在3-8m，測深點布置在4處.

整個輸液階段施工棧橋的交通控制。

混凝土配合比設(shè)計能滿足施工需要，強(qiáng)度、耐久性、施工性能均良好。 Φ3.8m鉆孔樁采用單導(dǎo)管澆筑混凝土是可行的。通過對澆筑過程中混凝土表面的監(jiān)測，4個點的高度差均小于50cm。

由于樁徑較大，樁頭處理量巨大，達(dá)到13.2m3/m。混凝土澆筑完成后，必須及時清理樁頂浮漿和超量混凝土，避免樁頭混凝土凝固后鑿孔困難。

三、現(xiàn)場施工

3.1、樁工效分析

從20個樁基的施工過程來看，總體實施過程比較順利，業(yè)主委托第三方檢驗的都是I類樁。可見，確定了施工技術(shù)方案和關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，關(guān)鍵施工設(shè)備的選擇、混凝土配合比的設(shè)計和整體施工工藝是適當(dāng)可行的。

鋼筋籠與混凝土澆筑工效分析

由于110多米的長鋼籠，接頭數(shù)量巨大，下沉?xí)r間也很長。第一堆達(dá)到28小時。采取一系列措施后，施工效率得到了提高，基本可以控制在20小時以內(nèi)。 .

混凝土澆筑時間基本在12小時左右，澆筑強(qiáng)度110m3/h，設(shè)備配置能滿足施工和維修要求。攪拌站效率為110/360=31%；混凝土運輸車為110/10=11m3/h，每小時運輸量小于5輛；泵車效率為110/265=41%。

3.2、一點搭建經(jīng)驗

大直徑超長鉆孔（單）樁基礎(chǔ)是國內(nèi)外橋梁建設(shè)史上的首例。是未來橋梁建設(shè)的趨勢。高要求。由于施工組織難度顯著增加，且有成孔成樁的風(fēng)險，在對河床斷面壓縮率無要求時，應(yīng)慎用此工藝。

(1）強(qiáng)潮水域施工對工況的選擇非常重要。建議仔細(xì)研究，慎重選擇合理的控制參數(shù)，避免極端工況，最大程度保證安全條件下的安全。優(yōu)化施工措施和結(jié)構(gòu)的前提；

(2）大口徑鋼罩生產(chǎn)運輸難度大，應(yīng)根據(jù)工程特點選擇合適的工藝，在保證質(zhì)量的前提下，以達(dá)到目的減少投資，提高進(jìn)度；

(3）大直徑鋼套管由于其直徑和厚度較大，在減振過程中很容易變形，因此需要專門研究以確保理論指導(dǎo)實踐；

（4）對鉆機(jī)的扭矩和鉆孔深度要求極高，成孔周期長，孔壁穩(wěn)定性難以保證；

(5）對混凝土澆筑系統(tǒng)和澆筑工藝要求極高，連續(xù)澆筑強(qiáng)度高，施工組織難度大。

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23.分段流在“高峰期”中的應(yīng)用