桩基、承台、墩柱施工

桩基、承台、墩柱施工

（1）桩基础的施工

①、桩基施工总述:

本工程共有ф2.5m直径桩基16根,每墩4根,施工中拟采用平行流水作业的方式进行，保证第二个洪水季之前完成桩和承台的施工。因此必须做好详尽的施工准备和工艺准备，合理进行桩机的选型。同时采取全面的“超前钻”以便全面掌握地质情况，合理选择工艺和方法，制定切实可行的溶洞处理方案，确立桩基施工工艺。详见《桩基施工工艺流程框图》。

②、桩机选型:

结合本工程地质情况,针对石灰岩地区溶洞和裂隙发育的不利情况，充分考虑钻进的工艺和钻机的型号配备，同时考虑工期安排和施工组织拟选用回旋钻机。同时配备大型冲击钻机4台，以发挥其在溶洞处理施工中的优势。

③、钢外护筒施打

考虑泥灰岩地区溶洞和裂隙的发育，根据超前钻探的情况，对于溶洞和裂隙发育的地段的桩基，采取“双护筒”法进行钻进施工。

钢外护筒全长约35.0m/根，分上中下三节加工，外径为Ф3000mm，壁厚14mm,加强肋为L7.5×7.5mm角钢，钢外护筒委托专业厂家加工。主墩平台上设上下两层工字钢井形导向架（导向架长宽均为3.20m）；汽车吊配合钢扁担先吊放下一节钢外护筒，测量班用经纬仪交会定位，控制其垂直度，并固定在平台上，然后吊放上一节钢外护筒，进行两节钢外护筒的焊接，焊接时严格控制其垂直度，测量班复核钢护筒位置及垂直度无误后，在钢外护筒顶部焊上振动架，吊放90kw或377KW振动锤，在测量监控下施打振动下沉，施打过程控制钢外护筒偏位控制在10cm内，倾斜度在0.5%以内。钢外护筒入土石深度必须保证4～5米，若无法打入，则在钢护筒外抛砂包以满足要求。全部钢护筒施打完成以后，派潜水员检查护筒的施打质量并进行水下电焊。在标高76m处用14#槽钢把8根钢护筒与施工平台的钢管连接成整体。防止在钻孔过程中出现溶洞时引起施工平台的塌陷。

④、覆盖层钻进：

在钢外护筒全部施打就位并通过监理验收合格后，吊装工字钢调平，吊放钻机轨道就位，吊装并调试钻机。采用钻机进行覆盖层的钻进。钻进使用Ф2700mm刮刀钻头，用优质泥浆护壁，每墩利用没有施工的钢护筒设置泥浆池（必要时在民船上设置泥浆池），配3～4台8PS泥浆泵，反循环钻进，钻机采用电缆供电，同时配2台200KW发电机备用。在钻进成孔过程中，应保持孔内泥浆液面始终高于孔外水面2米以上，并根据不同的地质情况调整泥浆的各项指标。由于可能出现的溶洞情况变化很大，而且顶板厚薄不一，为防止不小心钻穿溶洞顶板造成事故，钻进到岩面时应立即停钻，待下放钢内护筒后再钻进，以策安全。在钻进过程中采用标高控制和查看岩渣两种手段进行严格控制。在钻进将达到地质钻探所显示的岩面标高以上1米时应减压慢速钻进，防止钻进到岩面破碎处，大

量漏浆引起塌孔事故。溶洞顶板薄、岩面上有斜面岩时，钻进时应减压减慢进尺，并准备黄泥等堵漏材料。

⑤、吊放钢内护筒：

刮刀钻头钻进到岩面经验收后，应尽快组织钢内护筒的吊放。钢内护筒外径Ф2700mm，壁厚14mm，每节8～12米，用钢扁担吊放入孔内，焊接反向牛腿固定（双向经纬仪测量控制调整垂直度），吊放上一节后焊接接长，依次下放，焊接中严格控制垂直度。吊放到钻孔底，测量定位后焊接固定，沿周边等距吊放8根35毫米黑铁管作为压浆管，然后填充细碎石至钢外护筒底（库床面下4～5米）。通过压浆管压送水泥浆固结，压浆中应保持压力0.5～0.7MPa约5分钟。吊放钢内护筒时如果阻力过大可以采用振动锤协助下放到位。主桥十六根桩所用的钢内护筒长度根据超前钻探资料确定,吊放时按实际尺寸下放。吊放钢内护筒可以和其它孔钻进同时作业。

⑥、岩层钻（冲）进及溶洞处理：

对有溶洞的桩施工中主要采用冲击钻机进行成孔，包括地质钻孔已知溶洞和未知溶洞桩的施工，在冲孔过程中，要求对钢内护筒刃脚进行反复冲击压实，以保证钢护筒刃脚的密实，防止在冲进过程中，此处产生漏浆，对出现异常情况（如泥浆流失、液面下降、冒气泡、扭矩减小等现象）的钻孔，通常采取抛填碎石、块石、泥砖、黄泥、粘土、水泥等办法处理溶洞，同时再适当加大泥浆比重继续往下钻（冲）进直至成孔，在抛填块石和黄泥后，首先用冲锤轻压，把填充物压实后才能进行正常冲进。对于某些钢内护筒底距岩面较大的桩孔则采取在钢内护筒刃脚四周进行旋喷加固处理来防止钻（冲）进过程中内护

筒底穿孔漏砂现象。溶洞处理的施工工艺流程如下：

下放钢内护筒----冲机就位----抛填块石和黄泥等----反复冲压钢内护筒刃脚2 ~ 3次----正常冲进----在溶洞顶板位置轻锤慢打----穿过溶洞----抛填块石和黄泥粘土，冲击压实----冲进并通过溶洞

在穿过溶洞的全过程中，要求施工钻桩平台上要备有足够的黄泥粘土等材料作漏浆时堵漏之用，同时还要备有泵水能力不少于150m3/h的抽水泵多台作为紧急补水补浆急用。在有溶洞桩施工中，要求现场施工技术人员进行全天候轮流值班，并定期检查钻（冲）机械的各部件，防止掉钻掉锤事故的发生。

⑦、钢筋笼的加工

钢筋笼采用分段加工，现场吊装焊接的方法，并预设三条外径Ф140mm、壁厚4.5mm的超声波检测管。下放钢筋笼时拟采用汽车吊，第一节下放之后，再焊接（或冷挤压连接）第二节钢筋笼，钢筋接头应严格按照规范要求进行焊接（或冷挤压连接），钢筋笼吊入后应校正偏位、垂直度，并检查标高及保护层厚度，并采取防止钢筋笼上浮（焊在护筒上等）的固定措施，然后下导管（导管使用前必须做气密性试验）进行第二次清孔；准备浇注水下砼。

⑧、混凝土的灌注

桩身混凝土的灌注采用导管水下灌注，考虑桩径较大，应适当选取直径稍大的导管进行。本工程拟采用直径Ф30厘米的导管进行水下砼的灌注。严格控制砼的坍落度在18～

22厘米之间，和易性良好。同时由于桩径较大，首罐量亦较大，必须合理组织并采取有效措施保证首罐混凝土的灌注质量。

在桩砼浇注的全过程中，为防止由于溶洞扩孔引起砼面下降造成导管埋管不足，故在有溶洞的桩孔水下砼浇注时，埋管深度不应少于4米，一般控制在4 ~ 8米之间，在浇注时应注意抽管反浆，且在水下砼浇注时应有专人定期测量砼浇注深度，以及时发现异常情况，及时处理，防止断桩事故的发生。 由于单桩砼方量较大，混凝土拟采用搅拌站拌和，泵送砼施工，浇注过程中应经常检测砼面标高及埋管深度，始终保持导管下口埋入孔内砼4～8米深，考虑承台施工和保证桩头砼质量的需要，对于本工程，桩径较大，桩顶砼面要比设计承台底标高高出200cm左右；砼桩的质量检测采用图纸规定的超声波或抽芯法进行检测。

⑨桩基检测

在桩基水下砼浇注达到检测龄期后，进行桩基的检测验收工作。

⑩主桥桩基施工的质量安全控制要点：

A、内外护筒就位均有测量班双向经纬仪交会定位，测定垂直度，双层导向架，限位施打（吊放），焊接保证顺直，每两节之间轴线差不大于2cm，总长度内不大于5cm。

B、钢护筒到位后要焊接固定。

C、覆盖层钻进过程中要定时每台班检测泥浆指标，实验室每天至少抽检一次。

D、覆盖层钻进采用优质油田泥浆护壁，泥浆的各项技术指标严格按照规范要求进行控制。岩层（溶洞）钻进可采用黄泥泥浆护壁。

E、钻进过程中要有现场技术员24小时轮留值班。

F、在岩层（溶洞）钻进过程中，须准备50～100m3的袋装粘土随时可以抛填，准备3～4台泥浆泵，在出现大量漏浆漏水时可及时补浆补水。

G、水下浇注砼时，要有机、电维修人员现场值班，保证砼拌和机和砼泵的正常工作，保证砼浇注的连续性。

H、如在钻孔中发现溶洞填充物流塑性过大等情况，可抛填碎石、块石、粘土、水泥包等，用冲击钻冲孔造壁，冲程控制在2米以内。

（2）、承台的施工

在桩基检测合格后，即可拆除钻桩施工平台的一部分作为承台施工时下放钢套箱用，另一部分不拆除，作为承台及以后施工时的工作平台，因基础施工要赶在汛期前完成，故主墩共准备钢套箱侧板4套，底板4套，4个承台相对独立施工，平行作业。承台施工工艺流程详见附图.

主桥主墩承台平面形式为矩形带圆角结构，承台顶、底标高分别为 81.58m和 84.58m，承台封底底面标高为79.58m；承台底设计为1.5m厚25#封底砼。

承台身为30#砼，体积达330m3，为大体积混凝土。主墩承台的库床面在69.00m标高处，经综合考虑和比选，拟采用有底钢套箱法进行施工。

①、钢套箱设计加工：

因第二个汛期前要完成基础施工，且考虑利用套箱作为后续施工的围堰，故主墩钢套箱共制作4套，综合考虑现场施工条件和起重能力进行合理分块制作。在施工前进行专项设计并加工，分块的重量考虑吊机的起吊性能和安装跨度，装套箱时的水位资料等因素，而套箱的施工水位考虑在92.22m ,故套箱的顶标高设计为93.22m。

②、钢套箱拼装下沉及封底砼的浇注

钻孔桩经验收合格后，派潜水员拆除护筒之间的连接并利用水下电焊焊接16个倒牛腿（也可以提前焊好），拆除套箱施工范围的钻桩平台，同时搭设墩轴线向供人行走的便道，在套箱施工当时水位以上的适当位置护筒上割孔，安装工字钢托梁，用汽车吊安装底模并焊接成整体，吊装侧模，安装井字支撑系及抗浮杆，在护筒顶安装挑梁及16个10吨葫芦，人工操作葫芦在测量配合下统一指挥缓慢沉放至设计要求的标高，将葫芦转换成抗浮杆吊住套箱，潜水组配合将护筒四周的空隙垫钢板或塞麻袋等堵漏，接着装导管分六个格仓浇注1.5m厚25#水下封底压重砼。

③、承台钢筋混凝土的施工：

待封底砼达到一定强度后，在抽水的同时，进行套箱内的支撑、压顶和焊接抗浮拉

杆，并检查套箱拼接缝的止水情况，发现问题及时处理。抽干水凿除桩头至设计标高，并割除设计标高以上的钢护筒（边割边进行力系转换即焊接工字钢、三角板等），清除桩头松散砼并清洗干净，进行承台钢筋绑扎和冷却水管的安装，注意预埋墩身钢筋，绑扎和定位按规范和设计要求进行并加辅助定位筋支承；经监理工程师验收后，进行砼的浇注，按现场实际采用砼泵送施工，为解决浇注面大和厚度大的砼初凝及产生过大水化热问题，可分5层一次连续对称浇注完成，为防止承台施工砼产生温度裂缝，根据现场的实际情况，拟采取：

A、 选取低热水泥，粒径适宜的骨料，掺适量粉煤灰和高效能减水剂等降低水泥用量来优选砼配合比,减少砼水化热；

B、控制砼入模温度，采用冰水拌和、降低拌和料入槽温度等措施；

C、砼养护采取内散外蓄综合养护法（即在承台内放循环冷却水管，在砼施工期间进行循环水冷却，以加快承台内部热量的散发，根据以往经验，冷却循环水进出水温差宜控制在25摄氏度以内，以避免因温差过大而影响混凝土内部质量。承台浇注完成后在表面覆盖草麻袋进行蓄热保温养护，并以承台内外实测温差来确定养护方法和持续时间。

④套箱拆除

待承台砼达到规定强度后，可利用钢套箱作为施工围堰进行墩身的施工以及0#块的施工，完成后即可进行钢套箱的拆除施工, 拆除施工采用汽车吊配以潜水作业组进行。

（3）、墩身(台)的施工

①、主桥墩身施工:

主桥墩身为双薄壁墩，截面为1.2m×7.0m的矩形，承台至箱梁梁底间墩柱高度为14.0m，施工采用定形大板式钢模板进行施工。砼标号为C30，墩身底位于施工平台下约15米，在承台砼达到足够强度后，即可测量放出墩位样，对承台与墩身的接触面，在承台施工时该处表面用缓凝剂喷涂并凿毛及冲洗干净，现场绑扎钢筋，模板采用定型组合钢模板（预拼成型），型钢围囹，对拉螺杆固定，同时做好保护层，先将墩身砼用泵送施工，墩身分三次，平均约５米高一节浇完，在墩身周边搭脚手架绑扎钢筋，模板采用葫芦提升爬升法施工，在每墩桥轴侧摆设汽车吊，辅助进行墩身材料的提升施工，钢筋竖向连接考虑用冷挤压连接新工艺，钢筋绑扎和模板安装的位置、拼缝和垂直度等均应通过测量控制符合有关规范要求，模板拉风缆固定，因墩身较高，分节施工高度仍超过２米，砼浇注下料须采取下串筒等措施保证砼不离析。墩身顶段施工时，注意预埋临时固结预埋件0#块现浇托架平台的预埋件，并采取适当提高砼标号、加强振捣、优选配合比、加强挂草麻袋等早期潮湿养护等措施保证墩顶段砼质量。经监理工程师验收后可进行上部结构托架现浇施工。墩身施工工艺流程如下：

②、桥台的施工

水府庙大桥0号和3号桥台均为条形扩大基础U型桥台,基础位于中风化基岩,扩大基础混凝土标号为20号,台身混凝土标号为30号。

施工顺序：由于受主梁施工的限制，即台背和侧墙的施工必须待全桥合拢预应力张拉完成后，才能进行。故其施工流程为：

基坑开挖→垫层施工→扩大基础钢筋绑扎及模板制安→基础砼浇筑→台身钢筋及模板制安→浇筑台身混凝土→待主梁施工完成后→台背、侧墙及其它附属设施的施工。

施工方法：基坑开挖采用以机械开挖为主人力为辅的方式进行，覆盖层的开挖采用挖掘机开挖，岩层采用气动风镐凿除。如遇较硬岩层，则配以浅眼微差爆破作业。钢筋采取场内加工，现场绑扎成型、固定。模板采用标准模板和胶合板组合拼装。混凝土采用集中拌和站拌和、吊罐入模，插入式机械振捣。

施工工艺控制：

A、严格控制基坑开挖工艺，避免超挖和欠挖，严格按照设计文件和规范进行基底检查、验收，确保基底承载力满足设计要求。

B、钢筋和模板的制安必须严格遵守设计文件和规范的要求，确保工程质量。

C、混凝土的浇筑施工必须有明确的、详尽的施工技术交底，严格按照规范的分层和振捣要求进行，保证混凝土的施工质量。

D、施工中，各工序严格执行‘三检’制度，做到严格把关。