超长、超大直径钻孔灌注桩施工工法(最终)

超长、超大直径钻孔灌注桩施工工法

一、前言

钻孔灌注桩是桥梁建设上常用的一种深基础形式。近年来我国桥梁事业发展迅速，新建桥梁的跨径越来越大、结构越来越复杂，钻孔灌注桩的长度也就越来越长、直径也就越来越大。

中港第二航务工程局承建的苏通大桥C1标主4号墩由131根钻孔灌注桩组成，桩长均为120m，桩径2.5～2.85m，为目前世界上最大的桥梁群桩基础。为了促进该施工方法在我国类似桥梁工程项目中推广使用，根据苏通大桥施工经验与实践，特编制该工法。该工法内容主要包括钻孔平台搭设、钻孔桩成孔工艺（钻机选型、泥浆的选用配置、成孔参数的选择）以及成桩工艺（水下砼的配制及浇注工艺），其中钻孔平台搭设工艺曾获2004年武汉市职工创新一等奖。

二、工法特点

1、采用结构护筒直接作为钻孔平台的承重结构。

2、采用了振动锤以及移动式导向架打设钢护筒。

3、钻孔处多为粉沙、细沙、中粗沙及沙砾层等易坍孔地层，施工选用了大功率钻机成孔、优质PHP护壁泥浆。

4、钢筋笼采用镦粗直螺纹接头，并于后场同槽预制，

采用大型浮吊大节段吊装。

5、桩基采用桩底后压浆技术。

三、使用范围

适用于采用钻孔灌注桩（地质以砂层为主）为基础的特大桥桩基施工。

四、工艺原理

钻孔桩施工工法主要分两部分：其一主要说明钻孔平台的搭设工法，其二介绍钻孔灌注桩的成孔、成桩以及桩底后压浆工艺。

五、施工工艺

（一）、工艺流程

1、传统钢管桩施工平台搭设工艺流程

图5.1 传统钢管桩施工平台搭设工艺流程

2、采用钢护筒作为承重结构的钻孔平台搭设工艺流程

图5.2 采用钢护筒作为承重结构的钻孔平台搭设工艺流程3、钻孔灌注桩施工工艺流程

图5.3 钻孔桩施工流程图4、桩底后压浆流程

图5.4 桩底后压浆施工流程图

（二）、施工要点

1、传统钢管桩施工平台搭设施工要点

①钢管桩施工

a、钢管桩制作、运输

钢管桩均按设计规格拼装成整桩，按沉放顺序分批加工制作，出厂检验合格后，用驳船运输至施工现场。

b、钢管桩沉设

钢管桩沉设定位采用测量定位。

●确定沉桩顺序：根据各工程的施工特点确定沉桩顺序。

●打桩船抛锚定位：按照沉桩顺序进行打桩船的抛锚定位。

●钢管桩施沉前根据桩位图计算每一根桩中心的平面坐标。直桩直接确定其桩中心坐标，斜桩通过确定一个断面标高后，再计算该标高处钢管桩的桩中心坐标。

●钢管桩平面位置及垂直度调整完成后，先自由落桩，再开始压锤，依靠钢管桩及打桩锤的重量将其压入土层，测量复测桩位和倾斜度，偏差满足设计要求后，开始锤击。

●钢管桩的最终桩尖标高由入土深度控制。成桩由标高控制，以贯入度作为校核。

②平台搭设

a、平联施工

平联钢管采用哈佛板连接。在前场施工中，首先将下好料的一端与钢管桩按设计位置对好位并调平平联焊接，然后用哈佛板将另一端与钢管桩焊接。

b、平台上部结构搭设

逐一安装主承重梁、分配梁，铺设面板，安装栏杆，挂设安全网。

③、钢护筒施工

a、导向架设计与制作

根据水深、流速条件确定导向架设计高度及刚度。本工程采用11.5m高的点接触式导向架，平台以下5.5m、平台以上6.0m。导向架平面呈“开口式”，平台上下两层导向架之间用螺栓连接，以便于装拆。导向架结构见图5。

图5.5 导向架结构示意图（单位：mm）

b、钢护筒起吊、就位、施沉

用起重船吊起钢护筒，使钢护筒垂直，选择在平潮或流速较小时将钢护筒缓慢下滑，直至入泥稳定，待钢护筒下沉稳定后才能脱钩。

2、采用钢护筒作为承重结构的钻孔平台搭设施工要点

①、起始平台施工

起始平台位于钻孔平台上游侧，其主要作用是为沉放钢护筒，安装悬臂式定位导向架，提供具有足够刚度的起始工作平台。

起始平台钢管桩施沉利用安装在定位船船艏的导向架定位，用起重船吊振动锤振动下沉。

a、起重设备配置：根据起始平台单根钢管桩的长度重量选择相应的起重设备。

b、振动锤配置：振动锤选择主要满足钢管桩施沉要求。

c、钢管桩沉放

钢管桩的定位采用测量定位。定位船在测量的指挥下移至桩位位置，运桩船停靠浮吊。当钢管桩起吊竖直后，将钢管桩送进导向架内，由测量调整钢管桩的平面位置及倾斜度，当平面位置偏差及倾斜度满足设计要求后，下放钢管桩，浮吊脱钩，起吊液压振动锤就位，

测量再次复核钢管桩的平面位置及倾斜度，合乎施工要求后，振动下沉到位。

下沉到位后，定位船移至下一根桩位。第二根桩下沉到位后，及时连接两根桩之间的钢管水平联。钢管平联采用哈扶板连接。

②、护筒区平台搭设

a、钢护筒制作、运输

钢护筒在钢结构公司厂内加工，分上、下两节制作。然后装船运至施工现场。

b、钢护筒沉放

b-1、振动锤选择：应根据护筒入土情况及地质情况选择振动锤。

b-2、悬臂式定位导向架：根据平台搭设特点，需选用悬臂式定位导向架。

本工程采用的悬臂式导向架其长度为16.125m，宽6m，用起重船吊装移位，并锚固在已完成的起始平台或已沉放的钢护筒顶口上，在导向架前端设置2层层距10.0m的上、下导向装置，导向装置内设置有供钢护筒定位、施沉过程中纠偏、调整的液压千斤顶和锁定装置。

b-3、钢护筒下沉：钢护筒下沉定位采用全站仪定位，同时用经纬仪进行校核。

Ⅰ、第一排钢护筒下沉

吊装悬臂式导向架，进行初步定位及精确定位，并将悬臂式导向架固结在锚固梁上。

Ⅰ-1、起重船将第一节钢护筒吊入定位导向架的导向装置内，锁定上下龙口。

Ⅰ-2、利用龙口的调节装置，调整钢护筒的平面位置及垂直度，使平面位置、倾斜度满足设计要求。起重船落钩，钢护筒沿导向架下至河底并入土，起重船脱钩。

Ⅰ-3、起重船吊安振动锤至钢护筒顶口，并再次校正钢护筒及振动锤的位置。

Ⅰ-4、起动振动锤，振护筒下沉。同时，起重船移至另一位置进行下沉护筒有关工作。

Ⅰ-5、吊走振动锤，拆除导向架与锚固梁间的连接，将导向架移至另一护筒位定位，并重复以上工序。

Ⅰ-6、单根护筒下沉到位后，及时与起始平台及相邻钢护筒连接。

Ⅰ-7、该排护筒沉设完成后，前移进行下一排护筒沉放。

Ⅱ、第二排钢护筒沉放

测量第一排钢护筒的位置，对焊接在钢护筒上的牛腿找平，将前锚固梁搁置至第一排钢护筒上，并与钢护筒上的牛腿焊接，将导向架整体吊装并锚固在前后锚固梁上；重复上述步骤下沉完本排钢护筒。

重复本步骤，完成所有钢护筒的下沉。

③、施工平台面层铺设