某特大桥桥梁下部工程施工方案与关键技术、工艺

桥梁下部工程施工方案与关键技术、工艺1 工程简介####特大桥1全长2.117km，桥梁下部结构为钻孔灌注桩、矩形承台、圆柱及圆端型立柱。

钻孔桩共654根，其中φ1.5米的钻孔灌注桩156根，计8706米，φ1.8米的钻孔灌注桩234根，计12387米，φ1.2米的钻孔灌注桩144根，计7308米，φ1.0米的钻孔灌注桩120根，计5280米，桩长在41～59米之间不等。

地质情况为：自上向下分别为素填土、亚粘土、粘土、局部含有砂土、亚砂土夹层等。

本标段共有承台162个，分为九种不同类型；立柱480根，共6067.976 m，其中b类160cm立柱24 根300.918 m，g类160cm立柱48 根677.52 m，180cm 立柱42 根554.057 m，圆端型立柱366 根4535.466m。

盖梁共146个,其中底宽分别为1.6m、1.8m、2m，高分别为2.1m、2.3m、2.5m 、2.9m，有正交和斜交两种，斜交角度分别为60°、70°、80°。

2桥梁下部工程施工安排表1施工任务划分及队伍安排表3桥梁下部工程施工方案3.1桩基础施工方案根据桥位地质情况及总体施工计划安排，对直径180cm桩基采用旋挖钻孔方式，对小于180cm桩基采用正循环钻孔方式。

对陆上桩基础采用常规方法进行钻孔成桩施工，水中钻孔桩采用填土筑岛、草袋围堰等方法施工。

由于本标段地层中存在砂层及砂土透镜体，在桩基施工过程中容易塌孔。

对位于这些地质段的钻孔桩施工时采用增大泥浆比重，提高孔内水头，必要时可投放粘土块，用钻头冲击将粘土挤入砂层内以加强护壁等方案施工，使钻孔顺利通过砂土地层。

钻孔桩成桩后采用无损检测法对其成桩质量进行检测。

3.2承台施工方案陆地承台基坑采用人工配合挖掘机开挖，基坑开挖时作好防水措施，在基底开挖至距设计标高0.3～0.5m时，人工挖土至设计标高，避免基底承载力受损。

基坑开挖到设计标高后，采用空压机及风镐破除桩头，对桩头设计桩顶以上的20cm部分用人工破除。

桩头破除后平整基坑底面，浇筑10cm砼垫层。

垫层砼达到设计强度后，在其上绑扎承台钢筋，支立模板，浇筑砼，洒水养生至规定时间。

对于水流平缓、水深3m以下的浅水承台采用筑岛围堰进行明挖施工。

钻孔灌注桩施工完毕后，水下抽泥、封底，然后抽出围堰内的水，浇筑10cm的砼垫层，绑扎承台钢筋，进行承台施工。

3.3立柱施工方案立柱模板采用厂制整体大块钢模板，因本标段立柱最高16.4m，砼一次浇注成形。

砼进行集中拌和，用砼灌车送至施工现场，吊车吊料斗入模，插入式振捣棒振捣。

立柱砼养护采用洒水并用塑料薄膜包裹，减少水分蒸发，提高养护质量。

立柱模板采用吊车配合安装和拆除，脚手架采用碗扣式支架搭设。

3.4盖梁施工方案立柱砼达到设计强度后，开始盖梁的施工。

盖梁采用抱箍法施工，模板采用厂制钢模，一次浇注成形。

砼集中拌和，用砼灌车送至施工现场，吊车吊料斗入模，插入式振捣棒振捣。

盖梁砼养护采用洒水并用土工布等包裹，减少水分蒸发，提高养护质量。

4桥梁下部工程主要施工工艺4.1 钻孔灌注桩施工工艺根据本合同段钻孔灌注桩桩径情况，拟采用回旋钻机及旋挖钻机(主要用于180cm桩基)进行成孔，砼按水下砼埋设导管法进行施工。

施工工艺流程如图4.4-1所示：4.1.1钻桩前的准备工作⑴、测量放样：进场后，测量人员对设计部门交付使用的导线点、水准控制点进行详细检查核对，及时将测量成果报监理部门。

如果发现误差，要求报监理进行联测，重新标定可靠的控制点后，方可施工使用，施工放样不得损坏和更改基准点，并定时复测。

施测时必须严格依据设计图纸准确计算，利用全站仪放样，全部成果及时报监理工程师审定，施工测量必须做到：事前检查、事中检查、事后检查的原则，发现问题及时解决。

桩基放样后设置护桩，以便于中心桩偏位后校核。

⑵、探桩:要求对桩位进行100%探桩,办法是:人工挖坑,在桩位挖下比桩径大40cm的坑洞,探明地下有无管线.如果有,则必须报有关部门协商解决办法，尽快处理。

⑶、供电：全线架设动力线路（380V），线杆上设闸刀盒，施工时直接就近接线即可。

4.1.2钻孔施工工艺⑴回旋钻机钻孔施工工艺回旋钻机钻孔施工工艺流程如图4.4-2：图4.4-1陆地、浅水地段钻孔灌注桩施工工艺流程图图4.4-2 回旋钻机钻孔施工工艺流程①准备工作A护筒埋设：陆地桩直接开挖基坑，埋设钢护筒，四周用粘土填塞紧密。

浅水中采用筑岛。

围堰修好后开挖基坑并埋设钢护筒，护筒底端的埋置深入到不透水层粘性土内1～1.5m，确保护筒位置的准确及稳定，护筒的顶端高出地面不少于30cm，在水中时高出水面1.0～1.5m。

护筒埋设时，护筒中心线对准测量标定的桩位中心，并严格保持护筒的垂直度。

护筒采用钢板卷制焊接而成，直径比桩径略大20cm。

B泥浆及泥浆循环设施：采用泥浆护壁，现场试验检测泥浆指标，若泥浆指标不合格，应予以调整。

钻孔过程中，护筒内泥浆应始终高出孔外水位1～1.5米。

对于易坍塌的地层，应适当调整泥浆的各项性能指标，确保不塌孔。

②钻孔A、钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。

开钻前检查是否有弯曲钻杆，弯曲的钻杆不得使用。

根据测量定位的准确位置安设钻机，钻机安设要安全稳固。

钻机就位对位后，用全站仪进行复核转盘中心与钻架上吊滑轮是否在同一垂直线上，若有偏差进行调整。

B、钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。

针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。

钻机就位后，启动泥浆泵和钻机开始钻进。

初钻时应先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进钻杆中一定数量后，方可开始钻进。

开始钻进时，进尺要适当控制，使初期成孔竖直、圆顺，防止孔位偏心、孔口坍塌。

在护筒刃脚处应低档慢速钻进，使刃脚有坚固的泥皮护壁，钻至刃脚下1.0m后，可按土质情况以正常速度钻进。

如护筒土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔内倒入粘土，再放入钻锥倒转，使泥浆挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆，继续钻进C、在砂土或软土层钻进时，要低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进，防止坍孔。

在轻亚粘土、亚粘土钻进时，因土层硬，会引起钻锥跳动、蹩车、钻杆摆动加大和钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏。

宜采用低档慢速，优质泥浆，大泵量钻进钻进过程中及时滤渣，同时经常注意地层的变化，在地层的变化处均应捞取渣样，判断地质的类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣样应编号保存，以便分析备查。

对于容易塌孔的砂土层要采取较大密度和粘度的泥浆，以提高泥浆悬浮、携带砂粒的能力，同时控制进尺，轻压、慢速、大泵梁、稠泥浆钻进，成孔后要减少孔口作业时间，尽快浇注砼。

D、钻孔作业保持连续进行，不中断。

经常检查钻头直径，发现磨损小于设计桩径时及时修补；检查回旋钻机顶端的起吊滑轮缘、钻盘中心和桩中心在同一铅垂线上，钻机底座是否水平，以保证桩身垂直度；E、经常检查泥浆的各项指标。

钻孔过程中应注意观察地质情况并做好原始记录，如果发现地质情况与地质勘探报告不一致，应及时报告，以便采取措施。

F、为避免钻孔内泥浆柱的静压力而产生负压差，造成缩径或塌孔，每钻进一根钻杆之前，提升钻具至打完的钻杆长度后，以2-4米/min的速度下沉到底。

经确认不至于放钢筋笼而造成障碍和不缩径后，继续加入钻杆正常钻进。

施工作业分三班连续进行，不允许中途停顿。

如因故必须停止钻进时，不允许将钻头停在孔底，以免沉渣埋住钻头。

G、孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，检孔时用检孔器检孔，检孔器用钢筋制作成钢筋笼，其外径等于设计孔径，长度为孔径的4～6倍。

通过检孔，判断是否斜孔、缩孔。

确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下砼的准备工作。

③清孔A、终孔检查后，要立即清孔，不得停歇过久。

清孔采用换浆法。

当钻至设计标高后，稍提钻头空转，进行泥浆循环，清孔过程中不断加水降低泥浆比重，直至孔内泥浆的各项指标达到规范要求后停止清孔。

待钢筋笼安装完毕后，检查孔底沉淀厚度，如不符合要求，进行二次清孔，直至符合规范要求。

B、清孔时注意事项：在清孔排渣前必须注意保持孔内水头，防止坍孔；清孔后，孔底提取的泥浆指标符合设计要求。

在灌注水下砼前，孔底沉淀厚度保持不大于15cm。

C、不得采用加大孔深的方法来代替清孔。

⑵旋挖钻机钻孔旋挖钻机为新型钻机，该钻机的特点是泥浆用量少，施工速度快。

此钻机在近几年国内工程中已成功运用。

①工艺特点A．由于采取了非水介质取土，只需要少量泥浆护壁和清孔，大大减少了泥浆的需求和排放，减少了环境污染，降低了施工成本。

B．伸缩式钻杆的使用，避免了钻杆的频繁装配，减轻了劳动强度，加快了工程进度。

C．钻孔出土的随出随运，给场地运输带来很大方便，可节省运输费50％，同时节省了工程用水及用电。

D．钻机的安装比较简单，在施工场地移动比较快捷方便。

E．由于钻头的拆卸方便，可以根据土层的变化和钻进的需要随时更换钻头，加快了钻进速度，扩大了工艺的适用范围。

F．噪音低、振动小、污染小。

旋挖钻机钻孔施工工艺流程如4.4-3图：图4.4-3 旋挖钻机钻孔施工工艺流程图②施工准备场地准备，包括场地平整，测设桩位，设置桩位，设置护桩以校核桩位的准确性。

旋挖钻机由于成孔速度快，为防止停机待料，要做好施工计划，从技术、设备、材料供应给予保障。

护筒具有导正钻具、控制桩位、隔离地面水渗漏、防止孔口坍塌、抬高孔内静压水头和固定钢筋笼等作用，应认真埋设。

埋设时，先放出桩位中心点，在护筒外80～l00cm的过中心点的正交十字线上埋设控制桩，然后在桩位外挖出比护筒大60cm的圆坑，深度2.0m，在坑底填筑20cm厚的粘土，夯实，然后将护筒用钢丝绳对称吊放进孔内，在护筒上找出护筒的圆心(可拉正交十字线)，然后通过控制桩放样，找出桩位中心，移动护筒，使护筒的中心与桩位中心重合，同时用水平尺(或吊线坠)校验护筒竖直后，在护筒周围回填含水量适合的粘土，分层夯实，夯填时要防止护筒的偏斜，护筒埋设后，验收护筒中心偏差和孔口标高。

当中心偏差符合要求后，可钻机就位开钻。

为满足刚度、强度及防漏的要求，护筒采用6mm钢板制作，内径比桩径大200-400mm。

③钻孔护筒埋设完毕并注入泥浆后方可开钻，开钻时，先用低档慢速钻进，钻至护筒以下1米后，再调为正常速度。

钻进时要做好泥浆护壁工作，泥浆相对密度控制在1.05-1.10之间，含沙率不大于2%，使其能在始终保持井壁完整的前提下，具备很好的排渣能力。

钻进过程中，根据不同的地质情况选用不同的形式的钻头，在土质地层中钻头选用螺旋式土钻或旋挖斗，有水时用旋挖斗掏渣。

钻进过程中，经常抽取渣样并检查泥浆指标，注意土层变化，以便及时对不同地层调整钻速、钻进压力、泥浆比重。