荆州长江公路大桥主塔桩基施工
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目Z A 施工平台 ( 屠 尺寸单 二) 位:
D 塔施工平合 ( )采用4. 图3 06 m的钢管桩做支撑, 顶部1工字钢, 贝雷架组成施工平 台, 平台面积 1. x 0 ,用2t 作起重设备。钢管桩用6t 动振动锤振动下沉到 7 m 0 m 0 3. 5汽吊 0电 承合底部标高。 BC , 塔墓础施工主 要问题是如何解决水上施工平台。两塔均采用固定平台方式。B 塔 施工平台由2 0 m璧厚 1m 成0m 2 m的钥管桩及 8 0 m壁厚 1 m的钥管斜桩支撑,为空间 协 m 2 m 析架结构, 由主钢箱粱、 平台朽架 ( 型系列万能杆件拼装) 桩帽及托梁焊接而成, 由N 、 平
逐根检验, 均满足施工技术规范要求。以 上充分说明了 先进设备的 使用价值。 全液压钻机最直接优点是能保证钻孔质量。它扭矩大, 可适应各种土质情况; 提升力大可 安装强大的 钻具; 技术参数由 读数直接反应, 同时可根据实际情况调整, 为施工带来方便; 性能 稳定, 操作简便等都对保证质量提供了可靠依据。 减压钻进是钻孔的客观要求。 对减压压力的 控制, 全液压钻机就十 方便。 分 我们知道, 减压 压 力的 设置直 接影响 钻进速度和成孔质量, 钻头压力过大, 当 钻机扭矩显著增加, 钻杆摆动幅大, 成孔质量不高, 相应钻机易损坏, 压力太小, 当 破岩力度不够, 钻进速度慢, 不经济, 因此如何选定 钻头压力是减压钻进的关键。考虑钻孔过程中, 被破卵石有沉陷摆动, 需经多次碾压才能破坏, 因此我们采用卵石静压坡碎力的1 作为首先控制 / 4 钻头压力, 并根据钻孔深度, 地质变化等相应 调整, 实际钻头压力接近静压破碎的1 才取得理想效果。钻头压力按公式计算可得: / 3
嘴 上 争 J 饭 ‘ 月1 ‘‘ 孟 1 资 ‘
一道难题 。
五、施工平台设计 ‘ 1
施工平台是施工的主要依托, 平台的稳固与否关系到荃础工程施工的成败。A D塔在 , 常水位情况下为 无水陆地钻孔桩基础, , BC 塔则为水中双壁钥围堰钻孔桩基础。 A塔施工平台 ( )采用 0. 图2 0 m钥管桩和贝雷架设。平台承重粱用贝雷架拼装,之上 铺设工字钢, 再上铺钢板组成施工平台, 平台面积 3. x 0 。平台上架设两套净跨 4 m 6 m 0 3. 1. , 6 m 净高 1. , 0 4 . 起重能力为5t 2 0的轨道行走龙门, 用于吊 装钢筋笼、 水下混凝土浇注时 提升导管及吊运钻杆和小型机具等工作。
24 4
一 一一T一尸,下7一一一一一 一 1
关健词 荆州长江公路大桥 基桩试验 钻孔灌注桩 双壁钢围堰 桩孔质量检测 施工
施工平台
一、前 言
荆州长江公路大桥位于长江中游荆江河段,是连接 27 0 国道的特大型公路桥梁。桥位上 距枝城长江大桥9k , 2m 下距武汉长江大桥42 。大桥北岸为荆州市城区,主线通过太岳路 7k m 穿过城区接 27 0 国道,南岸接线于公安县陡沙公路高家掇道班 ,接 27 0 国道。桥梁工程部分
力 以 百 . , . 认 舀 .
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式中:尸 钻头压力; — ‘ 钻具重减浮力; — 。 油表读数; — A — 油缸截面积。 利用孔壁回声仪验孔是目 前检验桩孔的先进手段,它通过对孔壁扫描全自 动绘图, 将孔 壁实际情况清楚表器, 为桩孔质量提供可靠证据。4 号墩对桩孔检测了四个方向孔壁, 2 也
台的施工工艺。即:
() 1 搭设施工平台; ()下钥护筒; 2 ()钻孔成桩; 3 () 4 钢围堰制成块件; ()平台上拼装钢围堰; 5 ()下钢围堰; 6 ()吹沙下沉; 7 ()封底; 8 ()浇承台混凝土等一系列施工步骤来完成。 9 为了克服卵石层紧密、 粒径大、 层厚等施工难题aA塔施工人员自 行研制组装成了 “ 立
尸矛 进 伊 , 甲 ‘ ,才 砂 ‘ r, 户 - , ‘ - 才 于 , ,! 庵 ‘ ! 少 ‘ , t 。 堵 : ‘ J 啼 了 ‘ 右
式滚齿、球齿组合钻头” 。其工作原理由原钻头的单一捣松或破碎而改为一种钻头内捣松、
外围 破碎, 然后再经气举反循环吸渣排渣, 加快了钻进速度, 使每孔成孔时间由原来的 之h 刃 减少为1 h 5 。在此基础上又对钻头排渣口 0 进行了大胆改进, 将原设计钻头的一个排渣 口 改为对称的两个排渣口, 使孔底排渣顺畅,排量增大, 基本解决了钻渣堵管现象,更进一 步加快了 钻进速度,将每孔成孔时间缩短到 1 h 最快时每小时钻进深度达 35 . 2 , 0 . m
钻孔桩。
() A 2 桩墓长。 塔桩荃长7. , 75 B . 塔桩基长9. , D 0 . C 塔桩基长均为8. . 4 , 0m 0 () 3 卯石层紧密, 粒径大 ( 最大为5. 8 x ) 层厚达6 多米,国内罕见。 3 x 1 m , 2c 6 m c 0 长江是世界第二大河, 下构施工是大桥建设的 难点之一。而且荆州长江公路大桥桥址处 地质条件恶劣, 桩墓穿越透水砂砾石层的 厚度一般都达到5 - , 0 m 施工难度在国内 6 0 桥梁建 设中罕见。桥梁专家指出: 攻克了 荆州长江公路大桥主塔钻孔施工问题就解决了桥梁墓础的
图 a C塔施工平台
固 结构简单, 定式平台 但因 其平台构架均在施工水位以上, 桩的自由 长度较长, 且定位 桩因其直径小, 刚度较差, 有头重脚轻之弊。受到较大水平力, 如风力、 水流冲击力等或冲 刷较大时, 平台易失稳。此外,因平台构架整体性差,导向长度短,因而下沉护筒时导向能 力差,容易歪斜。平台构架和定位桩的拆装也较费事。 国外解决水上施工平台多采用水上自 升式平台 结合使用全套管旋转钻进行施工。这种方 法移动定位方便,自 动化程度高、 稳定性好。 但结构庞大, 价格昂贵, 安装精度要求高, 设 备专门化、 不易拆装, 因而,目 前国内很少采用。
2 45
利用试脸所侧的数据, 通过分析得出 单桩极限承载力为6 0k , 4 0 水平推力极限荷载为 0 N
15 k 3 0 Na
四、 拓 特 点 桩 ( 桩径大。A B 幻 , 塔基础均为2帕. 2 5 。钻孔桩, , C D塔则分别为2 20 1 2 . 2. ¥ m和 5 . ¥0
夕 ‘ 、 ‘ 飞 ,誉 峨 J 呀 ‘ 子 * 了 仓 企
可根据需要再增加检测方位。
四、结 束 语 ‘ 荆州长江公路大桥桩基础施工因其地质复杂,施工难度大, 质量要求高,一直倍受关 注,特别是主桥主墩桩基施工。4 号主墩成功地在 1 8 2 9 年渡洪,并且洪水期间正常作业, 9 取得许多具有价值的经验, 特别是其钻孔施工进度快、 质量好为在厚卵石覆层钻孔灌注桩取 得成功经验。由于作者水平有限, 文中缺点和错误之处在所难免,尚希有心者批评指正。
5班 3 0
图1 主 塔部分桥型布置图 ( 尺寸单位:。 )
、地质水文情况
桥址区地表出露地层以第四纪松软堆积层为主。上第三系仅在桥址区以北和西部零星出 露。第四系为一套由细到粗多韵律的河湖相沉积物。周边地区地层层序出露齐全,北 、西部
厚度3 一 0 , 0 5m 东部和南部 1 - m 厚 5 20 。桥位区第四系地层全新统齐全,上更新统上、 0 4 中
三、深孔大直径大吨位基桩试验
由于单凭常wenku.baidu.com的地质钻探资料难以准确取用设计参数及推定桩基承载力,加之桥址处地
层属难以进行钻孔桩施工的类型。为确保大桥设计的安全、可靠性,验证施工的可行性,进 行了深孔大直径大吨位基桩实桩试验。 本项试验在施工过程中着重从钻机、钻头形式的选择、高透水性的卵石层护壁技术措 施、特长特重钢筋笼加工及下井和连接工艺、深孔桩的成孔质量及混凝土浇注强度等几个方 面人手, 摸索出了一套在卵石层进行深孔大直径钻孔桩施工的合理施工工艺,为大规模的基 础施工顺利进行提供 了保障。 试验加载高达 300 ,远远超过了国内基桩静载试验的加载吨位水平。由于目前国内 400 没有如此大吨位的反力钢梁,因而采用 1. 3O 5O 64 mx .mx . m的钢筋混凝土梁作反力梁。反 力梁与2 根直径 20 , 6m的锚桩组成反力系统。首次在钻孔灌注桩锚桩中采用了预应 . 长 0 m 力技术,大大提高了反力装置的承载能力。并通过钢筋增强锚桩的抗裂性 , 将锚桩与反力梁 牢固地联结在一起。为今后做更大吨位的基桩静载试验解决了一个较关键的技术难题。
长4 7 m 九个桥段组成,即: 1 . ,由 76 北岸引桥、 荆江大堤桥、 北岸滩桥、 北汉通航孔桥、三
八洲桥、南汉通航孔桥 、南岸滩桥、荆南干堤桥和南岸引桥。其中北汉通航孔桥为 20 + 0m 5O + m边主梁双塔双索面 P Om 0 20 C斜拉桥,南汉通航孔桥为 1 m 。十 7 6 +0 0 30 9m边主梁姊妹 塔双索面 P C斜拉桥。主塔部分桥型布置图见图 1 }
27 4
六、钻孔桩施工
B C , 塔为圆型双壁钢围堰钻孔灌注桩复式基础。根据河床地质、水文情况及开工就即 将进人长江汛期, 为保证工期和施工安全, 决定采用先钻孔成桩, 再下钢围 堰、封底、 浇承
参 考 文献
寸 , 芝 j 潇 勺 呀 叹 、 且. 吸. ,
[] 1 土质学 与土力学 . 敏康 . 洪 北京: 人民交 通出 版社, 9 17 8
[]墓拙工程 , 2 凌治平 . 北京:人民交通出版社,19 95
扩 ,
荆州长江公路大桥主塔桩基施工
七 ‘
‘
经柏林
胡小庄
湖北省公路局科研所
摘 要 简要侧 了 荆州长江公路大桥深孔大直径大吨位基桩实桩试验, 四个主塔桩基施工 平台的设计、 主要施工技术及桩孔质皿检测技术。
段,中更新统上、下段皆被长江水流冲蚀掉,揭露厚度 158 . 2. m 桥址区历年最大流量520 s 8 年 7 1 50时/ ( 9 1 9 月 2日) ,最小流量20m/ ( 6 年 2 90 3 1 1 s 〕 月 9 1 0日) 。多年平均汛期在 5 1 一 0月。历年最高水位4 . 2 ( 5 年 8 7日) 24 m 94 6 1 月 ,历年最低水 位 2 . 2 (93 2 1 8 1 m 9 年 月 6日) 6 1
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26 4
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图3 0 塔施工平台 { 尺寸单位:。)
台 面积4. x O 。每根钢管桩由德国 43 3. m 2 m 进口D 0 -6 型打桩船打人。单根承载力由惯人度 控制, 最大为I m 最小为3m 最后桩尖控制标高在7 9 , O , m mI 一 m 桩顶标高3. , 9 m 平台顶标 O 高4. o 35 m C 塔施工平台 ( )采用 1¥ 3 和 1 Om 图4 89 . 6 2 6m壁厚 6 m的钢管桩做施工平台支撑, M m 用 掀 振动锤振动下沉, 人扭盖层 1- 0 。桩顶部用型钢、贝雷梁连成整体构成施工平台, 5 2m 平台面积3.x 1 6 3. 0 澎。 5
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逐根检验, 均满足施工技术规范要求。以 上充分说明了 先进设备的 使用价值。 全液压钻机最直接优点是能保证钻孔质量。它扭矩大, 可适应各种土质情况; 提升力大可 安装强大的 钻具; 技术参数由 读数直接反应, 同时可根据实际情况调整, 为施工带来方便; 性能 稳定, 操作简便等都对保证质量提供了可靠依据。 减压钻进是钻孔的客观要求。 对减压压力的 控制, 全液压钻机就十 方便。 分 我们知道, 减压 压 力的 设置直 接影响 钻进速度和成孔质量, 钻头压力过大, 当 钻机扭矩显著增加, 钻杆摆动幅大, 成孔质量不高, 相应钻机易损坏, 压力太小, 当 破岩力度不够, 钻进速度慢, 不经济, 因此如何选定 钻头压力是减压钻进的关键。考虑钻孔过程中, 被破卵石有沉陷摆动, 需经多次碾压才能破坏, 因此我们采用卵石静压坡碎力的1 作为首先控制 / 4 钻头压力, 并根据钻孔深度, 地质变化等相应 调整, 实际钻头压力接近静压破碎的1 才取得理想效果。钻头压力按公式计算可得: / 3
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关健词 荆州长江公路大桥 基桩试验 钻孔灌注桩 双壁钢围堰 桩孔质量检测 施工
施工平台
一、前 言
荆州长江公路大桥位于长江中游荆江河段,是连接 27 0 国道的特大型公路桥梁。桥位上 距枝城长江大桥9k , 2m 下距武汉长江大桥42 。大桥北岸为荆州市城区,主线通过太岳路 7k m 穿过城区接 27 0 国道,南岸接线于公安县陡沙公路高家掇道班 ,接 27 0 国道。桥梁工程部分
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() 1 搭设施工平台; ()下钥护筒; 2 ()钻孔成桩; 3 () 4 钢围堰制成块件; ()平台上拼装钢围堰; 5 ()下钢围堰; 6 ()吹沙下沉; 7 ()封底; 8 ()浇承台混凝土等一系列施工步骤来完成。 9 为了克服卵石层紧密、 粒径大、 层厚等施工难题aA塔施工人员自 行研制组装成了 “ 立
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钻孔桩。
() A 2 桩墓长。 塔桩荃长7. , 75 B . 塔桩基长9. , D 0 . C 塔桩基长均为8. . 4 , 0m 0 () 3 卯石层紧密, 粒径大 ( 最大为5. 8 x ) 层厚达6 多米,国内罕见。 3 x 1 m , 2c 6 m c 0 长江是世界第二大河, 下构施工是大桥建设的 难点之一。而且荆州长江公路大桥桥址处 地质条件恶劣, 桩墓穿越透水砂砾石层的 厚度一般都达到5 - , 0 m 施工难度在国内 6 0 桥梁建 设中罕见。桥梁专家指出: 攻克了 荆州长江公路大桥主塔钻孔施工问题就解决了桥梁墓础的
图 a C塔施工平台
固 结构简单, 定式平台 但因 其平台构架均在施工水位以上, 桩的自由 长度较长, 且定位 桩因其直径小, 刚度较差, 有头重脚轻之弊。受到较大水平力, 如风力、 水流冲击力等或冲 刷较大时, 平台易失稳。此外,因平台构架整体性差,导向长度短,因而下沉护筒时导向能 力差,容易歪斜。平台构架和定位桩的拆装也较费事。 国外解决水上施工平台多采用水上自 升式平台 结合使用全套管旋转钻进行施工。这种方 法移动定位方便,自 动化程度高、 稳定性好。 但结构庞大, 价格昂贵, 安装精度要求高, 设 备专门化、 不易拆装, 因而,目 前国内很少采用。
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利用试脸所侧的数据, 通过分析得出 单桩极限承载力为6 0k , 4 0 水平推力极限荷载为 0 N
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四、 拓 特 点 桩 ( 桩径大。A B 幻 , 塔基础均为2帕. 2 5 。钻孔桩, , C D塔则分别为2 20 1 2 . 2. ¥ m和 5 . ¥0
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四、结 束 语 ‘ 荆州长江公路大桥桩基础施工因其地质复杂,施工难度大, 质量要求高,一直倍受关 注,特别是主桥主墩桩基施工。4 号主墩成功地在 1 8 2 9 年渡洪,并且洪水期间正常作业, 9 取得许多具有价值的经验, 特别是其钻孔施工进度快、 质量好为在厚卵石覆层钻孔灌注桩取 得成功经验。由于作者水平有限, 文中缺点和错误之处在所难免,尚希有心者批评指正。
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图1 主 塔部分桥型布置图 ( 尺寸单位:。 )
、地质水文情况
桥址区地表出露地层以第四纪松软堆积层为主。上第三系仅在桥址区以北和西部零星出 露。第四系为一套由细到粗多韵律的河湖相沉积物。周边地区地层层序出露齐全,北 、西部
厚度3 一 0 , 0 5m 东部和南部 1 - m 厚 5 20 。桥位区第四系地层全新统齐全,上更新统上、 0 4 中
三、深孔大直径大吨位基桩试验
由于单凭常wenku.baidu.com的地质钻探资料难以准确取用设计参数及推定桩基承载力,加之桥址处地
层属难以进行钻孔桩施工的类型。为确保大桥设计的安全、可靠性,验证施工的可行性,进 行了深孔大直径大吨位基桩实桩试验。 本项试验在施工过程中着重从钻机、钻头形式的选择、高透水性的卵石层护壁技术措 施、特长特重钢筋笼加工及下井和连接工艺、深孔桩的成孔质量及混凝土浇注强度等几个方 面人手, 摸索出了一套在卵石层进行深孔大直径钻孔桩施工的合理施工工艺,为大规模的基 础施工顺利进行提供 了保障。 试验加载高达 300 ,远远超过了国内基桩静载试验的加载吨位水平。由于目前国内 400 没有如此大吨位的反力钢梁,因而采用 1. 3O 5O 64 mx .mx . m的钢筋混凝土梁作反力梁。反 力梁与2 根直径 20 , 6m的锚桩组成反力系统。首次在钻孔灌注桩锚桩中采用了预应 . 长 0 m 力技术,大大提高了反力装置的承载能力。并通过钢筋增强锚桩的抗裂性 , 将锚桩与反力梁 牢固地联结在一起。为今后做更大吨位的基桩静载试验解决了一个较关键的技术难题。
长4 7 m 九个桥段组成,即: 1 . ,由 76 北岸引桥、 荆江大堤桥、 北岸滩桥、 北汉通航孔桥、三
八洲桥、南汉通航孔桥 、南岸滩桥、荆南干堤桥和南岸引桥。其中北汉通航孔桥为 20 + 0m 5O + m边主梁双塔双索面 P Om 0 20 C斜拉桥,南汉通航孔桥为 1 m 。十 7 6 +0 0 30 9m边主梁姊妹 塔双索面 P C斜拉桥。主塔部分桥型布置图见图 1 }
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六、钻孔桩施工
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摘 要 简要侧 了 荆州长江公路大桥深孔大直径大吨位基桩实桩试验, 四个主塔桩基施工 平台的设计、 主要施工技术及桩孔质皿检测技术。
段,中更新统上、下段皆被长江水流冲蚀掉,揭露厚度 158 . 2. m 桥址区历年最大流量520 s 8 年 7 1 50时/ ( 9 1 9 月 2日) ,最小流量20m/ ( 6 年 2 90 3 1 1 s 〕 月 9 1 0日) 。多年平均汛期在 5 1 一 0月。历年最高水位4 . 2 ( 5 年 8 7日) 24 m 94 6 1 月 ,历年最低水 位 2 . 2 (93 2 1 8 1 m 9 年 月 6日) 6 1
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