桥梁工程水中基础施工技术方案

桥梁工程水中基础施工技术方案

1.桩基施工方案

1.1概述

水中平台分为堆料区和钻孔区，以钢管桩和钢护筒联合承重，设置钢管平联和型钢、贝雷分配梁。水中平台布置图见附图。

1.1.1水中平台施工

（1）钢管桩及钢护筒施工

钢管桩及钢护筒加工场分节加工完成后，运输至码头，通过平板船及驳船运送至主墩处，利用20t和42t浮吊吊装、现场焊接接高，90kw振动锤沉入。通过平联和剪刀撑连接撑整体框架结构。

（2）平台施工

堆料区平台利用20t浮吊逐次完成主承重梁、下分配梁、上分配梁、面板的

安装，施工区域采用汽车吊辅助安装。

1.1.2钻孔灌注桩施工

钻孔施工采用冲击反循环钻机进行施工；钢筋笼在钢筋加工场分节加工成型，分段运送至平台，利用25t吊车现场接高下放；混凝土在岸边拌和站集中拌和，混凝土运输车利用驳船运至墩位处，采用泵送灌注，泵车放置在独立的浮箱上。

1.2施工方案

1.2.1水中平台施工

平台搭设先打设钢管桩及钢护筒，再安装平联和分配梁，最后进行平台面板安装。采用20t浮吊进行φ920×10钢管桩打设，采用42t浮吊打设φ2340×20钢护筒，配备90型振动锤。

3.2.1.1准备工作

浮吊拼装：浮吊分块运输至码头，利用25t汽车吊现场拼装、调试；

抛锚及浮箱定位架就位：锚采用C20砼，每个锚块重5t～6t，共4个；根据平台尺寸利用20t浮吊进行抛锚，测量队控制抛锚坐标。锚通过φ21.5钢丝绳固定在定位浮箱上。定位浮箱采用4个2.7m*9m浮箱拼装成2.9*18m两块，中间焊接型钢定位架，其上布置卷扬机4台，通过调节钢丝绳长度，进行浮箱准确定位。

钢管桩及钢护筒焊接：钢管桩及钢护筒分节加工，根据地质资料、浮吊特点和现场试桩施工，最终确定分节长度，加工场焊接采用双面焊接成型或单面坡口熔透焊接对接焊。现场沉放时接头焊接采用45度坡口熔透焊，并在对接口沿周长焊接6块25*30cm钢板，四周满焊。

1.2.1.2钢管桩及钢护筒的插打

根据设计插打顺序，依次进行。通过材料堆放区钢管桩的试桩插打，基本确定钢管桩及钢护筒的分节长度。通过浮箱抛锚定位，注意抛锚的距离和钢丝绳角度。钢管桩位置通过前方交会法精确定位，并在浮箱上做好临时控制点。利用20t浮吊将第一节钢管桩吊入导向架中，再次复核平面位置及导向架固定无误后，先依靠自重下沉，而后振动下沉，振动力随入土深度得增加由弱到强。接长焊缝采用45度坡口熔透对接焊，为确保焊接过程中钢管桩不发生位移，钢管桩接长全过程中导向架不得拆除，焊接4个牛腿临时支撑在导向架上。每打设完成两根钢管桩后，及时采用平联进行连接，形成框架结构。

钢护筒导向架安装：钢护筒导向架采用型钢加工而成，长度8m。利用钢管桩及平联分两层定位，测量精确控制，平面位置偏差小于2cm，垂直度偏差小于1/200。

钢护筒搭设利用42t浮吊插打，根据施工需要，增加临时钢管桩，施工工艺同上。

1.2.1.3平台上部结构施工

堆料区平台上部结构，采用20t浮吊起吊安装焊接成型。钻孔平台区通堆料平台上布置25t汽车吊进行材料的吊装。贝雷片及分配梁通过U型卡固定，面板采用型钢格构架分块整体焊接安装。

1.2.2钻孔施工

1.2.2.1钻孔准备工作

（1）钻机选型

根据地质情况及工期进度要求，钻机选用CJF-20型冲击反循环钻机。

CJF-20型冲击反循环钻机是一种将传统钢丝绳冲击钻进方法与反循环连续排渣技术相结合的新型大口径钻孔桩基施工设备，钻塔液压起落、液压步履行走，能整机运输、搬运安装方便。根据施工计划，钻孔平台计划同时最多布置6台钻机。

（2）泥浆制备与循环

在钻孔过程中可利用其它孔口护筒作为钻孔泥浆的造浆池和沉淀池，设置连通管实现泥浆循环，连通管的高度必须保证钻孔全过程护筒液面比造浆池液面低；钻杆中排出的泥浆经沉淀池沉淀后，流入钻孔。同时在水中设置一条泥浆船负责钻渣的清理和外运，泥浆船上配备一套泥浆泵送设备，钻孔过程中利用泥浆泵将钻渣抽取到运输船上，最后由运输船输送至指定位置弃置，钻孔残渣不能直接向江中排放。

（3）钻机就位

在钢护筒对称的位置用红油漆标出控制点，拉线定出桩中心位置。钻机通过浮吊和汽车吊配合吊装至平台上并组装完毕，进行钻机初定位，根据偏差情况使用千斤顶堆钻机位置进行微调，直至钻杆中心与桩位中心重合，调整钻机底座确保水平后，将钻机与平台用限位板临时固定。

1.2.2.2钻孔施工

（1）成孔顺序：遵循相邻孔不同时钻进的原则。

（2）在正常钻进时以连杆冲击为主，遇特殊情况连杆冲击不能进尺时，可转换为卷扬冲击，根据不同的地质情况和进尺情况，调节其冲击高度。

（3）钻孔过程中，钢护筒液面高于孔外水位2.0～3.0m，当孔外水头变化时，应采取措施调整孔水头。当钻进至接近钢护筒底口位置1～2m左右时，需采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，避免孔壁坚实不坍不漏。在砂及卵石夹

土登松散层开孔和钻进时，可按1：1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击锤以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁，必要时反复冲击2～3次。

（4）钻孔过程中如遇异常需停钻时，应提出钻头，并增加泥浆比重和粘度，保持孔壁稳定。

（5）群桩同时钻孔时，相邻钻孔不允许同时开钻，当已浇注混凝土桩的强度未达到5Mpa时，不得在相邻孔进行钻孔施工。

（6）根据设计要求，桩基嵌入弱风化基岩至少5m。

（7）清孔并检孔：钻孔到位后采用长为4～6 倍的桩径、直径等于桩径的检孔器或检测孔径的仪器进行孔径和垂直度的检查，并经监理工程师验收合格签认后，进行清孔作业，且满足招标文件《技术规》要求。

①在清孔排渣时，注意保持孔水头，防止坍孔。

②严禁用超深成孔的方法代替清孔。

③采用换浆法清孔，通过优质泥浆在足够的时间，经多次循环，将孔的悬浮的钻渣置换出来，泥浆指标满足规要求。

（8）注意事项

①预防坍孔：

a.根据不同土层、墩位选择与之相适应的钻进方法。对于水中墩钻至护筒下口附近1m 时，提钻抛填粘土反复作正循环旋转护壁2～3 次。成孔过程中采用正反循环钻进，在护筒、淤泥层及粉砂层采用正循环钻进，其余地层均采用反循环钻进。

b.当河床水位变化时，或钻至圆砾土层漏浆严重时，及时调整孔泥浆水头或用膨润土掺锯末造浆补充水头，保证孔水头在任何时候均比最高洪水高 1.5～

2.0m。

②预防掉钻头、偏斜孔对策

b.加强现场质量管理工作；对于特殊地质，由技术人员对工班长进行详细的施工技术交底，并传达至每一位操作人员，做到心中有数。

c.加强机械设备的检查，尤其是钢丝绳、钻杆等。

③防护筒变形或钻进困难、卡钻等对策

a.在平台搭设前，首先由潜水工下水摸清桩位附近的河床情况，将抛石清理干净。

b.护筒制作过程严格按照设计要求把关。护筒下沉过程中注意观察，如发现突然出现倾斜或下沉困难时，及时分析原因并制定对策。

1.2.3钢筋笼制作、安装

1.2.3.1钢筋笼制作

钢筋笼在岸边钢筋加工场地分节加工，分节长度根据起吊能力尽量减少分节数量。下料前浆钢筋调直并清理污锈，钢筋表面应平直无局部弯折。钢筋对接采用双面搭接焊，保证钢筋同心，焊缝饱满。制作时同一断面接头数量不能超过50％。钢筋笼分节存放在平整、干燥的场地上。存放时，分不同桩孔号进行分类编号，并将钢筋笼垫高以免粘上泥土。

为了检测成桩质量，根据要求，每根钻孔桩在钢筋笼侧四周设置3根通长超声波检测管，检测管应顺直，接头可靠，与钢筋笼焊接固定，上、下端密封，确保混凝土浇筑后管道畅通。

1.2.3.2钢筋笼安装

分节加工完成后，转运至施工平台。利用25t汽车吊提吊接长。

为防止钢筋笼吊安运输过程中变形，在钢筋笼环加强圈处用φ32钢筋加焊“+”字支撑，待钢筋笼起吊至孔口时，将“+”字支撑割去。

钢筋笼吊装时，吊车保持平稳、缓慢，避免落钩时速度过快，导致钢筋笼冲

击变形。

采用多点起吊，起吊时顶端调电采用扁担梁进行吊装，根部采用钢丝绳捆绑吊装。先吊起顶端吊点，使平卧变为斜吊，根部离开地面时，顶端吊点起吊至90度后，拆除根部吊点垂直吊入孔。接长采用同轴心单面搭接焊，注意焊接质量。接长、安放过程中钢筋笼始终保持垂直。

为确保钢筋保护层，钢筋笼环向加强筋处设置保护层钢筋并安设混凝土预制垫块；为确保钢筋笼在浇筑混凝土过程中不上浮，钢筋笼应与孔口托架焊接固定。

成孔经检孔器检孔验收合格，即可将钢筋笼运至现场安放入孔。钢筋笼的起吊和就位采用25t汽车吊吊装，钢筋笼下放时速度放慢防止碰撞孔壁。

1.2.4导管安装

水下混凝土采用导管法施工，导管径250mm。导管使用前进行水密承压试验，长度测量标码等工作。导管采用25t汽车吊安装，导管安装时底部距离孔底

0.4m左右，详细记录导管下放长度。

1.2.5二次清孔

钢筋笼安装完成后，如孔底沉淀层厚度大于设计或规时，需进行二次清孔，采用换浆清孔法清孔，直至孔泥浆指标满足要求。

1.2.6水下砼灌注

1）砼制备：粗、细骨料采用级配良好的碎石、中粗砂。混凝土具有良好的和易性，灌注时保持有足够的流动性，其坍落度宜控制在18～20cm，首批砼的初凝时间大于10 小时。

2）桩体砼要从桩底到桩顶标高一次完成。混凝土浇注设备采用2套独立的拌和站及混凝土泵，200kw发电机1台备用，保证砼的连续浇筑。

3）首批混凝土应保证导管促机埋深大于1.5m，根据灌注时护筒外水位高程，根据公式V≥πD2（H12+H22）/4+πd2h1/4计算。

4）正常砼浇筑与控制

混凝土灌注应保持连续均匀，并经常测量孔混凝土面的位置，及时调整导管

埋深，导管埋深宜控制在2~6m。

5）终盘

灌注的顶标高应视灌注情况比设计高度高出0.8～1m，以保证混凝土强度，混凝土灌注将近结束时，应核对混凝土的灌注数量，以确定混凝土灌注高度是否正确。

6）桩头预处理

砼浇注完成后，及时抽出泥浆，清理桩顶混合物至设计桩顶标高以上20cm。

6）根据要求，制备试验试块。

7）基桩施工完成7天后，及时与检测单位联系进行检测。桩基检测采用无破损检测。

2.承台施工方案

2.1钢吊箱设计

2.1.1钢吊箱设计工况

工况一：封底混凝土浇筑阶段

工况二：吊箱抽水阶段

工况三：支撑转换阶段

2.1.2钢吊箱结构说明

钢吊箱采用双壁结合形式，吊箱设计顶标高+328m，设计底标高+310.9m，总高度17.1m，壁厚1.5m，长27.5m，宽19.2m，高17.1m。在高度方向分2节加工，分节高度为9.5+7.6=17.1m。第一节吊箱壁板的面板采用8mm钢板，第二节面板采用6mm钢板，面板纵肋均采用L75X50X6,间距40cm。钢吊箱壁板桁架均采用双L100x10，桁架腹杆节点间距1.2m。水平环板第一节采用12mm