前方交会法在苏通大桥钢护筒中心位置放样与检测中的应用与分析
苏通长江大桥引桥试桩工程的检测和施工建议
进 行 。其 中北 岸 ７根 试 桩 编号 为 ：Ｎ １ ～ ，Ｎ ３ 一 ，Ｎ ２ 一
及 锚 桩 １ 、３ ；南 岸 试 桩 编 号 为 ：ｓ １ － ， 、２ 、４ 一 ，Ｓ ２
径 在 １ ５ｍ 左 右 ，满 足 设 计要 求 ，但 已挖 的桩 身 ． ０
局 部 表 面砂 粒 较多 ，且 无 强度 ；桩 周 泥皮 厚 度不 均 ， 但 总体较 厚 ．局部 达到 ２Ｃ ｌ ｎ。
Ｔ程试桩 ，
巾一 期试 桩 足 针 对 引 桥 ｝基 。根 据 苏 通 大 桥 一 期 试 桩检 测 结 果 ，分 析 ～ 期 试 桩 所 暴 露 出 来 的 问 题 和 原 ， 序
针 对 试 桩 巾所 在 的 州题 ，提 出 对 引桥 桩 基 正 式 施 的 一 些 建 议 。 关 键 词 ：苏 通 长江 大桥 ：试 桩 ；检 测 情 况 ；存 在 问题 ；施 工 建 议
苏通长 江大桥 引桥试桩 工程 的检测 和施工建议
王 为 凯
（ 京 工 苑建 设 监 理 咨 询 有 限 责 任 公 司 ， 江 苏 南京 ２ ０ ０ 南 １ ０ ７）
摘 要 ：为 了 【确 指 导 苏通 长 ＿ 桥 引 桥 和主 桥 钻 孑 灌 注 桩 的施 ，按 照 江 苏 省 苏 通 人 桥指 挥部 的 部 署 ，先 后 进 行 两 期 Ｉ 人 Ｌ
力学 参数 。
２ 试 桩 检 测 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 况
一
等 ３处 芯 样 表 面 有 较 明显 的孔 洞 及 蜂 窝 ，最 大处 达 到 ２３岩 芯 ，芯样 表 面有 泥 皮 ；其 中 ３．～ ２ ／ ０ ３ ． ｍ一 ７ ０
段 岩芯 破碎 。
２ ２号 芯样 芯 长 ２ ． Ｈ．芯样 直径 １０ｍｉ。从 ） ２６ １ １ ｌ ｌ
海上超长超大直径永久钢护筒高精度定位技术
导向架为四边形，由立柱、立柱间横向联系采用两根槽钢 对拼而成，如图 2 所示，为很好地定位钢护筒，提高导向 架的垂直度和刚度，除在平台顶设置井字架，还在护筒下 平联顶设置第二道限位装置，采用工字钢焊接成井字形框 架，然后采用三角钢板焊接卡位。
图1 前方交会法检测钢护筒重心示意图
一、永久钢护筒定位方法研究现状 目前，钢管复合桩已在苏通大桥、嘉绍大桥、宁波象 山港公路大桥、港珠澳大桥和鱼山大桥等跨江跨海工程中 应用。 周西振教授对苏通大桥钢护筒中心位置放样与检测方 法进行了研究，提出了一种前方交会法，方向线切钢护筒 的两边缘，夹角平分线的交点即为钢护筒的重心，最后由 前方交会坐标计算公式求得中心坐标，如图 1 所示。二 期钢护筒采用沉桩机进行打设，利用导向架进行精确定位。
三、采用沉管导向架精确定位技术 1. 定位导向装置 按照导向装置平台的管桩结构形式不同，设计了两种 导向架。一种是采用 4 根小直径钢管桩作为基础搭设的导 向架，如图 6（a）所示，一种采用 1 根超大直径沉管作为 基础的导向架，如图 6（b）所示。沉管导向架，先将定位 装置与 1 根超大直径钢护筒焊接在一起，形成一个整体沉 管导向架，使用打桩船打设沉管导向架，采用自带 GPS 系 统对沉管定位，永久钢护筒打设完成后，将沉管导向架拔出， 转至下一根桩基位置。相比钢管桩导向架，采用沉管导向 架施工，存在以下几点优点 ：①施工周期短，只需打设和 拔出 1 次沉管，施工效率高 ；②投入船机设备和周转材料 少。采用打桩船打设、拔出、转移沉管导向架，只需 1 套， 周转方便快速 ；③超大直径钢护筒使内部的水体隔离，处 于静水状态，更有利于保证永久钢护筒的打设精度。 常规的导向装置一般设置两层定位装置保证垂直度， 但由于打桩船的垂直度精度能满足要求，只需设置顶端一
武汉理工大学 苏通大桥基础施工步骤
苏通长江大桥基础施工步骤苏通长江大桥的基础工程特点是：水文条件复杂、气象条件差、基岩埋藏深、地质条件差、河床容易冲刷、通航要求高、经验不足等。
根据工程的特点，施工的步骤主要有１、河床预防护２、钢护筒施工以及施工平台搭设３、河床防护４、钻孔灌注桩施工５、桩端压浆６、钢吊箱施工７、浇筑承台封底混凝土。
主桥施工的关键程序：（１）河床防护：河床的土质是松散粉细砂，容易形成冲刷。
主墩基础防护工程分为核心防护区，永久防护区，护坦区。
核心区是桩和施工平台２０ｍ范围的区域内，满足钢护筒沉放要求，并防止河床冲刷，永久防护区为桩土共同作用的４０－４５ｍ。
最外围的是护坦区，是防止河床冲刷变形设定的，是永久防护区的外的４５ｍ。
形成这几个区域的施工过程是先向江底抛沙袋，形成预防护，钢护筒完成后抛填级配石料反滤层。
永久防护区和护坦区是直接抛填级配石料反滤层，钢护筒部分进行后，进行抛填石料护面。
（２）钻孔平台：搭设钻孔施工平台的步骤是，定位导向架沉放钢护筒施工，２．５４ｍ的辅助钻孔平台桩起重船配合振动锤，辅助平台桩，经水平连接后，形成钢护筒初始施工平台，沉放第一排钢护筒，（长６９．２ｍ，分两节沉放）第一排钢护筒完成后与初始平台连接，在已设的钢护筒上焊接牛腿，定位导向架，从上游往下游推进，在已经放完钢护筒上搭设施工平台，在施工平台两端安放桅杆吊，在中间搭设两个龙门吊。
安装各种施工设施。
在平台两侧各设４根直径２.５４ｍ的靠船桩。
用打桩船进行分批打桩，分区下沉。
（３）主塔基础钻孔灌注桩的施工。
采用的是ＰＨＴ优质泥浆护壁，反循环施工方法进行施工。
１、钻机吊装就位、钻孔２、钻到孔深，经监理确认后反循环清孔，根据地质的情况，调整施工机械的参数３、钢筋笼在车间制作完成，水运到施工现场，安装压浆管，超声波检测管，检测合格后，下放钢筋笼４、下放导管，检测管检查沉渣厚度，水下浇筑混凝土，桩的强度达到一定强度后，对桩底采取桩端后压浆施工。
按此分为八个区施工，完成主塔所以灌注桩的施工。
苏通大桥三期试桩关键技术
速、 量、 浆 进， 免发 先 后 大泵 稠泥 钻 以 生 扩孔
用相应的钻进工艺参数， 详见表2 所示: 苏通大桥钻孔灌注桩因其施工情况的特 殊性， 钻孔时可能遇到的不定因素较多。每钻 进2 米或地层变化时在泥浆池中捞取钻渣样 品， 查明土类并记录， 以便与地质剖面图相核 对。当钻进至接近钢护筒底口 位置1一 左 Zm 右时， 须采用低钻压、低转数钻进， 并控制进 尺， 以确保护筒底口 部位地层的稳定， 当钻头 钻出护筒底口2 一3m 后， 再恢复正常钻进状
态。
Байду номын сангаас
3.4 泥浆循环系 统 3.4. 1 泥浆循环系统流程
水中试桩泥浆循环系统由制浆系统、钻 机、泥浆池和泥浆净化器组成，泥浆循环系 统流程如下:
魂蒙别各系挽 成孔尸一枷 反括环出盖- 一争 泥裁净化.
表 1 试桩主要参数
编号
5 6 7
8
主 . 中 心 自
拼 抽 .
1 工程简述
好的泥浆通过泥桨池进入孔内。泥浆池的尺 寸为s x s x l . sm ， 泥浆池分为4 个仓， 泥浆 池上布置一个钻渣预筛器和一个 250 型净化 器。设备布置如图5。
3.2 钻机定位
在打设好的钢护筒上对称的用油漆标出 桩位中心。将钻机在平台上由 浮吊配合组装 完毕， 然后根据桩位中心和钻机底盘尺寸在平 台上作出钻机底盘边线标志， 根据定位标志， 用浮吊吊 钻机人位， 并找平稳固， 确保桩位中 心偏差不大于scm。钻机就位后进行调试。 3. 3 成孔施工 钻孔前， 绘制钻孔地质剖面图， 钻孔作业 采用减压钻进， 根据不同土层选择与之相适应 的进尺和转速。对于淤泥质土层， 采用低档慢 缩孔现象， 对于亚粘土层， 采用低档慢速、优 质泥浆、 大泵量钻进的方法钻进， 对于粘土层 采用中等钻速大泵量、稀泥浆钻进， 对于砂 层， 采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻 进， 以免孔壁不稳定， 发生局部扩孔或局部坍 孔， 并充分浮渣、 排渣， 以防埋钻现象; 对砂砾 层， 采用轻压、 低档慢速、 优质浓泥浆钻进， 确
苏通大桥承台封底混凝土与钢护筒间握裹力的试验研究与应用
（． １ 中交第二公路工程局有限公 司 ， 陕西 西安 ７ ０ ６ ；． １０ ５ ２同济大学 ， 上海 ２ ０ ２ ０９ ； ３ ． 河海大学土木工程学院 ， 江苏 南京 ２ ０ ９ ） １０ ８
摘 要 ： 过 对 苏 通 大桥 承 台封 底 混 凝 土 与 钢 护 筒 间握 裹 力的 试 验 研 究 与 施 工现 场监 测 ， 出钢 护 筒 与 承 台封 通 提
的混凝土块 。 用水下 ３ 采 ０号混凝 土浇 注 。 本模型在混
凝 土 内预 埋 １根 外 径 ４ ６ｍ ２ ｍ，壁 厚 １ ｍ 的钢 ０ｍ
管 ， 钢 管 壁 上 安 装 ３层 位 移 杆 ， 在 每层 均 匀 安 装 ４
根 。 在 钢 管 顶 安 装 承 重 梁 和 ４台 ２ 油 压 千 斤 ５ｔ
Ｔｅ ｔＲｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｐｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ Ｓ ｒ ｓ ｓ ｓ ａ ｃ ｎｄ Ａｐ ｉ ｔｏ ｆ ｃ Ｂｏ ｄ ｔ ｅ ｓ Ｂｅ ｗｅ ｎ Ｂｏ ｔ ｍ ｎｃ ｅ ｅｏ ｐ ａｎ ｔ ｅ ｓｎ ｓｆ ｒＳｕ ｏ ｉ ｇ ｔ ｅ ｔｏ Ｃｏ ｒ ｔ ｆＣａ ｄ Ｓ ｅ ｌ Ｃａ ｉ ｇ ｏ ｔ ｎｇ Ｂｒ ｄ ｅ
目前 ， 随着我 国跨 江 、 河 、 至跨 海 大桥 的修 跨 甚 建 ， 型水 上施 工 作 业 已 日益 增 多 ， 进 行 承 台施 大 在 工 时 ， 底混 凝 土与 钢 护筒 间 的握 裹力 大 小 目前 尚 封 无可 靠参 考 数据 ， 施 工单 位 均根 据经 验 取适 当 的 各
苏通 大桥南 主塔墩 承 台为哑铃 型结 构 ，承 台长 １４ｉ、 ４ 、 １． ， 台砼 强度 等级 为 Ｃ ５ １ 宽 ８ｉ 高 ３２ ｉ 承 ｎ ｎ ４ｎ ３， 混凝 土 方量 约 ４３ ｉ ， 中 承 台封 底 厚 度 为 ３ｉ， ．万 ｎ 其 ， ｎ
苏通大桥试桩工程方案设计
粉细砂（Q3）：灰色，含云母，以密实为主，分布较稳定。
（6）该工程地质层有（6-1）中粗砾砂（Q3）与（6-2）粉细砂（Q3）两个亚层，层底标高－94.14～－80.09m，平均层厚12.1m。
水：采用江水（落潮时抽取的淡水）；
分散剂：采用工业碳酸纳（Na2CO3），其指标符合GB210-92的Ⅲ类合格品的标准。其功能是提供Na+，对钙土进行改性处理。
降失水增粘剂：选用中粘度羧甲基纤维素（CMC），其作用为降低泥浆失水量，提高泥浆粘度和泥皮能力，改善浆液的流变性能和悬浮岩屑的能力。
聚丙烯酰氨：为高分子聚合物，分子量1500～1800万，既可单独拌制泥浆，又可作为膨润土泥浆中的掺加剂和絮凝剂，提高泥浆的粘度，降低含量。
鉴于钻孔所遇地层主要为亚粘土层和层，造浆性能较差，因此本工程钻孔灌注桩施工采用不分散、低固相、高粘度的PHP泥浆。其泥浆循环系统可分为泥浆制备、钻孔护壁、泥浆回收再利用三部分。
钻孔过程采用气举反循环排渣工艺。
a、制浆材料
所用主要原材料如下：
图1.3钻孔灌注桩施工工艺流程
膨润土：采用国产Ⅱ级钙土,选用湖南酆县、江苏大港、浙江临安产的膨润土进行比选；
b、浆液配比及性能指标
拟用泥浆配比及性能指标见表6、表7。
新制泥浆配比（1m3浆液）表6
膨润土名称
材料用量（kg）
水
膨润土
CMC
Na2CO3
PHP
钙土（Ⅱ级）
1000
60
0～0.6
2.5
适量
泥浆性能指标控制标准表7
性质
阶段
苏通大桥主桥基础工程测量GPS-RTK技术应用
支 承 钢 梁 焊接 牢 固后 ， 大 型 浮 吊 吊放 钢 护 筒 进 入导 向架 内 ， 用
然 后 用振 动 沉 桩 锤 振 动 下 沉 。 向架 的 作 用 一 是 用 于 钢 护 筒 导
的平 面 定 位 ， 定 钢 护 筒 的 位 置 ， 固 防止 水平 位 置 发 生 移 位 另
低 、 要 的 仪 器 及 人 员 多且 只 能 白 天 作 业 、。 苏 通 大 桥 对 钢 需 而
护 筒 插 打 的质 量 要 求 高 、 期 紧 ， 工 常规 方 法 已不 能 满足 要 求 。
因 此 ， 用 了 目前 国 际 上 先 进 “ Ｓ Ｒ 打 桩 船 自动 导 航 定 采 ＧＰ — ＴＫ
准确就位。
监 测 方 法 ： 监 测 定 位 点 布 设 在 钢 吊 箱 的 纵 、 轴 线 上 将 横
（ ４）， 固 定 在 各 点 上 的 Ｒ 流 动 站 实 时 测 量 各 点 平 面 位 图 由 ＴＫ
置 及 高 程 ， 证 各 点 平 面 位 置 在 规 定 的 限制 范 围 内活 动 ， 点 保 各
套 箱 必 须 实 时监 测 套 箱 的 平 面 位 移 及 倾 斜 度 状 况 ， 下 沉 过 在
程 中随 Ｂ Ｎ 偏 调 整 ． 证 准 确下 沉 到 位 。 则 ， 偏 差 较 大 ， － ， Ｊ ＇ 保 否 若
将 很 难 调 整 。 采 用 ＧＰ － Ｔ 进 行 实 时 监 测 保 证 了钢 吊箱 的 而 Ｓ Ｒ Ｋ
高 程 同步 ， 防止 套 箱 倾斜 。 测 结 果 随 时 通 知 下 放 控 制 小 组 ， 监
适时进行纠偏 。
钢 吊 箱 定 位 完 成 后 ， 用 全 站 仪 对 钢 吊 箱 的 定 位 结 果 进 采 行 了 检 测 ， 果 与 Ｇ Ｐ — ＴＫ 位 结 果 完 全 一 致 ， 远 远 超 过 结 Ｓ Ｒ 定 且 苏 通 大 桥 的标 准 。
苏通大桥箱梁施工技术方案解析
二、施工技术方案1、概述远塔辅助墩（主2号墩）﹑过渡墩（主1号墩）为高桩承台，承台平面尺寸43.20×19.30m，顶、底面标高分别为+6.30m、-2.00m，厚度由边缘的4.00m变化到最厚处的8.30m，承台边缘与桩身的净距为 1.00m。
承台设计为35号混凝土，单个承台方量为6202.1 m³，承台混凝土分四次浇注。
承台结构图如下：2、施工工艺及方法2.1、总体施工方法承台总体施工方法为：钢筋分层绑扎，混凝土分层浇注。
2.2、施工工艺流程图图2.1 承台施工工艺流程图2.3、施工准备2.3.1、钢吊箱抽水1）、钢吊箱封底混凝土浇注完毕后，即可进行封底平台的拆除工作。
2）、封底平台拆除的同时，安装钢吊箱单壁防浪板，焊接钢吊箱内撑。
单壁防浪板及内撑简图如下：图2.2 单壁防浪板及内撑图南北侧吊箱内壁之间需安装水平钢管支撑，平面位置在南北侧钢箱梁处设有三排支撑，其中心标高分别为+2.40，钢支撑两端与钢吊箱内壁焊接，要求焊缝牢固可靠，钢支撑长度19.30m。
3）、钢吊箱内撑加固完成，同时封底混凝土强度达到设计强度的90％以上后，即可用采用2台大功率离心泵抽钢吊箱内的水。
抽水前首先封闭钢吊箱壁体上的连通器，然后进行抽水工作。
钢吊箱抽水时随时观察吊箱内水位是否变化，根据水位变化确定渗漏情况。
如有渗漏，立即对吊箱进行补焊。
同时对壁体的变形情况进行观测，如发生异常，立即停止抽水，分析变形原因，并找出解决办法。
以确保吊箱及承台施工的安全。
2.3.2、垂直交通吊箱抽干水后，从吊箱顶到封底砼面有7m高，需设置人行通道，在吊箱壁上设置1.2m宽，总高度7m的踏步斜楼梯，方便工作人员上下。
其简图如下：图2.3 吊箱壁人行通道简图2.3.3、护筒的割除抽水、安装钢支撑同时，割除护筒，同时割除吊箱的拉杆，并逐步与护筒焊接，形成压杆。
2.3.4、桩头及封底混凝土处理1）、桩基混凝土浇注完成并初凝后，先凿除护筒内部分高出设计标高的混凝土，为确保桩基混凝土质量，凿除混凝土标高控制在－1.5米左右；2）、护筒割除后，在按设计标高控制采用风镐凿除桩顶多余的混凝土。
苏通大桥施工测量方案
苏通大桥施工测量方案1. 总体情况规模空前、环境复杂、重大技术难点多、要求标准高、施工标段和施工单位多，是一个复杂的大系统工程，必须作到万无一失。
为了达到预期目标，要充分利用高新技术，因地制宜进行创新。
该桥规模宏大，施工构筑物，特别是极为关键的主塔及基础离岸上测量控制点很远（达3km多），加之桥位区域气象复杂，常年多雾多风，水深流急，还有潮涌，地质稳定性差，诸多不利因素给施工测量带来困难。
为了保证施工高质量顺利进行，应采取周密措施，动员多种手段进行工程测量。
基本方案是：GPS卫星定位+全站仪+水准测量。
这三种手段应充分发挥各自的优势，互为补充克服存在的劣势，互相检验，形成有机的整体系统，保证工程各环节万无一失。
GPS无需通视，不受距离限制，布点灵活，全天候作业，全自动快速高效，平面定位精度高；其RTK技术更为方便，可以实现准动态甚至动态测量。
这些特点非常适于该大桥的实际情况，对保障施工是理想手段。
但是GPS技术也有其局限性，要求观测区域天空开阔少阻挡，电磁干扰少，对施工机具和塔架林立的工地来说，受到一定限制；特别是高程测量精度较低，对高程精度要求高的施工环节往往显得美中不足。
但是我们只要采取适当措施，就可充分发挥其优势。
例如在适当位臵布臵GPS控制点，再用常规方法进行施工测量；可灵活采用精度适宜的作业方式；用已知控制点通过曲面拟合求定高程异常，可以提高高程精度。
全站仪精度稳定可靠，受电磁环境制约较少，但是受天气和通视影响大，观测距离也不能太大。
可以说全站仪与GPS优势互补。
用全站仪作业解决GPS无法观测的某些环节，也可用以检验GPS的定位结果，用外部检验保证可靠性。
当然全站仪用于电磁波三角高程，特别是近地面（尤其是近水面）大气折射影响严重，应进行严格的气象改正和对向观测或对称观测措施。
水准测量对高精度高程观测是必不可少的手段，对近距离施工测量也很方便。
但受距离、高差等制约有时显得很不方便。
2. 控制网复测首级控制网是保证全桥整体性的关键基础，鉴于该桥控制网规模超大，加之桥位区域稳定性差，必须对首级控制网进行超常规复测。
苏通大桥施工方案建议书
第二篇施工方案6 施工方案为确保防护工程设计的可行性，施工方案建议书主要由上海航道局参与编制。
6.1总体施工方案主桥墩基础范围施工期河床防护采用方案为：抛砂袋和袋装碎石进行防护。
建议方案为：软体排护底结合抛砂袋。
6.1.1总体施工原则（1）本工程为深水作业且流速较大，施工需采用大型专业铺排船和大型抛投工程船施工；（2）由于排体铺设受水流影响较大，施工时需根据实际情况选择作业时间；（3）根据河床防护的平面布置及施工工期的安排，施工期河床防护可采取先主墩（Ⅰ区）后辅墩（Ⅱ区）的施工顺序。
6.1.2施工阶段划分根据委托单位的要求，工程施工分为三个阶段：（1）群桩周边软体排铺设，群桩基础范围抛投一层小袋装砂；（2）袋装砂分流咀抛填及小袋装砂抛填到位；（3）钢护筒施工期进行袋装碎石抛填。
6.1.3总体施工工艺流程总体施工工艺流程见图6-1。
6.1.4施工平面布置本工程需投入一艘大型专业软体排铺设船和一艘大型抛填工程船分两个区段进行护底和袋装砂分流咀施工。
软体排铺设船负责软体排铺设以及桥墩处抛一层小袋装砂护底施工；抛填工程船负责袋装砂分流咀施工、补抛小袋装砂施工、钢护筒施工期的袋装碎石施工。
施工分工序流水作业，先I区，后II区。
图6-1 总体施工工艺流程图6.2主要施工方法6.2.1测量定位由于本工程是在深水区作业，离岸较远，常规控制测量手段将难以实施，因此，需采用GPS定位技术进行施工测量定位。
首级测量控制采用GPS－RTK技术一次布设，全网进行整体平差，GPS控制网的等级及精度要求，按《GPS测量规范》（CH2001—92）进行。
6.2.2软体排铺设本工程采用的软体排主要是砂肋软体排，一侧排头为砼联锁块压载，另一侧排头为加密砂肋压载。
本工程软体排排体和砂肋所用土工织物：C1合同段主墩（70#墩）选用500g/m2针刺复合布，辅墩（67#~69#墩）选用380g/m2针刺复合布。
砂肋直径为300mm，间距1000mm；加密型砂肋压载其砂肋直径为300mm，间距500mm；主墩软体排丙纶加筋带宽10cm，间距0.5m；辅墩软体排丙纶加筋带宽7cm，间距0.5m。