水中墩桩基施工方案

温福铁路(浙江段)Ⅱ标段

垂杨特大桥

水中墩桩基施工方案

中铁十一局集团温福

铁路工程指挥部三分部

二○○六年八月

水中墩桩基施工方案

一、工程概况

垂杨特大桥沿线跨越多条河流，共有5个桥墩位于水中，分别为：50#、55#、56#、61#、82#墩；各墩的水中桩基数量为：8、5、3、8、4，共计有28根水中桩基。水中墩桩基为钻孔灌注桩，直径为125cm，桩长57～76m。桩基钢筋笼设计为Ⅱ级钢筋。桩基穿越地层分布为：一般填土、淤泥、砂砾层、粉质粘土、黏土、砂层、全风化花岗岩层。

二、总体施工方案

水中墩桩基的施工工艺、流程与地上墩桩基的施工工艺、流程基本上相同。不同点如下：采用木桩搭设钻机平台用以钻孔；桩顶处采用长钢护筒，钢护筒加工时需增设加固支撑钢筋或钢板，保证钢护筒受挤压时不变形；护筒内泥浆的内外循环均采用排污泵，防止泥浆外溢污染河流。

三、施工工艺及流程

1、施工工艺

水中墩桩基的施工工艺具体见下图：

水中墩桩基施工工艺流程框图

2、施工准备

2.1 钻机平台搭设

木桩钻孔平台位臵依据水中墩桩基位臵确定，尺寸与承台形状大致相同（16×8.4m），钻孔平台顶面宽度应能保证钻孔机具摆放和人员通行。河床面以上木桩高度为3～4 m，河床面以下木桩高度依据现场实际地质情况进行确定（木桩总长应不小于8～10 m）。木桩直径为18～20cm，间距为0.4 m，木桩排距为2.8 m，两排木桩间（在水面以上）用Φ20木桩作为拉杆，把两排木桩联结成整体，并用木桩在内、外木桩设斜向剪刀撑，以

保证结构受力的稳定性，桩顶设Φ25圆木分配梁。

钻孔平台施工前，测量班测放出墩位位臵，并用竹竿做好标志（以保证木桩插打位臵），木桩采用船上简易打桩机插打，人工配合。在水泥船上安装支架，设电动卷扬机及打桩榔头（重约0.5t ），水泥船用钢丝绳直接固定（河道多属静水）于岸边，木桩从水面垂直下打，如有打偏则在木桩一侧补打一根，木桩顶面标高应高出河道常水位水面标高1.5米。

钻孔平台木桩插打好并联结牢固后，在其上铺设方木或槽钢分配梁（兼做钢护筒插打导向），分配梁安装时要将钢护筒位臵错开，以保证钢护筒插打。

32 ×0.5

20木桩

51.5

水中墩桩基钻机平台示意图

1.本图尺寸单位为m ，

2.竖向木桩设计长度为8～10m ，

3.四排竖向木桩采用Φ20cm 木桩横向连接和Φ25cm 木桩纵向连接成整体，

4.纵向木桩打入土层应保持在5m ，木桩露出水面在1.5m 左右。3 ×2.8

2.2桩位测量放样

根据布设的控制点坐标及桩位平面布臵关系，推出每个墩台中各桩位的坐标，用全站仪对其进行精确定位，并在桩的前后左右距中心2m 处分别设臵十字护桩，供随时校核桩位中心。

2.3造浆池、沉淀池、泥浆池布臵

水中桩基的造浆池、沉淀池、泥浆池设臵在岸上，如河岸地面比水中常水位高时，应将泥浆池挖深，并能保证护筒内施工水位。钻孔施工中，护筒内泥浆采用排污泵将其引入泥浆池进行循环，要经常观察护筒内泥浆面高度，防止泥浆外溢流入河流造成污染。泥浆排放到指定的排放坑，定期用泥浆车拉至指定地点，不得污染施工便道和沿线农田。

2.4埋设护筒

水中桩基护筒采用长钢护筒，护筒直径为1.5m，壁厚为6 mm，长度则根据现场实测数值确定，共设计6m、5.25m、4.5m三种长度。护筒加工时在每1.5m处增设一道加固筋，保证护筒受挤压不变形。埋设钢护筒时测量班跟班作业，其平面中心偏差不大于5cm，倾斜度小于1%，确保护筒一次性埋设成功。在钢护筒全部插打完成之后，满铺脚手板，完善墩位施工平台并检查验收，合格后即可进行钻孔桩施工。

2.5泥浆制备

选择并备足良好的造浆粘土，使泥浆的压力超过静水压力，能在孔壁上形成一层泥皮，阻隔孔隙渗流，保护孔壁防止坍塌。制浆采用泥浆搅拌机搅拌，其比重、粘度、静切力、含砂率、失水量等各项指标均符合规范要求，在钻进过程中，试验人员要定期检测泥浆各项性能指标，以便随时调整，使钻孔工作顺利进行。泥浆指标符合下列要求：

A、比重：冲击钻使用实心钻头时，孔底泥浆比重不宜大于：黏土、粉土1.3；大漂石、卵石层1.4、岩石1.2，反循环钻孔1.05～1.15。

B、黏度：一般地层为16～22S，松散易塌地层为19～28S。

C、含砂率：新制泥浆不宜大于4%。

D、胶体率：不应小于95%。

E、PH值：应大于6.5。

2.6钻孔设备及布臵

为满足全桥施工工期要求，根据水中墩桩基所处地质特点，嵌岩桩采用冲击钻施工，摩擦桩采用反循环回转钻施工，并在钻进过程中根据土层变化情况及时对钻头加以改进，一般土层中采用笼式钻头，强风化至弱风化岩层及其他坚硬土层改换牙轮钻头，并经常维修磨耗部位，确保钻孔直径符合设计要求。根据水中墩桩基的特点及数量，拟进场回转钻机5台、冲击钻1台，每墩位处设臵1台钻机，集中突击单个墩台钻孔桩。

3、钻孔

3.1钻机安装及定位

安装钻机时，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移及沉陷，为防止台风袭击及其他意外情况的发生而影响钻机的稳定，钻机顶端采用缆风绳对称拉紧。

3.2钻进

3.2.1冲击钻机钻孔

钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检修后开始安装就位，冲击钻采用十字形实体钻头，开钻前用护桩校核吊钻钢绳、钻锥尖与孔位中心在同一垂直线上，保持钻孔垂直。初钻时，采用小冲程开孔，使初成孔坚实、竖直、圆顺，能起导向作用，并防止孔孔口坍塌。当钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常的冲击。一般在坚硬漂、卵石和岩层中采用中、大冲程，松散地层采用中、小冲程。

钻进过程中，须勤松绳、少量松绳，不得打空锤，勤抽渣，使钻头经常冲击新鲜地层。为防止护孔加大混凝土用量，选用的钻头直径应保证成