沿海复杂地质桥梁深桩基施工技术探讨

沿海复杂地质桥梁深桩基施工技术探讨

摘要 ：某大桥位于曹妃甸工业区，桥址原为海湾浅没海滩，通过填筑山皮土石造地形成现状。这为桥梁桩基施工造成了人为的地下障碍物——山皮石覆盖层，造成桩基施工困难；同时大孔径深桩的成孔、钢筋笼加工安装、混凝土灌注等工序施工工艺复杂，控制难度大。本文对该桥桩基施工进行了介绍，为相似条件下深桩基施工提供一定的借鉴。

关键词 复杂地质 深桩 施工

Abstract: Some bridge is located in caofeidian industrial zone, the bridge site is originally off the gulf without beach, through filling the mountain stones forming the present situation. It will cause the underground obstacle under the bridge pile foundation construction-mountain stone coating layer, for that, it will cause the pile foundation difficult. Because of the big macropore diameter deep pile pore-forming, steel reinforcement cage installment, concrete pouring processing, the construction process is rather difficult, the control difficulty is rather heavy. In this paper, it will introduce the bridge pile foundation construction, and provide certain reference under the simple condition.

Keywords: complex geology, deep kit, construction

0工程概况

本工程位于港区连接工业区与陆域的一号路上，是由规划景观河引起的改建工程。其主体工程范围全长1700m，由桥梁和引线工程组成。其中主桥采用（80+128+80）m三跨预应力混凝土部分斜拉桥。采用单索面布置、塔梁固结、搭墩分离的结构体系，墩顶设支座。引桥13.1m采用钢筋混凝土简支梁箱梁，其余采用预应力混凝土连续箱梁。主桥桥墩采用板式墩，引桥桥墩采用柱式及板式墩，基础采用钻孔灌注桩。桥台采用桩柱式桥台，基础采用钻孔灌注桩。大桥为矮索斜拉桥，大桥主墩桩径Φ2.2m，桩深101m，桩基处工程地质上部为人工抛填山皮石为主，石头粒径2cm～100cm，含量50～70%；此层厚度在7～8m，石层结构冲击后松散，不稳定。下部为海相、海陆交相沉积层为主，岩性主要由粘土、亚粘土、亚砂土、粉砂、细砂组成，总厚度大于130m。地下水位高，水位距路面3m左右，且桩基处地下水与纳潮河水系联通，受海水潮位影响明显。

该桥桩基工程具有以下特点：

（1）施工场地狭小，桥梁桩基位于既有一号路上，两侧为河流，右侧紧邻22万伏高压线，左侧4～5m为运营中的铁路线。

（2）主桥墩为群桩设计，桩孔密集，桩径大，桩长深，抛填的大量山皮石成孔过程中很不稳定，对桩孔的垂直度和孔壁的稳定性要求高。

（3）桩基深（全桥桩基428根，平均桩深70m左右，百米以上深桩50根），清孔困难，泥浆性能指标要求高。

（4）桩基钢筋笼长且重，钢筋笼制作要求高、安装困难，风险大。

（5）桩基混凝土采用高标号（C45）新型防腐混凝土，对混凝土施工要求高。

根据工程特点，经分析和试验，选用Gw-25型回转钻机和GPS-18型冲击钻配合施工，采用冲击钻先行冲孔，穿过山皮石层后，再用回转钻机钻进。

1主要施工工艺

1.1 护筒埋设

护筒采用10mm的钢板现场加工，护筒直径比桩径大300mm，长度3m，使用小型破碎机凿开路面结构层，使用挖掘机下挖3m后，将临时护筒按测设的中心安放到位，护筒四周及内部使用黏土填塞密实。

1.2 泥浆循环系统设置

由于场地限制，结合冲击深度，冲击钻泥浆循环系统利用邻近的几个临时护筒，将之串联起来使用。在承台周围设置两个泥浆循环池，供回转钻机泥浆循环使用。

1.3 冲击钻施工

原路面结构层下的路基采用的是粒径不均匀的山皮石抛填而成，厚度7～8m，且地下水位较高，经多次试验，确定采用冲击钻开孔，冲击深度15m左右，穿过石层且将石块击碎，达到回转钻机施工的条件。钻碴使用较稠泥浆循环至泥浆池后捞除。由于石块不均匀，冲击过程需严格控制桩孔的垂直度，发现偏斜及时采取措施纠正，一般采取的方式是抛石纠偏。

1.4 回转钻机施工

由于地质复杂，桩基深，为保证施工质量，加快施工进度，在冲击至设计位置后，换回转钻机继续桩基的钻进施工。开始钻进采用轻压满转。在正常钻进过程中，严格控制泥浆性能指标和钻进速度，当钻机钻进至不同地层时，根据不同的土层特点，调整泥浆性能指标，对钻机钻速进行合理的调整，一般地层钻进速度控制在2m/h，通过砂层速度控制在1m/h防止塌孔事故的出现。过程中随时检

测桩孔的垂直度，发现问题及时进行纠正。

1.5 清孔

清孔采用两次清孔，当钻机钻进至孔底标高后，进行首次清孔工作，维持钻头在孔底转动，泥浆循环继续，首清泥浆指标控制在：比重1：1.08～1.2，黏度18～22s，含沙率小于3%，检查合格后，停止循环，测量孔深，拆卸钻杆，开始钢筋笼安装和混凝土灌注导管安装。再次测定孔深，确定沉渣厚度。二次清孔在导管安装结束后进行，将泥浆循环系统与导管连接起来进行清孔，混凝土浇注前检测孔底沉渣厚度，满足规范和设计要求后，停止循环并灌注混凝土。二清控制指标：泥浆黏度18～22s，含砂率小于2%。

1.6 钢筋笼制作和安装

钢筋笼制作采取整体制作分节安装的方式进行。单桩钢筋笼最大质量达到32t，根据吊装机具能力和场地情况，将整笼分7节，为加快安装速度，钢筋连接采用丝扣套筒的方式连接。丝扣套筒的连接方式对钢筋笼的加工精度要求很高，为达到钢筋笼的顺利拼接，钢筋笼的制作采取整笼加工方式。首先硬化一块与单桩钢筋笼等长的场地，做为台座，上设置两条水平平行等高的导梁，在导梁上按内箍筋位置设置卡口，将车丝好的分节主筋放置在导梁上，并用丝扣套筒连接成通长主筋，焊接内箍筋和其他主筋，待完成骨架后，打开丝扣，将笼分成单节，安装外箍筋。防止钢筋笼变形很关键，为解决此问题，对丝扣连接处的内箍筋进行了加强处理，由单根改为双根，并设置内三角支撑。其他内箍筋处加设十字撑。

钢筋笼安装使用一台70t的汽车吊，为解决吊装过程中的钢筋笼变形问题，吊具采用十字型的钢梁，材料使用36工字钢和10mm钢板制成。采取四角起吊的方式进行吊装工作。由于整笼钢筋笼重量大，为加强钢筋笼拼装的质量和安全，在桩口安装了一套活动式的口字型钢架，做为临时支撑架立使用，同时也防止了桩口周围因受压引起的变形坍塌问题，更重要的是有效地保证了钢筋笼的安装安全顺利进行。钢筋笼起吊和下落过程要做到轻放、慢放，遇到阻力时可随起随落或正反旋转使之下落，切不可高起猛落，强行下放，以防钢筋笼损坏或破坏孔壁。吊装过程随时检查吊具和吊绳的完整性，避免掉落事故的发生。