水中樁基施工技術(shù)

1、新汴河大橋深水基礎(chǔ)施工技術(shù)總結(jié)內(nèi)容摘要：新汴河大橋水中墩鉆孔樁和鋼板樁圍堰施工技術(shù) 關(guān)鍵詞：深水鉆孔樁鋼板樁圍堰1、工程概況新汴河大橋是京福高速主干線皖境內(nèi)合徐高速北段上的一座特 大橋，該橋位于宿州地區(qū)境內(nèi)，橋中心樁號(hào)K215+230，全長(zhǎng)723.56 米。該橋主橋?yàn)殡p幅三跨預(yù)應(yīng)力變高度直腹板連續(xù)箱梁，箱單室，跨 度布置為29.5m+50m+29.5m，主橋4個(gè)橋墩位于水中，水深4.5m, 墩高12m。水中主墩采用1.5m的鉆孔樁群樁基礎(chǔ)，設(shè)低承臺(tái)，承 臺(tái)頂面位于河床下2m。該橋地層自上而下分為兩層，第一層為亞粘土，內(nèi)含有1030% 粒徑為0.34cm的鈣質(zhì)結(jié)核，該層中夾有粘土、亞粘土、細(xì)沙透

2、鏡 體和薄層。內(nèi)摩擦角16.1度，極限摩阻力3040Kpa。第二層為粘土 層，內(nèi)含有1020%粒徑為13cm的鈣質(zhì)結(jié)核，并夾有亞粘土、亞 砂土、粉砂、細(xì)砂薄層和透鏡體，層厚較大。內(nèi)摩擦角16.6度，極限 摩阻力3040Kpa。2、鉆孔灌注樁施工2 . 1施工準(zhǔn)備2.1.1搭設(shè)施工便橋。在主橋位右側(cè)（下游一側(cè)）搭設(shè)一座施 工便橋，以解決主橋施工的水平運(yùn)輸問(wèn)題，便橋采用木結(jié)構(gòu)，橋面寬 5米，詳見(jiàn)下圖。便橋基礎(chǔ)采用直徑不小于20cm，長(zhǎng)8m的圓木樁，打入河床以下不小于2.0m，每排6根，橫向間距1米，縱向間距3 米，樁頂用20 x20cm方木設(shè)橫梁，縱梁為6根20 x20cm方木，相 互之間用扒釘釘

3、牢，橋面橫向滿鋪枕木，兩側(cè)設(shè)鋼管防護(hù)欄桿。便橋 的橋面高出水面1米，以防汛期河水浸沒(méi)橋面，為增加便橋的整體穩(wěn) 定性，木樁縱向和橫向之間分別加設(shè)斜撐。2.1.2鉆孔灌注樁工作平臺(tái)鉆孔樁的工作平臺(tái)以滿足鉆孔作業(yè)要求搭設(shè)，工作平臺(tái)的支撐采 用與便橋相同的圓木，間距2.0米，梅花形布置，工作平臺(tái)的中間留 出鉆孔樁的樁位。木樁頂面用縱向和橫向兩層20 x20cm方木連結(jié)， 并用斜撐固定。2 .1 .3埋設(shè)護(hù)筒。用全站儀精確測(cè)放樁 位后埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒采 用6mm厚的鋼板卷 制，直徑1.8m，每節(jié) 1.5m長(zhǎng)，護(hù)筒頂面高 出施工時(shí)的常水位 1.0m，埋入河床以下不 小于2.0m，護(hù)筒的下 沉用壓入法，沉護(hù)筒

4、頂 部的四個(gè)方向焊吊環(huán)將四個(gè)5T倒鏈的一端固定于鉆機(jī)工作平臺(tái)，另 一端固定于護(hù)筒的吊環(huán)內(nèi)，用反力把護(hù)筒壓入到指定深度，并及時(shí)糾正平面偏差和傾斜度。2.1.4準(zhǔn)備泥漿循環(huán)池，鉆機(jī)就位由于主墩在河中間，距岸上距離較遠(yuǎn)，不便在岸上挖循環(huán)池，所 以采一艘30T的水泥船作泥漿循環(huán)池，廢泥漿用泥漿泵打入岸上泥 漿池。根據(jù)地層情況，護(hù)壁泥漿直接利用鉆機(jī)鉆進(jìn)時(shí)的原漿即可，鉆 機(jī)就位后精確定位，使其鉆機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)中心與鉆架吊輪在一垂直線上，轉(zhuǎn) 盤(pán)的水平面回轉(zhuǎn)中心與樁位中心偏差小于2cm。2.1.5根據(jù)墩位處地層情況，選用ZJ-150型正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī) 成孔。鉆機(jī)準(zhǔn)確就位后即開(kāi)始鉆進(jìn)，鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)地層情況控制 鉆桿扭

5、矩，在堅(jiān)硬的土層適當(dāng)方慢進(jìn)尺，以免對(duì)鉆機(jī)平臺(tái)產(chǎn)生過(guò)大的 水平?jīng)_擊力。鉆孔樁成孔后即進(jìn)行清孔、安設(shè)鋼筋籠、下導(dǎo)管灌注水 下混凝土等后續(xù)作業(yè)。3 . 0鋼板樁圍堰的施工3 . 1由于橋位處的水較深，平均深度45米，且承臺(tái)又位于河 床以下2m，經(jīng)過(guò)多種方案的比較、優(yōu)化，11#、12#水中墩的承臺(tái)施 工采用鋼板樁圍堰的施工方法。承臺(tái)的結(jié)構(gòu)尺寸為7.8 x7.8x2.5m,水面至承臺(tái)底高度約8.5m，鋼_板樁圍堰采用方形結(jié)構(gòu)形式， 其尺寸為8.8x8.8m，內(nèi)設(shè)三道 內(nèi)支撐，第一道支撐設(shè)于水面 位置，僅作為工作平臺(tái)及定位_導(dǎo)向用，不參與受力計(jì)算。第二、第三道內(nèi)支撐按照等彎矩布置原則確定其位置。見(jiàn)右圖：內(nèi)

6、支撐的位置間距如圖所示，根據(jù)其位置及地層情況確定鋼板樁 的最小入土深度h:h= 3 = = 3.3mtg2 ( 450+02 ) -1tg2 ( 450+16.6/2 ) -1該河流水位比較穩(wěn)定，根據(jù)河流的水文情況，鋼板樁圍堰的頂面 擬比施工常水位高出1m，因此鋼板樁的最小長(zhǎng)度為12.7m。實(shí)際選 用13m長(zhǎng)的拉森III型鋼板樁、M型角樁，每根寬度40cm，截面抗彎 模量W=1363cm3,內(nèi)支撐采用2x140工字鋼截面方形支撐，內(nèi)焊四 根八字撐以減小其彈性變形。經(jīng)驗(yàn)算鋼板樁及內(nèi)支撐均滿足強(qiáng)度及剛 度要求。震動(dòng)錘的選擇：該橋地層大部為亞粘土及粘土，極限摩阻力 30-40 Kpa，鋼板樁的打、拔

7、都比較困難，因此選用低頻電動(dòng)震動(dòng) 錘作為打拔樁的機(jī)具。根據(jù)以上計(jì)算圖式，鋼板樁打入河床深度為 7.3m，每根鋼板樁打入土中的表面積為：10.2m2。單根鋼板樁的摩阻力P=40 x10.2=408KN因此選用DZ60型震動(dòng)錘，激振力209 - 503KN，振幅 4mm , 樁錘自重4800Kg，電機(jī)功率60KW。3.2施工準(zhǔn)備鋼板樁運(yùn)到工地后，均應(yīng)仔細(xì)檢查、丈量、分類(lèi)、編號(hào)，特別 是鎖口需做通過(guò)檢查。用一塊長(zhǎng)3m的鋼板樁作標(biāo)準(zhǔn)，將其鎖口與待檢 鋼板樁的鎖口相扣,用絞車(chē)或卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)短樁對(duì)待檢樁鎖口進(jìn)行全長(zhǎng) 通過(guò)檢查。凡鋼板樁有彎曲、破損、鎖口不合的均應(yīng)進(jìn)行修整。檢查合格的鋼板樁在其鎖口處涂黃油膏，

8、以減少插打時(shí)摩阻力、 加強(qiáng)防滲性能。然后將鋼板樁按順序堆碼于駁船上運(yùn)至插打地點(diǎn)。其 堆碼層數(shù)不宜超過(guò)四層，每層用墊木擱置。鋼板樁施工前全面清理墩位處的河床面，以免有鋼筋、砼塊等雜 物影響鋼板樁的插打。3.3打定位管樁，安設(shè)第一、第二道內(nèi)支撐用全站儀精確定位后，把四根？500mm，長(zhǎng)10m的管樁打入河 床作為內(nèi)支撐的定位樁。把第二道內(nèi)支撐整體拼焊好，用倒鏈懸掛在 定位管樁上，沿定位管樁放到水中相應(yīng)位置。然后在管樁上第一道內(nèi) 支撐的位置焊上牛腿，拼裝好第一道內(nèi)支撐，將其吊裝安設(shè)到牛腿上。鋼板樁圍堰施工示意圖3.4鋼板樁的插打首先在第一道內(nèi)支撐上劃分出每片樁的位置，安設(shè)可移動(dòng)的定位 導(dǎo)向卡。用浮吊將

9、鋼板樁吊起，并將其調(diào)整成垂直狀態(tài)后準(zhǔn)確就位， 然后用震動(dòng)錘的夾具夾緊鋼板樁震動(dòng)下沉。插打第一根鋼板樁時(shí)，要 緊靠在內(nèi)支撐上，并在相互垂直的兩個(gè)方向調(diào)整其豎直。然后以第一 根鋼板樁的基準(zhǔn)，沿內(nèi)支撐逐根將鋼板樁插到位。鋼板樁起吊后，要以人力扶持插入前一塊樁的鎖口內(nèi)，動(dòng)作要緩慢，防止損壞鎖口， 插入后吊機(jī)下鉤，使鋼板樁憑自重和錘重滑下，直至不能下滑，然后 開(kāi)動(dòng)振動(dòng)錘將樁打到設(shè)計(jì)標(biāo)高。鋼板樁圍堰施工機(jī)械設(shè)備表序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1浮吊30t艘12駁船50t艘2運(yùn)送鋼板樁3震動(dòng)錘DZ60個(gè)1帶夾具配件4泥漿泵3PN臺(tái)25高壓水泵臺(tái)1配水槍6潛水泵3KW臺(tái)47空壓機(jī)V-6/7臺(tái)1配風(fēng)鎬8電焊機(jī)BX

10、1-330臺(tái)29氣割套110倒鏈5t、10t個(gè)811砼土漏斗1.2m3個(gè)212導(dǎo)管25cm米4013砼輸送泵HBT60C臺(tái)114砼拌合站500L套13.5鋼板樁的糾偏及合龍鋼板樁圍堰插打至最后合龍時(shí)往往由于累計(jì)誤差而使合龍口出 現(xiàn)偏差，致使合龍困難。因此在鋼板樁插打過(guò)程中應(yīng)本著“插樁正直、 分散偏差、有偏即糾、調(diào)整合龍”的原則進(jìn)行控制，減小累積誤差， 作到盡量不用異形鋼板樁合龍。鋼板樁的偏差可采用千斤頂或倒鏈滑車(chē)進(jìn)行頂拉糾正，在堅(jiān)實(shí)地 層打樁時(shí)也可以采用將鋼板樁樁尖截成適當(dāng)角度，利用其反力使已傾 斜的鋼板樁逐步恢復(fù)正常。3. 6內(nèi)支撐的安裝鋼板樁合攏后，在第一道內(nèi)支撐的位置上，在鋼板樁上焊好牛腿， 把管樁上的牛腿用氣割割開(kāi)，拔出定位管樁。鋼板樁與內(nèi)支撐間的空 隙用木板填充。然后用泥漿泵抽水至第二道內(nèi)支撐的位置，用導(dǎo)鏈把 第二道內(nèi)支撐吊到設(shè)計(jì)位置，焊上斜撐，并在鋼板樁上焊上牛腿，把 內(nèi)支撐固定好，然后繼續(xù)抽水，采取射水吸泥法將基坑開(kāi)挖至第三道 內(nèi)支撐處，再將第三道內(nèi)支撐安放牢固。3. 7圍堰內(nèi)吸泥開(kāi)挖、封底第三道內(nèi)支撐安裝完畢后，繼續(xù)吸泥開(kāi)挖至承臺(tái)底以下50cm , 然后下導(dǎo)管用50cm厚C25水下砼封底，導(dǎo)管采取梅花形布置，其 間距不大于3