引水河橋梁水中墩施工

弓I水河橋跨河水中墩施工王立永（中交一公局唐津擴建工程一標項目部）【摘要】本文結(jié)合唐津高速擴建工程引水河橋的施工實例，提出水中打樁平臺施工技術(shù)在其中的運用方案，著重介紹鉆孔樁的施工情況，為此種方法提供更有力的論據(jù)，結(jié)合施工實際情況提出了切實可行的水中墩柱蓋梁施工技術(shù)方案?！娟P(guān)鍵詞】鉆孔樁施工；雙護筒、墩柱施工平臺1、前言在跨河橋梁的水中墩臺施工中，鋼板樁圍堰、鋼套箱、沉井等方法的運用相當普遍，但是此類圍堰造價高，工期長、施工難度大，主要應(yīng)用于大型橋梁的深水施工，但在有些跨河橋梁中，這些方法則不盡適用，根據(jù)實況，具體問題具體分析，探討出在一般的小型河道中進行鉆孔樁、墩柱施工的簡便且切實有效的施工方法。2、工程概況唐津擴建工程引水河橋起訖里程為K1064+271.072一K1064+632.932，全長361.86m。該橋為擴建工程，及在老橋兩側(cè)各加寬3.25米，橋梁墩臺位置及橋梁結(jié)構(gòu)形式與原橋一致。第1-11跨為普通砼連續(xù)箱梁，上行方向的11-18跨、下行方向的11-17跨為鋼筋混凝土板梁；其中上行方向的13、14墩以及下行方向的12、13墩為于河道內(nèi)；該處下部構(gòu)造采用雙柱式橋墩，墩柱直徑為1.2米，樁基采用直徑1.3米的鉆孔灌注樁。其它橋墩均為獨柱式圓橋墩，下接承臺+樁基的形式。水中鉆孔樁8根。本工程位于濱海沖積平原，該地區(qū)地勢平坦，河流縱橫交錯，水系發(fā)達，地下水較淺，地下水埋藏深度為0.4m一'1.8m。地面標高2.0m左右，常水位標高0.4m，河水深度2m一3m，淤泥深度1.5米，河道寬度約40米；河底土質(zhì)均為多年沉積的粉質(zhì)粘土，承載力較低，土質(zhì)較軟。由于水中墩樁較多、施工難度大，水中墩施工的質(zhì)量就成為本橋施工的關(guān)鍵。

水中墩位布置圖3、樁基施工總體方案：根據(jù)施工需要在橋梁兩側(cè)離橋梁外墩2m處搭設(shè)6m寬鋼便橋，并沿橋墩橫向搭設(shè)支架工作平臺。根據(jù)河床地質(zhì)選用泵吸反循環(huán)鉆機、內(nèi)外雙層鋼護筒，岸邊設(shè)泥漿池。本節(jié)就水中平臺及雙護筒在樁基施工過程中的應(yīng)用進行重點介紹。3.1、鉆孔工作平臺支架工作平臺采用052.9cm,厚7mm的鋼管樁，通過振動錘沉入河床底14m,鋼管樁露出水面1.5m。樁頂設(shè)15cm凹槽，雙拼I40a工字鋼分配梁嵌入鋼管樁中，并與鋼管樁焊接牢固。縱梁為I40a工字鋼，橋面板滿鋪20a槽鋼，并將其與縱梁逐一焊接，使縱梁形成整體。

平面圖立面圖3.2、護筒埋設(shè)3.2.1護筒設(shè)計及制作：保證樁基施工成形后維持設(shè)計原狀，同時降低施工成本，護筒采用可回收循環(huán)利用的大、小雙層鋼護筒形式。大護筒（外護筒）采用0200cm、厚16mmA3鋼板卷制而成，小護筒（內(nèi)護筒）采用0150cm、厚1mmA3鋼板卷制而成。小護筒置于大護筒之內(nèi)為正式護筒。由于本橋為拼寬橋梁，新建橋梁部分內(nèi)側(cè)樁基中心距離老橋蓋梁邊為1.5米，樁基外護筒直徑為2.0米，老橋蓋梁邊緣部分底面距離施工平臺的高度為2.5米，鑒于上述情況，在施工中存在護筒長度超過2.5米時無法一次就位和拆除的問題，為了解決此問題，外護筒采用分節(jié)制作，每節(jié)長度為2米，節(jié)間采用法蘭連接。最底一節(jié)護筒為了保證埋設(shè)質(zhì)量，采用焊接連接，根據(jù)入土深度確定長度，內(nèi)護筒不存在此問題，故不采用分節(jié)制作。3.2.2大護筒埋設(shè)：雖大護筒非正式護筒，對其埋設(shè)偏位精度要求較低，但為了保證大護筒的垂直沉入，避免產(chǎn)生較大偏移或傾斜，故需在平臺位置設(shè)置定位導(dǎo)向裝置，然后采用振動錘使之沉入河床，為減小護筒與土層的摩擦力，護筒間采用滿焊連接。大護筒埋置深度按下列公式計算得出：L=((h+H)?Rw-H?R0)/(Rd-Rw) (1)其中：Rd=(A+e)/(1+e)?R0 (2)式中：L一護筒漫置深度，mH—施工水位至河床表面深度，mh一護筒內(nèi)水頭，即護筒內(nèi)水位與施工水位之差，mRw一護筒內(nèi)泥漿容重，KN/m3R0—水的容重，KN/m3Rd—護筒外河床土的飽和容重，KN/m3△一土的相對密度e一飽和土孔隙比考慮到水流在大護筒周圍形成局部沖刷、護筒底端發(fā)生管涌現(xiàn)象及水流沖擊力不對大護筒產(chǎn)生沖擊造成位移、傾斜或沉陷，按公式(1)計算出的L值乘以安全系數(shù)1.5后作為埋置深度，即LS=1.5L (3)經(jīng)計算最終確定大護筒沉入河床下深度為3m。為保證水位上升后，河水不淹入筒內(nèi)，護筒頂高于常水位1.0m。外護筒最好與施工平臺連接固定，以保持穩(wěn)定。3.2.3小護筒埋設(shè)：大護筒埋設(shè)完畢，將護筒內(nèi)水抽干，為了保證小護筒的埋設(shè)精度，分別在平臺位置和大護筒內(nèi)2米以下設(shè)置定位導(dǎo)向裝置。小護筒通過振動錘振動錘擊沉入，小護筒埋設(shè)完畢后，用黃土填密實，填土標高為樁頂標高以上1.00m，因護筒間回填土遇水軟化，且大小護筒間的土層厚度不足，泥漿護壁無法保證兩層之間的土層不坍塌，小護筒須穿過大護筒中的回填土層，并進入河床下4m以上(比大護筒超深0.5以上)，以避免大護筒內(nèi)的回填土層坍塌造成擴孔。且小護筒高出大護筒0.5m，以利泥漿循環(huán)。3.3、鉆孔3.3.1泥漿配備鉆孔時先進行慢速造漿，然后通過鉆機砂石泵抽出泥漿至沉淀池進行沉淀，由于距河岸較近，沉淀池可直接設(shè)于岸上，。然后用大泥漿泵將經(jīng)過沉淀后的泥漿打入孔中進行循環(huán)。水中鉆孔樁要求泥漿比重略大，根據(jù)土質(zhì)情況一般將比重控制在1.06一1.1，粘度要求為18Pa——24Pa.s，膠體率應(yīng)大于95%，含砂率小于6%。3.3.2鉆孔鉆孔過程中應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)情況控制鉆進速度，并隨時檢查護筒情況、泥漿比重及粘度，確保成孔的質(zhì)量。3.4、護筒拔除回收終孔后進行清孔、鋼筋籠安裝、二次清孔、混凝土灌注，并盡量減短工序過渡時間，混凝土灌注過程中盡量達到快速、均勻、不間斷。為便于后一步墩柱的施工，鉆孔樁混凝土澆注時均應(yīng)澆注至護筒頂，并確保其露出水面的混凝土質(zhì)量良好，澆注完成后于每臺鉆機上接1臺小振動棒將樁頭振實，以確保樁頭質(zhì)量。以防止混凝土因兩護筒之間回填土較為松散，內(nèi)護筒拔除后，混凝土壓力作用孔內(nèi)回填土造成回填土壓縮，混凝土下沉，樁頭松散混凝土鑿除后，樁長不足。小護筒在混凝土灌注完成時立即進行拔除，拔除時應(yīng)均勻緩慢進行。當拔除困難時，可使用振動錘進行拔除。拔除過程中注意觀察混凝土下沉情況，如下層量較大，應(yīng)查明原因并處理后方可繼續(xù)進行。如出現(xiàn)小護筒拔除后，樁頂混凝土面低于樁頂設(shè)計標高+0.5m時，應(yīng)在混凝土初凝前挖除樁頭松散混凝土，并按空氣樁灌注新混凝土至設(shè)計標高，避免斷樁。大護筒的拔除應(yīng)在混凝土強度達到設(shè)計強度的50%后進行，方法同小護筒。4、 水中墩身施工4.1、 墩柱施工工序：樁頭鑿除一小應(yīng)變檢查一套筒安裝一抽水一鑿至設(shè)計樁頂標高一接墩樁鋼筋f立墩柱模板f隱蔽檢查f混凝土澆注f混凝土養(yǎng)護。4.2、 根據(jù)設(shè)計要求，各墩柱底均低于水面40cm一50cm。在鉆孔樁的施工過程中，鉆孔樁混凝土澆注時均已將混凝土澆注出水面，并已振實?？沙膳罔彸龢额^混凝土浮漿，并在水面以上完成小應(yīng)變檢測。4.3套筒埋設(shè)4.3.1套筒設(shè)計考慮到墩柱施工完成后內(nèi)側(cè)墩柱與老橋蓋梁之間的距離太小，為了保證套筒平臺的順利拆除和循環(huán)使用；整個套筒采用兩個半圓的設(shè)計方式，接面間采用螺栓連接。根據(jù)鉆孔樁內(nèi)護筒的直徑1.5m，接墩柱的套筒采用下部直徑1.55m，上部直徑2.2m，以利于人員操作及施工。套筒上部高度為100cm，下部高度為30cm，采用4mm厚鋼板加工而成。4.3.2套筒埋設(shè)套筒采用鋼絲繩吊于平臺方木上，樁身與套筒下半部間5cm的縫采用麻布與粘土填塞，并在上部較大截面內(nèi)、樁頭外放一抽水機，抽干套筒內(nèi)河水，即使有少量滲水只要抽水速度大于滲水速度，以確保樁頭無水即可焊接鋼筋，進行墩柱模板支立與混凝土澆注施工。5、 結(jié)束語本文通過理論上的論述和實際中的操作，證實水中墩采用雙護筒施工工藝完全適用于單樁單柱、水深3m一4m、水