引水河桥梁水中墩施工

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1、引水河桥跨河水中墩施工王立永（中交一公局唐津扩建工程一标项目部） 【摘要】本文结合唐津高速扩建工程引水河桥的施工实例，提出水中打桩平台施工技术在其中的运用方案， 着重介绍钻孔桩的施工情况，为此种方法提供更有力的论据，结合施工实际情况提出了切实可行的水中墩 柱盖梁施工技术方案。【关键词】钻孔桩施工; 双护筒、墩柱施工平台1、前言在跨河桥梁的水中墩台施工中， 钢板桩围堰、 钢套箱、 沉井等方法的运用相当普遍， 但是此类围堰造价高，工期长、施工难度大， 主要应用于大型桥梁的深水施工， 但在有些 跨河桥梁中，这些方法则不尽适用，根据实况，具体问题具体分析， 探讨出在一般的小型 河道中进行钻孔桩、墩柱施

2、工的简便且切实有效的施工方法。2、工程概况唐津扩建工程引水河桥起讫里程为K 1064+271.072 K 1064+632.932,全长361.86 m。 该桥为扩建工程，及在老桥两侧各加宽3.25米，桥梁墩台位置及桥梁结构形式与原桥一致。 第 1-11 跨为普通砼连续箱梁,上行方向的11-18 跨、下行方向的1 1-17 跨为钢筋混凝土板 梁；其中上行方向的1 3、1 4 墩以及下行方向的12、13 墩为于河道内；该处下部构造采用双 柱式桥墩,墩柱直径为 1.2 米,桩基采用直径1. 3 米的钻孔灌注桩。其它桥墩均为独柱式圆 桥墩,下接承台+桩基的形式。水中钻孔桩8 根。本工程位于滨海冲积平

3、原,该地区地势平坦, 河流纵横交错, 水系发达,地下水较浅, 地下水埋藏深度为0.4 m 1.8 m。地面标咼2.0m左右，常水位标咼0.4 m ,河水深度 2m 一 3m ，淤泥深度 1. 5米，河道宽度约40 米； 河底土质均为多年沉积的粉质粘土，承 载力较低，土质较软。由于水中墩桩较多、 施工难度大， 水中墩施工的质量就成为本桥施 工的关键。水中墩位布置图3、桩基施工总体方案：根据施工需要在桥梁两侧离桥梁外墩2m处搭设6m宽钢便桥，并沿桥墩横向搭设支架 工作平台。根据河床地质选用泵吸反循环钻机、内外双层钢护筒，岸边设泥浆池。本节就水 中平台及双护筒在桩基施工过程中的应用进行重点介绍。3.

4、1、钻孔工作平台支架工作平台采用亦2.9cm，厚7mm的钢管桩，通过振动锤沉入河床底14m，钢管桩露 出水面1.5m。桩顶设15cm凹槽，双拼I40a工字钢分配梁嵌入钢管桩中，并与钢管桩焊接 牢固。纵梁为I40a工字钢，桥面板满铺20a槽钢，并将其与纵梁逐一焊接，使纵梁形成整 体。平面图立面图3.2、护筒埋设3.2.1 护筒设计及制作：保证桩基施工成形后维持设计原状，同时降低施工成本，护筒 采用可回收循环利用的大、小双层钢护筒形式。大护筒（外护筒）采用0200cm、厚16mm A3 钢板卷制而成，小护筒（内护筒）采用0150cm、厚lmmA3钢板卷制而成。小护筒置于大护 筒之内为正式护筒。由于

5、本桥为拼宽桥梁，新建桥梁部分内侧桩基中心距离老桥盖梁边为1.5米，桩基外护 筒直径为2.0 米，老桥盖梁边缘部分底面距离施工平台的高度为2.5 米，鉴于上述情况，在 施工中存在护筒长度超过2.5 米时无法一次就位和拆除的问题，为了解决此问题，外护筒采 用分节制作，每节长度为2 米，节间采用法兰连接。最底一节护筒为了保证埋设质量，采用 焊接连接，根据入土深度确定长度，内护筒不存在此问题，故不采用分节制作。3.2.2 大护筒埋设：虽大护筒非正式护筒，对其埋设偏位精度要求较低,但为了保证大 护筒的垂直沉入,避免产生较大偏移或倾斜,故需在平台位置设置定位导向装置,然后采用振 动锤使之沉入河床，为减小护

6、筒与土层的摩擦力，护筒间采用满焊连接。大护筒埋置深度按 下列公式计算得出：L=( (h+H) RwH RO)/(RdRw)(1)其中：Rd=(A +e)/(1+e) RO(2)式中：L护筒漫置深度，mH施工水位至河床表面深度，mh护筒内水头，即护筒内水位与施工水位之差，mRw一护筒内泥浆容重，KN/m3R0水的容重，KN/m3Rd护筒外河床土的饱和容重，KN/m3土的相对密度e 饱和土孔隙比考虑到水流在大护筒周围形成局部冲刷、护筒底端发生管涌现象及水流冲击力不对大护 筒产生冲击造成位移、倾斜或沉陷，按公式(1)计算出的 L 值乘以安全系数1.5后作为埋 置深度，即LS=1.5L(3)经计算最终

7、确定大护筒沉入河床下深度为3m。为保证水位上升后，河水不淹入筒内， 护筒顶高于常水位1.0m。外护筒最好与施工平台连接固定，以保持稳定。3.2.3 小护筒埋设：大护筒埋设完毕，将护筒内水抽干，为了保证小护筒的埋设精度， 分别在平台位置和大护筒内 2 米以下设置定位导向装置。小护筒通过振动锤振动锤击沉入， 小护筒埋设完毕后，用黄土填密实，填土标高为桩顶标高以上1.00m,因护筒间回填土遇水 软化,且大小护筒间的土层厚度不足，泥浆护壁无法保证两层之间的土层不坍塌，小护筒须 穿过大护筒中的回填土层，并进入河床下4m以上(比大护筒超深0.5以上)，以避免大护筒 内的回填土层坍塌造成扩孔。且小护筒高出大

8、护筒0.5m，以利泥浆循环。3.3、钻孔3.3.1 泥浆配备钻孔时先进行慢速造浆，然后通过钻机砂石泵抽出泥浆至沉淀池进行沉淀，由于距河岸 较近，沉淀池可直接设于岸上，。然后用大泥浆泵将经过沉淀后的泥浆打入孔中进行循环。 水中钻孔桩要求泥浆比重略大，根据土质情况一般将比重控制在1.06一 1.1， 粘度要求为 18Pa 一一 24Pa.s ， 胶体率应大于 9 5 % ，含砂率小于 6% 。3.3.2 钻孔钻孔过程中应根据不同的地质情况控制钻进速度， 并随时检查护筒情况、泥浆比重及 粘度，确保成孔的质量。3.4、护筒拔除回收终孔后进行清孔、钢筋笼安装、二次清孔、混凝土灌注，并尽量减短工序过渡时间

9、，混 凝土灌注过程中尽量达到快速、均匀、不间断。为便于后一步墩柱的施工，钻孔桩混凝土浇 注时均应浇注至护筒顶，并确保其露出水面的混凝土质量良好， 浇注完成后于每台钻机上 接1 台小振动棒将桩头振实，以确保桩头质量。以防止混凝土因两护筒之间回填土较为松散， 内护筒拔除后，混凝土压力作用孔内回填土造成回填土压缩，混凝土下沉，桩头松散混凝土 凿除后，桩长不足。小护筒在混凝土灌注完成时立即进行拔除，拔除时应均匀缓慢进行。当 拔除困难时，可使用振动锤进行拔除。拔除过程中注意观察混凝土下沉情况，如下层量较大， 应查明原因并处理后方可继续进行。如出现小护筒拔除后，桩顶混凝土面低于桩顶设计标高 + 0.5m时

10、，应在混凝土初凝前挖除桩头松散混凝土，并按空气桩灌注新混凝土至设计标 高，避免断桩。大护筒的拔除应在混凝土强度达到设计强度的50后进行，方法同小护筒。4、水中墩身施工4.1、墩柱施工工序：桩头凿除一小应变检查一套筒安装一抽水一凿至设计桩顶标高一接 墩桩钢筋一立墩柱模板一隐蔽检查一混凝土浇注一混凝土养护。4.2、根据设计要求，各墩柱底均低于水面40 cm 一 50cm。在钻孔桩的施工过程中，钻 孔桩混凝土浇注时均已将混凝土浇注出水面，并已振实。可成批地凿除桩头混凝土浮浆，并 在水面以上完成小应变检测。4.3 套筒埋设4.3.1 套筒设计考虑到墩柱施工完成后内侧墩柱与老桥盖梁之间的距离太小，为了保

11、证套 筒平台的顺利拆除和循环使用；整个套筒采用两个半圆的设计方式，接面间采用螺栓连接。 根据钻孔桩内护筒的直径1.5m，接墩柱的套筒采用下部直径1.55m，上部直径2.2m， 以利于人员操作及施工。 套筒上部高度为100 cm ， 下部高度为3 0 cm ， 采用 4 mm 厚 钢板加工而成。4.3.2套筒埋设套筒采用钢丝绳吊于平台方木上，桩身与套筒下半部间5 cm的缝采用麻 布与粘土填塞， 并在上部较大截面内、桩头外放一抽水机，抽干套筒内河水，即使有少量 渗水只要抽水速度大于渗水速度，以确保桩头无水即可焊接钢筋， 进行墩柱模板支立与混 凝土浇注施工。5、结束语 本文通过理论上的论述和实际中的操作，证实水中墩采用双护筒施工工艺完全适用于 单桩单柱、水深3m 一 4m、水流较缓、水面较宽的地区作业，它们应用范围将会扩大， 在桥梁施工中占有重要的地位，充分发挥自身的优势。本文对其方法的探索，旨在有利于施 工，提供更多更好的途径， 服务施工人员。参考文献1 洪毓康主编.土质学与土力学（第二版）.北京：人民交通出版社，19952 交通部第一公路工程总公司 桥涵【 M 】北京：人民交通出版社， 2000王立永 男 1977.10 大专 工程师