海上桥梁基础施工技术课件.ppt

1、1.1东海大桥建设的意义为实现将上海建设成为国际经济中心、贸易中心、金融中心的宏伟目标，上海必须首先建立国际航运中心。有关部门经多年的论证，确定将浙江省舟山市嵊泗县崎岖列岛的大、小洋山规划成为上海国际航运中心的集装箱深水枢纽港。洋山港区自然水深、航道条件优越，具备开辟15m水深港区和航道的优越条件，可建大型集装箱深水泊位30多个，满足上海港近期、中期及远期的集装箱远洋运输要求。拟建的东海大桥（即原芦洋大桥或芦洋跨海大桥）工程是洋山港区必不可少的重大配套工程。洋山港区虽具有建深水港的优越条件，但大小洋山属于外海孤岛，港址距离上海芦潮港约30KM，与大陆没有直接的陆路交通连接，且岛上缺水、缺电，要

2、使洋山港区真正成为国际航运中心，必须建设东海大桥，使其成为连接大陆与港区的快速交通集散通道，使洋山港成为距上海最近的具有陆岛交通直接连接的深水外港。地理位置 地形 工程地质概况 水文条件 气候条件 地震基本烈度东海大桥道路等级为高速公路，设计车速80km/h，双向六车道规模，两侧设置连续应急停车带，为两座分离式上、下独立桥，净间距1米，总宽31.5米。东海大桥工程包括：芦潮港新老大堤之间2.264km的陆上段、芦潮港至嵊泗县崎岖列岛的小乌龟之间25.1315km的跨海段以及小乌龟岛至小洋山之间的3.478km的近岛段，走线总长度约为32.7km，工程总投资约71亿元。东海大桥建设单位为上海同盛

3、大桥建设有限公司，设计单位为上海市政工程设计研究院和中铁大桥勘察设计院，监理单位为大桥工程建设监理公司（武汉）联合体。东海大桥为洋山港区对外集疏运专用通道，按双向6车道高速公路标准设计，桥面宽度31.5m。陆上段大桥上部结构采用30m跨径预应力砼箱梁，基础采用600PHC管桩，桩长34m左右。对于跨海段，非通航孔桥梁上部结构采用60m和70m的等高度连续箱梁方案，基础采用打入桩1200PHC桩和1500PHC钢管桩；5000吨级通航孔采用单孔双向，桥梁采用双塔单索面结合箱梁斜拉桥方案，其余通航孔采用双孔单向通航，桥梁采用预应力混凝土连续箱梁，通航孔桥梁基础采用大直径钻孔灌注桩基础。东海大桥主要

4、设计标准如下：1桥梁标准宽度31.5m;2设计行车速度80km/m;3车辆荷载等级：按汽车超20级设计，挂车120验算；并按全桥集装箱重车满布，车辆轴距为10m进行计算复核；4地震烈度：地震基本烈度为6度，大桥按地震烈度7度进行抗震设计。通航孔桥重要性系数采用1.7，非通航孔桥重要性系数采用1.3;5风荷载：100年一遇10m高度处设计风速V10m42m/s;6桥面最大纵坡：3，最小纵坡3；7桥面横坡：1.5%。8通航水位：设计最高通航孔水位取历史最高潮位4.02m（国家85高程）；9通航标准：东海大桥全线设4处通航孔：5000t级通航孔一处，通航净空为300m40m（单孔双向）或190m40

5、m（双孔单向）；1000t级通航孔一处，通航净空为100m25m（双孔单向）500t级通航孔二处，通航净空为56m17.5m（双孔单向）10设计水位：非通航孔桥设计采用100年一遇水位3.73m（85国家高程）。11非通航孔桥和通航孔桥结构按50年一遇水位加上50年一遇波浪作用进行设计，按100年一遇水位加上100年一遇H1%波浪进行校核。附东海大桥平面布置图洋山深水港是上海新世纪的第一个重点工程，也是上海实现跨越式发展、提高上海综合竞争力的战略性工程，对上海、对全国的长远发展具有重大意义，因此，拟建的东海大桥作为洋山港区必不可少的重大配套工程，具有极高的重要性，为I级重要构筑物；根据工程建设

6、用地范围内地质环境条件分析，除基岩岛屿断外，桥址区附近覆盖层厚度大，场地软弱，沿线地基土岩性岩相变化较大，地质环境条件复杂。依据东海大桥工程重要性及桥址区附近地质环境条件，确定东海大桥工程建设用地的地质灾害危险性评估等级为一级。1.5路桥华南工程有限公司承担工程及特点1承担工程介绍 第一联（K6279桥）70m120m120m70m（500吨级）第二联（K12149桥）80m140m140m80m（1000吨级）第三联（K24829桥）90m160m160m90m（500吨级）2IV标主要工程特点工程规模大、施工作业面分散 本标段全长1320m，包括三座副通航孔桥，其中心桩号分别为K6+279

7、、K12+149、K24+829，工程规模较大，施工作业面分散。路桥华南工程有限公司承担东海大桥IV标段工程，本合同段工程为三座辅航道孔桥梁，桥跨结构采用多跨预应力砼箱形连续梁，孔径组合及各副通航孔桥主要尺寸分别为：具体的东海大桥IV桩位尺寸详见K12+149桥中墩桩位及承台构造图自然条件差、有效施工作业天数少 东海大桥IV标在施工过程中除受大风限制和台风侵袭外，还受雷暴、大雾、高温及严寒气候及潮汐等恶劣自然条件的影响。一年中平均有效施工作业天数仅为210天左右，严重地限制了本工程的正常作业。而本工程的工期为33.5个月，实际有效作业工期仅为19个月左右。施工组织难度大 本标段工程量大，施工作

8、业面分散，水上作业船舶多，且部分处于航道区域，来往船只频繁，且受自然条件限制、有效作业作业天数少，施工组织难度很大，必须精心有序的组织安排施工，统一合理的配置资源，同时要运用先进成熟的施工技术和生产过程的科学监控才能保证大桥按期保质地顺利通车。技术含量高 东海大桥IV标技术难点主要包括：海水环境下的钻孔灌注桩施工技术、承台2900m3大体积混凝土温控措施、箱梁施工监控和混凝土外观质量的控制等等。安全风险大 桥址海区自然条件恶劣，施工中不确定风险因素较多，施工风险较大。2.1桩基础发展简史3 桩基础的发展过程，主要可从两个方面来探讨，即桩的材料和成桩工艺方法。最早使用的是木桩。早在新石器时代，人

9、类在湖泊和沼泽地里，栽木桩搭台作为水上住所，汉朝已用木桩修桥。到宋朝，木桩技术已比较成熟，今上海市的龙华塔和山西太原的晋祠圣母殿，都是现存的北宋年代修建的桩基建筑物。在英国也保存有一些罗马时代修建的木桩基础的桥和居民点。19世纪20年代，开始使用铸铁板桩修筑围堰和码头。到本世纪初，美国出现了各种型式的型钢，特别是H型的钢桩受到营造商的重视。美国密西西比河上的钢桥大量采用钢桩基础，到30年代在欧洲也被广泛采用。二次大战后，随着冶炼技术的发展，各种直径的无缝钢管也被作为桩材用于基础工程。上海宝钢工程中，曾使用直径为90cm，长约60m的钢管桩基础。本世纪初钢筋混凝土预制构件问世后，才出现厂制和现场

10、预制钢筋混凝土桩。我国50年代开始生产预制钢筋混凝土桩，多为方桩。1949年美国雷蒙德混凝土桩公司最早用离心机生产了中空预应力钢筋混凝土管桩。我国铁路系统于50年代末也生产使用预应力钢筋混凝土桩。以混凝土或钢筋混凝土为材料的另一种类型的桩，是就地灌注混凝土桩。本世纪20到30年代已出现沉管灌注混凝土桩。上海在30年代修建的一些高层建筑的基础，就曾采用沉管灌注混凝土桩，如Franki桩和Vibro桩。到50年代，随着大型钻孔机械的发展，出现了钻孔灌注混凝土或钢筋混凝土桩。在50年代到60年代，我国的铁路和公路桥梁，就曾大量采用钻孔灌注混凝土桩和挖孔灌注桩。从成桩工艺的发展过程看，最早采用的桩基础

11、施工方法是打入法。打入的工艺从手锤到自由落锤，然后发展到蒸气驱动、柴油驱动和压缩空气为动力的各种打桩机。另外还发展了电动的震动打桩机和静力压桩机。随着就地灌注桩，特别是钻孔灌注桩的出现，钻孔机械也不断改进。如适用于地下水位以上的长、短螺旋钻孔机，适用于不同地层的各种正、反循环钻孔机，旋转套管机等等。为提高灌注桩的承载力，出现了扩大桩端直径的各种扩孔机，出现了空底或周边压浆的新工艺。目前，桩基的成桩工艺在不断发展中。4桩基础适宜在下列情况下采用：2.1荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深，采用浅基础或人工地基在技术上、经济上不合理时；2.2河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计

12、算正确，如采用浅基础施工困难或不能保证基础安全；2.3当地基计算沉降过大或结构物对不均匀沉降敏感时，采用桩基础穿过松软（高压缩性）土层，将荷载传到较坚实（低压缩性）土层，减少结构物沉降并使沉降较均匀；2.4当施工水位或地下水位较高时，采用桩基础可减少施工困难和避免水下施工；2.5地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加结构物的抗震能力，桩基础穿越可液化土层并伸入下部密实稳定土层，可消除或减少地震对结构物的危害；以上情况也可以采用其它型式的深基础，但桩基础由于耗用材料少、施工快速简便，往往是优先考虑的深基础方案。3 在钻孔灌注桩出现之前，由于打桩机械能力的限制，桩的直径较小，钻孔灌注桩出现以后，

13、桩的直径日益增大。桩的分类，根据不同目的可以有不同的分类法，现简单介绍如下。3.1按成桩方法对土层的影响分类 不同成桩方法对周围土层的扰动程度不同，将影响到桩承载力的发挥和计算参数的选用。一般可分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩三类。3.2按桩材分类 根据桩的材料，可分为木桩、混凝土桩（含钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩）、钢桩和组合桩。3.3按桩的功能分类 桩在基础工程中，可能主要承受轴向垂直荷载，或主要承受横向水平荷载，或两种荷载都有。在高耸塔形建筑物和水中的高桩承台基础中，桩还要承受风和浪所引起的往复拉和压的荷载。因此，按功能桩可分为抗轴向压的桩、抗横向压的桩和抗拔桩 其中，抗轴向压桩进一

14、步从桩的荷载传递机理又划分为摩擦桩、端承桩和端承摩擦桩。显然，从桩的功能看，许多建筑物的桩要求同时承受轴向荷载和水平荷载，或同时要考虑拉和压的作用。3.4按成桩方法分类 成桩的方法和工艺，随科学技术和施工机械的发展，不断出现一些新的成桩方法和工艺，现只介绍常用的成桩方法形成的桩。可分为打入桩、就地灌注桩、静压桩、螺旋桩。其中，就地灌注桩按成孔的工艺又可分为爆扩桩，沉管灌注桩和钻、挖孔灌注桩。3.5按承台位置分类 桩基础按承台位置可分为高桩承台基础和低桩承台基础。3 桩的类型和施工方法的选择应考虑多方面的因素，其中主要有：1建筑物本身的要求，如荷载的形式和量级，基础的几何尺寸，对 沉降的敏感性和

15、要求以及工期的要求等等。2工程地质和水文地质条件。各种类型的桩有其适用的土层条件，各种成桩方法也有它的适用范围。因此，对场地的地层分布，持力层的深度，不良的地质现象，地面水和地下水的流速和腐蚀性等等都应查明。3场地的环境。桩基施工可能的带来振动和噪音的环境污染，就地灌注桩如果用泥浆护壁则有泥水排泄问题。因此应对场地周围的环境污染的限制，污水处理，施工和周围建筑物的相互影响等进行分析。4设备，材料和运输条件。桩型和施工方法的选择必须考虑到施工的技术力量，施工设备和材料的供应可能性。5经济分析。满足上述条件的情况下，常常有几种桩型可供选择，最终应在经济分析的基础上选择一种合适的桩型和施工方法。3

16、任何建筑物的桩基设计都必须满足两个方面的要求，其一是桩与基土相互之间的作用是稳定的，其次是桩本身的结构强度是足够的，前者就是埋入地基中的桩，受到建筑物传来的各种荷载作用时，桩与土的相互作用是否保证桩有足够的承载力，又同时是否使桩不致产生过量的沉降差以及在桩受到水平向荷载时对桩产生的弯矩与扰曲是否在容许范围以内，在受到上拨荷载时是否使桩不致产生过大的上拨量。3.1钻孔灌注桩施工准备 3.1.1 材料准备 灌注桩基础施工前应具备下列资料：（1）场地工程地质勘测资料和必要的水文地质资料 （2）桩基工程施工图，包括桩的类型与尺寸，桩位平面布置图，桩与承台连接，桩的配筋与混凝土标号以及承台构造及与之相关

17、的图纸会审纪要等 （3）建筑场地和临近区域内的地下管线（管道、电缆、光缆）、通航船舶等调查资料。（4）桩基工程的施工组织设计或施工方案。（5）主要施工机械及其配套设备的技术性能资料。（6）水泥、砂、石、外加剂、钢筋、膨润土等原材料及其制品的质检报告。（7）桩的静载、动测以及泥浆指标试验资料。3.1.2场地准备 进行现场踏勘掌握施工场地的现状。（1）解施工海域的船舶通航运输情况和熟悉海上气候环境特点 （2）了解妨碍施工地下障碍物，如海底电缆、动力光缆的埋设位置情况。（3）了解陆地现场道路、水源、电源、排水设施、已有房屋等情况。为海上施工建设芦潮港生活生产基地、大洋山临时生活基地。根据业主提供的施

18、工、临时用地范围以及施工海域，结合现场调研情况，本着合理使用场地，方便组织施工、体现文明施工的原则进行施工场地的平面布置。3.2施工流程 根据钻孔灌注桩常规施工工艺与本标段施工特点相结合，确定本标段钻孔灌注桩施工工艺流程。3.3.1平台结构特点 1结构形式 在综合考虑副通航孔桥桩位处具体的地质、水文、气象等因素影响的前提下，结合路桥华南公司以往在同类型桥梁基础施工取得的经验，主墩桩基钻孔平台采用钢管桩作为基础，由贝雷粱作为承重梁、型钢作为分配梁构成上部承重结构，平台顶面均铺设有面板，同时在平台四周安有护栏(高度为1.3米)、漏电保护设备及通航指示灯,顺平台横桥向的两侧设防撞、泊船钢管桩。本平台

19、设计主要是为了满足桩基础施工要求，要求平台在使用期间内，在各种最不利荷载同时作用下，整个平台能保证持久的稳定性。2平台设计参数 钻孔平台设计参数 表313平台构造a.K6+279辅通航孔桥主墩平台总面积为51211071m2，由20根1200mm钢管桩和12根2900mm钢护筒作为基础，纵向承重梁为单层两排贝雷、横梁为I28a的分配梁、分配梁上铺设面板。b.K12+149跨辅通航孔桥主墩平台总面积为54211134m2，由20根钢管桩和14根2900mm钢护筒作为基础，纵向承重梁为单层三排贝雷、横梁为I28a的分配梁、分配梁上铺设面板。c.K24+829辅通航孔桥主墩平台总面积为6321132

20、3m2，由24根1200mm钢管桩和19根2900mm钢护筒作为基础，纵向承重梁为单层三排贝雷、横梁为I28a的分配梁、分配梁上铺设面板。序号 项目 K6+279副通航孔桥K12+149副通航孔桥K24+829副通航孔桥1钢管桩顶标高（m）+9.0+9.0+9.02钢管桩底标高（m）-36.0-36.0-36.03钢管桩入土深度（m）25.025.025.04护筒顶标高（m）+9.0+9.0+9.05护筒底标高（m）-26.0-33.0-30.06护筒入土深度（m）15.022.019.07平台顶标高（m）+9.0+9.0+9.03.3.2平台施工工艺钻孔工作平台搭设包括K6+089K6+46

21、9桥、K11+929K12+369桥和K24+579K25+079桥各三个主墩平台。钻孔工作平台搭设的主要工作内容包括：临时钢管桩（包括防撞钢管桩）的定位、施打；施加临时钢管桩的平联；安装上层贝雷及型钢；铺设平台面层钢板；振沉钢护筒。附钻孔工作平台搭设流程图。平台施工如下：1施打平台钢管桩 2施加钢管联结 3上部结构的铺设 4振沉钢护筒 5主护筒平联 因IV标段三座辅通孔桥位置较为分散，因此施工用电的供给主要考虑发电机的自发电，为了便于集中管理，分别在每个辅通航孔桥的中主墩施工平台上设置发电中心，以供给各分区的施工用电，因此每座桥的钻孔工作平台的搭设从该桥中主墩开始，边主墩次之，见平台钢管施工

22、顺序图 钻孔平台施工根据对各辅通航孔桥具体施工条件的分析，采用施工方便、快速、施打精度高的大型变幅式打桩船进行辅通航孔桥桩基钻孔平台基础钢管桩的施打作业。见钻孔平台钢管桩插打示意图 由于本标段三个施工区距陆地的距离均超出常规测量（包括全站仪、经纬仪、水准仪测量等）的作业范围，为了满足定位精度要求，钢管桩采用GPS卫星定位并由打桩船打入。在打桩船上安装三台GPS，用于确定打桩船的平面位置和方位，为了减少打桩船方位误差，安装GPS时应尽量增大三台GPS间的距离。GPS电缆在改造船时，预先安装在管路中，接到主控室。控制台设在打桩船的主控室内，以便操作紧邻锚机操作平台。GPS安装在控制台下，控制台上安

23、放一台微机主机，通过分频器连接两个显示器，一个用于技术人员操作监控，另一个用于绞锚监控。双频GPS的实时动态三维定位精度为2cm，完全可以满足平台搭设的要求。根据水上沉桩作业的有效天数及打桩船沉桩能力，全标段共配备打桩船1艘、100200吨浮吊2艘、拖轮2艘、驳船4艘、起锚船1艘，20吨、50吨汽车吊各一台，50吨履带吊计划配备9台，并根据实际需要配备其他小型设备。根据总体施工顺序安排，打桩船由K12+149桥的中主墩开始施打临时钢管桩，施打完毕，浮吊开始安装上层贝雷及型钢，打桩船则转入边主墩施工。K12+149桥施工完毕，各施工设备适时次序进入K24+829桥和K6+249桥，施工顺序与K1

24、2+149桥一致。钢管桩由厂家按图纸加工成统一长度（41m44m），在施沉过程中一次到位，过程中不进行管节接头焊接，钢管桩在厂家加工时必须保证直缝错位。在成品进场时，厂家必须提供卷制钢管桩所用钢材的产品合格证、质量保证书以及钢管桩的出厂产品合格证。对进场的钢管桩必须按质量体系文件相关程序进行检验，必须检查钢管桩的直（环）焊缝是否均匀、饱满，焊缝有无夹渣、气孔或咬边等质量问题。相应的技术指标要符合相关技术规范要求。其中钢管桩的外形尺寸允许偏差必须满足下表中所列各项指标要求。偏 差 名 称允 许 偏 差说 明钢管外周长5%周长，且不大于10 mm 测量外周长管端椭圆度5%d，且不大于5 mm 两相

25、互垂直的直径之差 管端平整度2 mm 多管节拼接时，以整桩质量要求为准 管端平面倾斜5%d，且不大于4 mm桩管壁厚度按所用钢材的相应标准规定桩长偏差300mm0.0mm 测量整桩长 钢管桩及管节外形尺寸允许偏差表 表32 钢管桩的堆放或存放形式和层数应安全可靠，避免产生纵向变形和局部压曲变形（堆放或存放层数不得超过两层，超过两层时必须采用定位架）。钢管桩在起吊、运输和堆存过程中应避免由于碰撞、摩擦等原因造成管端变形和损伤。运输起吊及施打起吊过程中必须采取多点起吊，杜绝钢管桩弯曲现象的发生。钢管桩施打时要注意桩顶标高的控制，桩顶标高应控制在+6.6m+6.7m之间（设计桩顶标高为+6.7m）。

26、在特殊情况下，当钢管桩进尺极为缓慢或施沉不下去，则不能强行施沉，以免钢管偏位或变形，要分析其原因，若桩尖遇到异物，则需另外改变桩位，或经设计人员同意并办理相关手续后方可对平台作设计更改，以达到与原设计相同的效果。施打时，若桩顶有损坏或局部压屈，则应对该部分予以割除并接长至设计标高。若施工过程中出现其他异常现象时，在得到相关技术管理人员许可并办理相关手续后方可作相应调整。由于施工环境十分恶劣，要求相关部门做好天气及海洋预报资料的收集，并及时将相关情况传达到参与现场施工的相关部门或个人。同时要求现场设立潮位观测标尺，适时进行潮水位观测并做好记录。(1)临时平联的施加 钢管桩施打后，要及时加焊钢管临

27、时联结，由于受打桩船抛锚区域的影响，浮吊无法靠近现场，故在钢管桩施打过程中，待振桩船完成一个平台的一排4根钢施工管桩施打后，可以用起锚船进行临时联接，临时联接采用两根I28a型钢进行联接，I28a型钢直接安放于钢管桩顶，采用两块=16mm的三角钢板作为加劲板，于钢护筒外侧分别与钢护筒及I28a型钢施焊进行加固。排间的临时联接与排内联接形式相同。在钢管桩临时联接施工过程中，必须派专人对钢管桩进行动态观测，一旦发现异常情况必须马上通知操作人员撤离施工现场。(2)钢管桩间的钢管联接 待振桩船完成一个平台的钢管桩振沉施工后，应及时进行标高放样并加焊钢管联接。在进行钢管联接时，要求随联接进度解出临时联接

28、。钢管联接用直径为60cm，壁厚为8mm的钢管进行联接。由于钢管桩的施打存在一定误差，因此用于联接的钢管下料长度要根据钢管桩间实测长度而定。联接设置的目的在于保证单根钢管桩及整个平台的稳定，因此联接钢管在与钢管桩联接时必须保证焊接质量，且联接钢管与钢管桩接触的空间曲线要尽量保证无过大间隙，钢管与钢管间必须确保满焊。另外，为了保证联接的牢固性，即使钢管与钢管间的焊缝满足设计要求，还必须在联接钢管与钢管桩的联接部位四周加设四块加劲钢板；上部结构的施工主要采用50t履带吊配合100200t浮吊现场组拼连接，首先用浮吊搭设一孔上部结构，作为50t履带吊停放的平台，用浮吊将50t履带吊吊上平台，随后便由

29、50t履带吊完成平台剩余上部结构的搭设。见上部结构的铺设图上部结构的铺设过程中，应注意以下相关事宜：(1)安装扁担梁 若由于安装误差造成扁担梁与牛腿间不能紧密接触时，必须加垫薄钢板或钢楔等方法进行施焊调平处理。扁担梁与牛腿、十字撑及其八字撑间必须焊接牢固，该位置处的焊缝直接关系到上部结构的稳定性。(2)安装贝雷若由于安装误差造成扁担梁与贝雷间不能紧密接触时，必须在贝雷与连接垫板间加垫薄钢板的方法进行施焊调平处理。贝雷与扁担梁的栓接必须保证其栓接力，并按要求加带保险镙帽。贝雷的14a八字斜撑必须上与贝雷栓接牢固，下与扁担梁焊接牢固。一组贝雷与另一组贝雷横向的V形I28a支撑上与I28a分配梁节点

30、焊接牢固，下与钢管桩的60及40钢管通过加连接板的方法进行连接施焊牢固，连接板拟采用=16mm钢板，连接板设在I28a两侧，焊缝要求与钢管桩的连接施焊一致。(3)安装I28a分配梁在进行I28a分配梁铺设时，也必须在图纸的基础上尽量按靠近贝雷节点进行铺设。若由于贝雷安装误差造成I28a分配梁的支撑点与贝雷节点不对应时，则必须在征得设计人员的同意后，方可按相关指示做调整处理。若由于安装误差造成I28a分配梁与贝雷间不能紧密接触时，必须在I28a分配梁与连接垫板间加垫薄钢板的方法进行施焊调平处理。(4)铺设0.8cm钢板面板，见铺设钢板面板图 (1)测量放样 待平台面板施工完成以后，利用GPS定位

31、系统在平台上转设控制点，然后用全站仪进行桩位放样，利用水准仪测量桩位标高，施测过程中必须严格按照相关技术规范操作并满足其相应技术指标。(2)钢护筒的制作、验收、起吊及运输 本标段主墩钻孔灌注桩桩径为2.5m，根据公路桥涵施工技术规范（JTJ0412000）规定，钢护筒的基本节段采用=12mm的A3钢板卷制而成，其外径为2.9m。采用=16mm的A3钢板卷制成50cm长的联接节段，其外径为2.9m。采用=20mm的A3钢板卷制成50cm长的底、顶口节段，其外径为2.9m。钢护筒在加工场内分三节加工，底节长9m，中节长16.5m，上节长16.5m。竖向及环向加劲，加强稳定性。卷制过程应严格按照相关

32、技术规范要求进行质量控制，验收、起吊及运输相关质量控制要求同平台钢管桩。(3)振沉桩基钢护筒 在钻孔工作平台面板上测量放样定出桩位，将其定位点外引至桩位面板以外，然后将面板与I28a分配梁之间的临时固结点解除，并将桩位处I28a分配梁吊离，这样即可进行钢护筒的振沉施工。桩基钢护筒的中心偏位和垂直度是钻孔灌注桩垂直度满足要求的前提，为此，在振沉钢护筒时，采用双层导向定位架，上层固定在钻孔工作平台上的I28a型钢顶面，下层与钻孔平台临时钢管桩连结牢固。由于I28a型钢跨度达6m，其刚度若不能满足要求，则必须对其进行加固处理。导向定位架必须加固牢固后方可进行钢护筒的振沉施工。桩基钢护筒的振沉工作应安

33、排在平潮或较低潮水位时进行。钢护筒采用分节对接振动下沉，每节钢护筒在振动下沉前，在护筒顶以下1m处设置内部支撑，防止振动夹头使护筒产生径向塑性变形。当每节钢护筒振沉到位时，必须及时将内支撑解除，解除时一定要将内支撑栓好保险绳，以防止其掉入护筒内，影响以后的成孔。当第一节护筒在定位架上定位临时固结前，采用“吊线法”检查其垂直度，同时检查中心偏位是否符合要求，否则要求重新进行定位，定位合格后方可将其临时固结，并进行第二节钢护筒的对接。通常，上下两节钢护筒点焊对接前，用经纬仪从不同角度检查其垂直度，直至符合要求方可进行满焊焊接。两节钢护筒接头处采用坡口焊接，焊缝厚度不小于8mm，同时在钢护筒对接口外

34、侧，沿桩周加设8块20cm10cm1cm的A3加劲钢板，钢板与钢护筒采用环形满焊，焊缝厚度不小于8mm。两节钢护筒节口焊接完成后，割除临时固结，开始振动下沉。同法进行第三节钢护筒的接长及振沉。钢护筒振沉过程中应对沉桩机与桩帽的连接螺栓进行观察并确保连接牢固，每次振动以不超过5分钟控制，同时注意对钢护筒下沉速度及垂直度进行观测控制。钢护筒平面位置偏差控制在5cm以内，垂直度偏差控制在1%以内。钢护筒振沉到位并完成其联接以后，及时进行钢护筒口用于支撑I28a分配梁的牛腿施焊，然后待横桥向一排（三根）钢护筒完成后，及时铺设I28a分配梁，并将面板与I28a分配梁施焊牢固。主护筒振沉后及时进行平联加固

35、。平联用材为40cm钢管，壁厚为4mm，将主护筒与主护筒、主护筒与钢管桩联结为一个整体。由于钢管桩的施打存在一定误差，因此主护筒与钢管桩间平联的下料长度要根据实测长度而定。平联的设置，保证了整个平台的稳定性并提高了平台的抗风浪能力。平联钢管在与主护筒及钢管桩联接时必须保证焊接质量，且平联钢管与主护筒及钢管桩接触的空间曲线必须满焊。东海大桥工程IV标共有D2500钻孔灌注桩135根。其中K6+279副通航孔桥共有D2500钻孔灌注桩36根（12根/墩），桩长为105.15m。K12+149副通航孔桥共有D2500基桩42根（14根/墩），桩长为110.15m。K24+829副通航孔桥共有D250

36、0基桩57根（19根/墩），桩长为100.65m。钻孔施工流程 3.4.1 钻机选型 无论采用何种钻孔方法，对纂辑扭矩功率、钻锥型式、钻杆截面、钢丝绳规格、泥浆泵泵量、泵压、真空泵真空度、吸泥泵吸量、气举法压缩空气的压力、排气量等应按钻孔直径与深度、地层情况、工期、设备条件认真研究选择。根据对副通航孔桥基础钻孔灌注桩地质、水文等自然条件的综合分析，结合路桥华南公司多年的现场施工经验，现采用KP3500型全液压转盘式钻机和中昇300/210型全液压转盘式钻机实施副通航孔桥基础钻孔灌注桩钻孔施工。两种钻机均采用液压传动，集中液电复合操纵，安全可靠；可采用正、反循环两种钻孔工艺，适应各种地层钻孔施工

37、。3.4.2 泥浆制备、循环体系 a、泥浆的配制 由于海水中Cl-含量高，对桩基钢筋有腐蚀作用，若用海水泥浆，则会影响桩基结构质量，因此，我部决定在整个成孔的全过程使用淡水造浆，并利用淡水泥浆循环除渣和清孔。钻孔灌注桩新拌泥浆配合比如下：泥浆配合比淡水(kg)膨润土(kg)CMC(kg)聚丙稀酰铵(kg)纯碱（kg)10080.0030.0030.03采用的淡水钻孔泥浆配合比 表33 泥浆各项性能指标测试如下：比 重：1.12g/ml 含砂率：4%失水量：钻孔要求及注意事项：钻孔前，绘制钻孔地质剖面图，以便按不同土层选用适当的钻进压力、钻进速度、泥浆比重、正反循环工艺等。在钻孔平台上铺好枕木，

38、固定好钢轨，利用浮吊将钻机吊装就位，立好钻架并调整、安设好起吊系统，将钻头吊入护筒内准备钻孔。钻机安装就位后，调整底座并保持平稳，以保证在钻进和运行中不产生位移及沉陷，否则找出原因，及时处理。钻孔作业时采用减压钻进，根据不同土层选择与之相适应的进尺和转速。对于淤泥质土层，采用低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进，每小时进尺不大于1m，以免发生先扩孔后缩孔现象，对于亚粘土层，采用低挡慢速、优质泥浆、大泵量钻进的方法钻进；对于粘土层采用中等钻速大泵量、稀泥浆钻进，每小时进尺不大于0.8m；对于砂层，采用轻压、低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进，每小时进尺不大于0.5m，以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或局部塌孔，并

39、充分浮渣、排渣，以防埋钻现象；对砂砾层，采用轻压、低挡慢速、优质浓泥浆钻进，每小时进尺不大于0.8m，确保护壁厚度以及充分浮渣；护筒底口和不同地层交接处附近，采用低挡慢速、小进尺钻进，防止扩孔、塌孔和偏斜孔，每小时进尺不大于0.5m。从标段地质报告分析，上部粘土层和层以上土层可用正循环钻进，下部含砾粉细砂层则采用反循环施工。钻孔过程中，及时填写钻孔施工记录，交接班时由当班钻机班长交待接班钻机班长钻进情况及下一班应注意事项。钻孔作业分班连续进行；经常对钻孔泥浆进行试验，不合要求时，及时调整；随时捞取渣样，检查土层是否有变化，当土层变化时及时报监理工程师并记入记录表中，且与地质剖面图核对。水中基桩

40、钻孔施工由于受潮水涨落影响，注意保证孔内泥浆面任何时候均应高于海水面1.5m2m以上。在高潮期、大风浪期施工时，派专人定期测量河床面，当河床冲刷严重时，及时采取抛填砂袋或石笼的办法进行冲刷防护，以确保钢管桩、钢护筒有足够的入床深度和钻孔平台的整体稳定及安全。因故停止钻进，孔口加护盖。严禁钻头留在孔内，以防埋钻。2 钻孔故障及处理方法2（1）坍孔，其表征是孔内水位突然下降又回升，孔口冒细密水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。坍孔多由泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成。应查明坍孔位置后进行处理，坍孔不严重时，可回填土到坍孔位以上，并采取改善泥浆性能、加高水

41、头、深埋护筒等措施，继续钻进；坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填，无上述土类时可采用粘质土并掺入58%的水泥砂浆，应等待数日方可采取改善措施后重钻。坍孔部位不深时，可采取深埋护筒法，将护筒填土夯实,重新钻孔.（2）钻孔偏斜、弯曲，常由地质松软不均、岩面倾斜、钻架位移、安装未平或遇探头石等原因造成。一般可在偏斜处吊住钻锤反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时，应回填粘质土到偏斜处顶面，待沉淀密实后重新钻孔。（3）扩孔与缩孔，扩孔多系孔壁小坍塌或钻锤摆动过大造成，应针对原因采取防治措施。钻锤缩孔常因地层中含遇水能膨胀的软塑土或泥质页岩造成；钻锤磨损过甚，亦能使孔径稍小。前者应采用失水率小的

42、优质泥浆护壁，后者应及时焊补钻锤。缩孔已发生时，可用钻锤上下反复扫孔，扩大孔径。（4）钻孔漏浆，遇护筒内水头不能保持时，宜采取护筒周围回填土夯筑密实、增加护筒沉埋深度、适当减少护筒内水头高度、增加泥浆相对密度和粘度、倒入粘土使钻锤慢速转动、增加孔壁粘质土层厚度等措施，用冲击法钻孔时，可填入片石、卵石，反复冲击，增加护壁。（5）梅花孔（或十字孔），常由冲击钻锤的自动转向装置失灵、泥浆相对密度和粘度太大、冲程太小等原因造成。应针对上述原因采取改善措施。已发生的梅花孔，应采用片石或卵石土掺粘质土混合回填孔内，重新冲击钻孔。（6）糊钻、埋钻，多系正循环（含潜水钻机）回转钻进时，遇软塑粘质土层，泥浆相对

43、密度和粘度过大，进尺快、钻渣量大，钻杆内径过小，出浆口堵塞而造成。应改善泥浆性能，对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算，并控制适当进尺。若已严重糊钻，应停钻提出钻锤，清除钻渣。冲击钻锤糊钻时，应减小冲程，降低泥浆相对密度和粘度，并在粘土层回填部分砂类土和砾类土。遇到坍方或其他原因造成埋钻时，应使用空气吸泥机吸走埋锤的泥砂，提出钻锤。（7）卡钻常发生在冲击钻孔时，多因先形成了梅花孔，或钻锤磨损未及时焊补、钻孔直径变小，而新钻锤又过大，冲锤倾倒，遇到探头石，或孔内掉入物件卡住等。卡钻后不宜强提，可用小锤冲击或用冲、吸的方法将钻锤周围的钻渣松动后再提出。（8）掉落钻物宜迅速用打捞叉、钩

44、、绳套等工具打捞。若落体已被泥沙埋住时，宜按前述各条，先清泥沙，使打捞工具能接触落体后打捞。（9）在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或无其他防护设施的钻孔中处理故障。当必须下入护筒或其他防护设施的钻孔时，应在检查孔内无有害气体，并备齐防毒、防溺、防坍埋等安全措施后方可进行。技术要求：泥浆相对密度（桩孔顶、中、底取样的平均值）：1.031.10；泥浆粘度（桩孔顶、中、底取样的平均值）：1720s；含砂率（桩孔顶、中、底取样的平均值）：2%；孔底沉淀厚度：20cm；胶体率（桩孔顶、中、底取样的平均值）：98%。钻孔到位后采用长为46倍的桩径、直径等于桩径的检孔器进行孔深、孔径和垂直度等的检测，

45、经监理工程师验收合格签认后，开始进行首次清孔。首次清孔采用钻机气举法自行换浆清孔，即用新拌泥浆置换孔内高浓度泥浆，使孔内泥浆比重、粘度、含沙率等指标满足灌注水下混凝土需要。钢筋笼安装到位后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行二次导管清孔，二次清孔采用水下砼灌注的刚性导管配5.0cm直径无缝钢管为高压管，通过20m3/min空压机输送压缩空气气举法排出孔底高浓度泥浆，冲散沉淀层，使之呈悬浮状态后立即开始水下砼施工。技术要求：钢筋连接符合技术规范要求；砼保护层垫块抗压强度大于30Mpa；砼保护层垫块尺寸：0+5mm；钢筋骨架底面高程：-5cm+5cm。

46、副通航孔桥基础钻孔灌注桩钢筋笼均采用在陆地钢筋棚分节绑扎成型，用驳船运输至施工现场，导向架配合履带吊拼接下放钢筋笼入孔的方法施工，详见钢筋笼安放及布设混凝土导管施工图。在钢筋笼的接长、安放过程中，始终保持骨架垂直；钢筋笼主筋间采用等强滚扎直螺纹连接或对焊连接，每节接长保证顺直度满足要求，接头牢固可靠，同一断面接头数量不超过总根数的二分之一。钢筋笼接好后严格检查接头质量，并边下沉边割掉笼内十字撑。钢筋笼每下放一节均要将声测管内注满淡水，以平衡管内外水压力，防止泥渣进入管内 起吊最后一节钢筋笼前再次检测孔内沉淀厚度；若沉淀较厚，第一次钢筋笼只能下放至沉淀顶面以上1m处，待二清将孔底沉淀冲散后，再次

47、下放钢筋笼至设计标高，然后固定钢筋笼，密封声测管顶口。砼灌注导管采用内径298型卡口管，按公路桥涵施工技术规范要求，在砼灌注前进行水密承压和接头抗拉试验、长度测量标码等工作，并经监理工程师检查合格后下放导管。在灌注砼前再次检查孔底沉渣厚度，如不满足要求，则利用导管进行二次清孔直至合格。导管底口至桩孔底端的间距控制在0.250.4m左右，首批砼储料斗设计容积为：满足导管初次埋置深度大于26m。海水环境下施工钻孔灌注桩有其特殊性，除使用淡水泥浆循环外，为确保钻孔灌注桩施工质量，防止钢筋锈蚀，采用高抗渗砼，掺硅灰、粉煤灰、矿渣等超细矿物掺合料，并与适当的外加剂相结合，最大限度地提高砼的密实性；为满足

48、水下混凝土灌注需要，水下混凝土坍落度宜控制在1822cm，初凝时间大于15小时。混凝土供应能力大于72m3h左右。桩基施工采用拌和船拌和、灌注，见水下混凝土灌注示意图。1水下混凝土灌注注意事项：钢筋笼安放完成，二次清孔结束后应及时灌注桩基水下砼，中间间隔时间不可太长。按23倍浇筑桩身砼体积备齐砂、石、水泥、外加剂等原材料，当钻孔灌注桩成孔时间较集中时供料船应及时做好供料准备。加强现场管理，及时校正混凝土搅拌站计量系统，严格控制搅拌时间。砼必须有良好和易性，现场坍落度控制在1822cm，并及时检测。雨后灌注水下混凝土时，应实测粗细骨料含水率，并根据测试结果及时调整混凝土配合比，确保混凝土拌合质量

49、满足要求。灌注混凝土必须连续作业，一气呵成，避免任何原因的中断灌注，因此混凝土的搅拌和运输设备应满足连续作业的要求，孔内混凝土上升到接近钢筋笼架底处时应防止钢筋笼被混凝土拱起。混凝土导管使用前必须进行水密及气密试验，确保其有良好的密封性。灌注砼时，导管底端距离孔底0.250.4m左右。首盘混凝土灌入量不少于12m3，保证砼导管埋入砼中具有足够的深度。砼灌注过程中，注意保持孔内的静压水头不少于2.0m，同时注意及时测量砼面的高度及上升速度 ，埋管深度控制在26m，严禁将导管提离砼面，浇灌中适当上下活动导管，活动范围控制在0.51.0m间。严格控制拔管和埋管深度，设专人测量砼面深度，做到先测后拆，

50、密切观察灌注情况。灌注到桩顶时，完好的砼面应高出设计桩顶不小于1.0m。做好每根桩水下混凝土灌注记录和砼施工值班记录。2 灌注中发生的故障及处理方法2 1、初灌导管进水 首批混凝土拌和物下落后，导管进水，应将已灌注的拌和物用吸泥机（可用导管作吸泥机）全部吸出，再针对进水的原因，改正操作工艺或增加首批拌和物储量，重新灌注。2、中期导管进水 多在提升导管且底口超出已灌混凝土拌和物表面时发生。遇到该种故障时，可依次将导管拔出，用吸泥机或潜水泥浆泵将原灌混凝土拌和物表面的沉淀土全部吸出，将装有底塞的导管压重插入原混凝土拌和物表面下2.5m深处，然后在无水导管中继续灌注，将导管提升0.5m，继续灌注的拌