桩基础护筒 水中裸岩桩基础钢护筒埋设工法
时间：2019-04-18 03:13:47 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号： 1前言 广梧高速公路封开西江大桥位于广梧高速公路封开连接线起点位置，横跨广东西江，此处枯水季最大水深12m，且由于江面较窄，水流很急，流速达到2.3m/s。18#、19#墩位于江中水深最大位置，且偏于冲刷岸一侧，基本没有覆盖层，且由于近年来多次在此处此处进行炸礁，导致此处河床岩面凹凸不平。在这种深水、裸岩且岩面凹凸不平的环境下进行桩基础的施工，极易造成护筒脚穿孔，进而形成往桩孔内涌沙或从孔内向外漏浆。施工期间，总结出的“水中裸岩桩基础钢护筒埋设工法”的使用，确保了位于广梧高速公路封开西江大桥计划关键线路上的18#、19#墩桩基础施工的顺利完成，为保证总体工期打下了良好的基础，并且桩基础完成质量良好，被评为广梧高速公路河口至平台段样板工程。
2工法特点
2.0.1经济合理：就地取材、优化工序，以最少的机械材料、最简单的施工方法，节省施工成本，提高工作效率。且过程中采用的机械设备均为常规施工所用的机械设备，不需要单独增加施工成本。
2.0.2简单易行：采用常规的施工方法进行合理组合，施工过程简单易行，对现场工人进行一些简单的技术交底，即可顺利完成施工。
2.0.3安全可靠：施工全部在安全设施完善的平台上进行，不需要进行人工水下摸查等危险操作，大大保证了施工人员的安全。
2.0.4文明环保：处理材料大部分采用就地取材，基本不会对河水造成额外的污染。
3适用范围
本工法适用于水深较深、水流较急、河床面没有覆盖层或覆盖层较浅、岩面凹凸不平条件下的冲击成孔灌注桩施工。也适用于有覆盖层，但护筒脚容易穿孔的桩基础施工。
4工艺原理
4.0.1针对无覆盖层、岩面不平的情况，采用填筑沙袋形成人工覆盖层，初步解决护筒内外的联通。
4.0.2为保证护筒脚的密封牢固，初步密封之后，在护筒内冲孔并套入小护筒后以高强砂浆固结，形成牢固的人工岩石，将内套小护筒与岩层严密固结在一起，确保施工过程中护筒脚的密封。
5施工工艺
5.1操作要点
5.1.1制造人工覆盖层
1）施工准备：确定平台至河床面的高差H，准备好相应长度的钢丝绳。钢丝绳长度L=2H+3m。量好护筒直径D和长度L，并着手开始加工冲锤和护筒。冲锤直径要求改装至D-10cm，新加工的小护筒直径要求D-10cm，长度L+1.8m。
2）搭设护筒口平台：在护筒口四周与平台之间的空位铺设木板，形成堆放沙包的简易平台。
3）铺设打包安全网：在护筒四周的简易平台上平铺安全网，要将安全网用铁线连起来，在护筒四周形成环形（见图5.2.1-1）。要求两张安全网接缝处每50cm绑一个点，确保安全网之间连接牢固。
图5.2.1-1工平台
4）装填沙包：在进行平台上准备工作同时可以同步进行填装沙包，沙包的填装量一般为沙袋容量的三分之二，以便堆砌之时可以更紧凑。另外袋口一定要绑扎牢固。
5）堆砌沙包并打包：围着护筒将沙包放在安全网内，围城内外两层，上下三层，并以安全网将沙袋包裹。沙袋相互之间要紧挨，上下两层之间的堆缝要错开，以保证堆砌效果。
6）提起沙包：以吊机将安全网包裹的沙袋稍微提起，沙袋提起高度5~10cm，且要尽量避免网底超出护筒口，若超出护筒口则四周要用绳索拉住，防止沙袋聚成一团。
7）抽掉沙包下木板：抽出沙袋下的木板并检查护筒口四周是否有东西阻碍沙袋下放。
8）下放沙包：顺着护筒将提起的安全网下放，直至河床面。然后将每条钢丝绳从吊钩上解掉一端，以吊机将钢丝绳抽出。
9）测量深度：测出下放好的沙包顶面距护筒口的高度，计算出已填筑高度。
10）填筑至1m高：重复以上步骤，填3~5层，形成1m左右的人工覆盖层（见图5.2.1-2）。
图5.2.1-2覆盖层形成
5.1.2护筒内套护筒砂浆固结
1）冲孔至1.5m深：在孔外形成人工覆盖层后，开始冲孔工作，以改装好的冲锤进行冲孔，冲至护筒脚下去约1.5m（见图5.2.2-1）。然后提出冲锤。冲孔过程中每冲进约30cm，则用空压机将孔内钻渣吹出，以加快冲孔进度。
图5.2.2-1首次冲孔
2）套入护筒：将加工好的小护筒插入孔内，要求小护筒的护筒脚要低于外面大护筒的护筒脚最少1m。
3）检查护筒是否到底：通过检查护筒的顶面标高确定护筒是否放至孔底。
4）回填片石：若套入护筒的下放深度达不到要求，则需要回填后进行补冲，或者将小护筒最下一节略微改小，但最小直径不能小于桩径d+10cm。直至最终将护筒下放至预定的深度。
5）护筒提起1m高：确认将护筒插至孔底后，将护筒提起1.0m高，提起时要注意保持护筒垂直。
6）灌注高强砂浆：护筒提起1m后，以灌注水下混凝土的方法在孔内灌注1.0m~1.5m厚的高标号砂浆或以小粒径碎石搅拌的砼
7）将护筒放到底：灌注好砂浆后，将护筒放下，插至孔底或预定的深度（见图5.2.2-2）。
5.2.2-2护筒脚固结完成示意图
8）待强：待强2至3天，至砂浆或砼强度基本达到设计强度。
9）正常冲孔：砂浆或砼强度达到设计强度后，按照常规的钻孔灌注桩施工方法进行施工。
6使用的机械材料
该工法在广梧高速公路封开西江大桥实际施工过程实际应用中所使用的材料、机械如下：
6.1主要使用的材料
表6.1-1
6.2主要使用的机械
表6.2-1
7质量控制
7.1严格执行质量管理制度
7.1.1以项目班子为龙头，各施工班组为基础，成立完善的质量管理小组，对于各关键工序，质量小组组长、副组长必须现场监督落实。
7.1.2在施工过程中严格执行三检制度，每道工序均要经过细致严格的验收，才能进行下一道工序，确保每一道工序的施工质量。
7.1.3做好详细的三级技术交底，严格按照方案制定的措施进行施工，若需变动的，需经质量管理小组讨论后，才能决定。
7.1.4在施工过程中不断总结，每出现一个问题，均要进行认真研究讨论，确定合理的处理方案。
7.2主要质量控制要点
7.2.1护筒定位要准确，轴线偏差不超过5cm，确保桩基定位准确。
7.2.2下放的护筒要确保将垂直度控制在1%以内。
7.2.3钢护筒的制作要严格检查焊缝，确保焊缝牢固、严密。
7.2.4严格控制钢护筒的圆度，并在存放和运输过程中避免钢护筒被挤压变形，影响桩基施工。
8 应用实例
广梧高速公路封开西江大桥位于广梧高速公路封开连接线起点位置，横跨G321国道和广东西江上游，是连接粤西山区贫困县封开与珠三角经济发达地区的枢纽性工程。在封开西江大桥桩基础施工过程中，遇到了各种各样的困难，其中深水裸岩条件下的桩基础施工是其中最具代表性的一种。
封开西江大桥18#、19#墩是深水裸岩的代表性区域，经过本工法的应用实践，使护筒内外相互结合，将填筑人工覆盖层与内套护筒相互结合起来，即可以不需要进行大方量填筑，避免淤塞河道，又以砂浆固结护筒脚，形成良好的护筒脚嵌固，便捷、快速、经济地完成了桩基础施工，有效的保证了施工时间，为在洪水到来之前完成主墩下部构造施工打下了良好的基础，也就为保证全桥的工期打下了良好的基础。并且完成的桩基质量受到业主与监理的好评，被评为广梧高速公路河口至平台段样板工程。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
