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水中墩桩基础施工施工方案（常熟1标望虞河大桥）主墩桩基础施工采用钻孔工作平台的施工方案，左右两幅一共有4个主墩，每个主墩共有桩基8根。按照施工总体安排，左右两幅分别施工，即先进行半副钻孔平台的搭设，桩基施工完毕，拆除平台用于另半幅钻孔施工。按照这一思路，桩基钻孔一共采用4台QZ-200型钻机，按泵吸反循环成孔方式施工，每个平台投入两台钻机施钻。（1）钻孔平台构造钻孔平台采用φ1.0m钢管桩、六四军梁、型钢组拼而成，钢管桩每个平台10根，横桥向分布2排，每排5根，横桥向桩间距均为3m，纵桥向桩间距离（即排间距）为8m。钢管桩顶设横桥向2I40型钢分配梁2道，其上设纵桥向六四军梁承重梁5道（每道承重梁均由2排六四军梁用套管螺栓联结组成），承重梁上横桥向按1.0m间距(与六四军梁节点对应)放置I25a型钢分配梁（遇到桩位后断开布置）,平台顶用5cm厚木板铺设。为确保平台安全施工，在平台周边布设1.20m高钢制防护栏和施工人员上下平台钢制人梯。动力电缆线沿平台外侧悬挂布设。考虑到平台施工的安全性及望虞河洪水位的影响，钢管桩顶高程确定为+3.5m(设计水为+3.26m),平台顶面高程确定为+5.5m。钻孔平台详细布置如下页图所示。2工400望虞河大桥主墩钻孔平台布置图3m8m3m3m3m3m12m河床线六四军梁钢护筒800六四军梁桩顶分配梁水流方向桥轴线太仓江阴（2）钻孔平台钢管桩沉打钻孔平台钢管桩支撑着平台、钻机静载和钻孔动载及其它施工荷载，按单面摩擦桩计算其桩贯入河床深度，并考虑河床冲刷影响，确定桩底高程为-13.0m，钢管桩打入河床深度为8m。A、根据桩基工程量，拟投入的主要机械设备如下：序号名称型号数量备注1浮箱中-601导向架为固接式开口导向架，即导向架外侧面开口，用φ10cm钢棒作销接杆封闭或开启导向架,可降低钢管桩吊装高度,利于完成沉桩后退出。2驳船23水上吊车船（简易浮吊）25T1(台)4箱式变压器400KW1(台)5沉桩机90kw1(台)6沉桩机150kw1(台)7电焊机30KVA2(台)8导向架□1.0×1.0×5m1(个)B、劳动力安排现场施工实施三班工作制，平台施工安排现场工程师2人，质检人员2人，工班长2人，测量4人，安检人员1人，技工10人，普通工人20人。C、钢管桩沉打钢管桩沉打顺序自河心侧至岸侧逐排完成。钢管桩的沉打施工是在由中-60浮箱和25T履带吊组合而成的水上吊车船上进行,水上吊车船在测量人员的协助下，由设置在岸边的地笼和卷扬机牵引到预定位置，然后抛锚将其固定，通过船头导向架用振动沉桩机将钢管桩沉打就位。钢管桩的沉打如下图所示。桥轴线岸侧河心侧平面图立面图钢管桩插打示意图钢管桩导向架水流方向覆带吊车钻孔平台钢管桩分2节（节长为8m和8.5m）现场吊拼焊接。对接缝处加劲板沿桩体圆周四等分分布4块□30×10×1cm钢板加固，实施满焊。钢管桩沉打采用岸侧箱式变压器供电，满足沉桩和焊接需求。钢管桩定位：在导向架上设置棱镜，用全站仪测量放样。将第一节钢管桩吊入导向架后固定，振动下沉第一节后，吊装第二节对接。在沉桩过程中对桩顶和桩帽连接螺栓进行观察确保紧固，每次振动以不超过5分钟控制。钢管桩对接完成后，在桩顶设置数根可调节缆风钢索，在振动下沉中起到纠偏作用。钢管桩平面位置控制偏差为±5cm，斜率控制偏差为1%。振动沉桩一次连续完成。钢管桩沉入河床深度未达到设计高程时，采用150KW沉桩机补打到位。（3）钻孔平台上部构造搭设根据钻孔平台结构从下至上搭设，利用水上吊车船的25T履带吊车直接吊装上部型钢分配梁及六四军梁钢桁架承重梁结构。桁梁先在栈桥上连接成设计所需要的长度，然后整体吊装。平台顶层的型钢和木板随后吊装并通过人工辅助就位，形成完整的平台施工平面。（4）钢护筒下沉施工A、钢护筒入土深度及顶面高程确定根据《初步设计》所给地质资料知，河床上部分布厚约1.0m的亚粘土层,中间分布6m左右的粉砂层，再往下为较厚的（亚）粘土层分布，因为河床上部粘土层太薄，且容易被冲涮，为保证钻孔的安全性，钢护筒必须穿过首层粘土及中间分布的粉砂层，打入下层粘土层2m以上，根据这一原则，护筒打入河床深度确定为9.5m，护筒底面高程按-14.0m控制，护筒顶面高程为+5.5m，控制洪期钻孔水头高于子堤标高2m以上。B、钢护筒加工钢护筒:直径φ=1.50m，壁厚δ=12mm，长19.5m，护筒内壁贴焊纵横加劲肋板（材料与护筒相同），肋间距为150cm×150cm格构，板宽10cm，护筒共分4节加工，其中3节为5.0m，1节为4.5m。护筒刃脚处布设□471×30×0.6cm加强圈。钢护筒拟在施工设置的加工厂内加工，卷板机卷板，在胎架上成型，接缝及肋板焊接均采用手工焊，接缝采用双面满焊，肋板采用间断角焊缝。使用时，护筒通过驳船运到施工现场。C、钢护筒振动下沉设备根据钢护筒的工程数量，每个主墩拟投入150kw沉拔桩机1台、箱式变压器1台、30KVA电焊机2台。D、钢护筒导向架钢护筒导向架用2[32型槽钢在平台下设置。导向架在定位安装前先在平台上施工放样，并测量引至井字架底部安装部位校核安装。E、钢护筒沉打施工护筒采用分节对接振动下沉，对接缝采用破口对接满焊方式，接缝处按圆周八等分焊固加强联接钢板（8块□30×10×1.2cm）。将护筒一、二、三、四节先后吊入导向架内临时固定，完成对接后进行振动下沉。对钢护筒在振动下沉过程中，在护筒顶以下1m至1.5m处设置内部支撑防止振动夹头使护筒产生径向塑性变形，一次振动时限控制在5分钟内。F、钢护筒纠偏及控制钢护筒在沉打过程中，因水流冲刷或操作不当常会引起偏位，所以采用在导向架上设立四个千斤顶刚性纠偏点，实施护筒纠偏亦采用相同方式实施。护筒平面控制偏移不大于5cm，斜率不大于1%H。（5）钻孔施工A、钻机选型主墩桩基直径均为φ1.2m，桩长为65m，又根据招标文件所提供地质资料知桩基穿过地层主要为粘土、亚粘土、粉砂、细砂等。根据这些基本资料，成孔方式采用泵吸反循环成孔，钻机型号选取乾安机械厂生产的QZ-200钻机，该钻机技术参数如下表所示。钻孔方式钻孔直径（cm）钻孔深度（m）钻盘扭矩（kN．M）钻盘转速（r/min）泵吸反循环40~1502003020,40,60钻杆内径（mm）驱动动力功率（kw）质量（kg）外形尺寸（m）生产厂家1475595006.5×3.0×10.8乾安机械厂B、桩基施工进度安排按照施工总体进度安排，4个主墩桩基施工安排在2001年8月1日~2001年12月30日，共计151天，此工期安排包括钻孔平台的搭设及拆除（占用约60天时间），实际钻孔时间为71天。主墩共计桩基32根。桩长约65m。按照以往经验，每台钻机完成一根长约65m桩的钻孔约需4~5日，再加上清孔、下放钢筋笼、灌注砼及移钻机等工序一共约需5~6日。考虑到施工中不定因素的影响，本合同段工程的成桩速度按每7日1根桩考虑。按照此速度，每台钻机在计划时间71天内共将完成约10根桩，所以应安排钻机数量为：32/10=3个，实际投入4台钻机施工，可保证在71天内完成所有桩基施工任务。C、钻机安装就位钻孔平台搭设完毕，水中钢护筒精确插打就位后，将钻机用驳船运至墩位，直接用水上吊车船上的QUY25履带吊吊至预定桩位实施拼装就位。钻机安装就绪后，首先调平钻机钻盘并根据护筒放样中心，调整钻机钻盘中心，精确对位直至两心同轴。将钻头吊入护筒内，并提高距孔底约30cm，将真空泵內加足清水关紧出水控制阀和沉淀室放水阀使管路封闭，打开真空管路阀门，使气流通畅，然后启动真空泵抽出管路内的气体，产生副压，把水引到吸泥泵，通过沉淀室的观察窗看到吸泥泵充满水时，关闭真空泵，立即启动吸泥泵。当吸泥泵出口真空压力达到2公斤/厘米2以上压力时，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，从而形成反循环后，启动钻机开始钻进。因为桩位处地下水丰富，且很大深度范围内为较易坍孔的细砂层、粉砂层，所以，钻机采用低档慢速钻进，以减少对细砂层、粉砂层的搅动，同时根据实际情况加大泥浆比重，并提高水头，以加强护壁，防止坍孔发生。D、泥浆制备及循环系统钻孔泥浆在平台上制备，制配泥浆采用膨润土或塑性指数不小于15的粘土。泥浆通过泥浆管道自动流入孔内，经过泵吸反循环携渣吸出，通过网筛过滤沉淀后进入泥浆循环池重新循环使用。E、泥浆制备主要性能指标及泥浆制备泥浆的质量直接与钻孔质量密切相关，为确保泥浆质量，在泥浆中掺入聚丙烯酰胺（PHP）絮凝剂或纯碱等外掺剂改善泥浆性能。泥浆的配方在正式开钻前经过试验试配确定，其主要技术性能指标如下：相对密度：1.06～1.10；粘度:18～28S；含砂率:≤4%；胶体率:≥95%；失水量:≤20ml/30min；酸碱度(PH值):8～10；静切力:1～2.5Pa；制浆采用机械搅拌制备，按施工配合比将水注入搅拌机内。开始搅拌，逐步加入优质泥浆搅拌成浆。打开出浆门使浆经泥浆船泵送流入泥浆循环池，每平台上设置泥浆拌和站1个，供给钻孔使用。泥浆制备在开钻前完成各开钻孔的泥浆拌和并注入孔中，随时至少储备500m3泥浆供给补浆及损耗。每个平台的泥浆储备通过8根护筒周转循环。F、泥浆净化及钻渣处理泥浆的沉淀采用重力沉淀法，即将携渣泥浆引入已成桩或计划后期开钻的护筒内沉淀，将浮浆抽出，输入泥浆循环池。已沉淀在护筒内的钻渣，用吊车抓斗抓出装上运渣船，在有关部门指定地点卸船处理。G、泥浆循环系统泥浆循环系统由泥浆池、沉淀池、泥浆泵、进出泥浆槽等组成，在钻孔平台上设置一套，供两台钻机使用。泥浆循环由泥浆池自流入孔，通过钻机钻杆泵吸携渣孔道吸出进入过滤网，沉淀池，再由泥浆泵输入泥浆池，以此循环自始至终。H、清孔桩底到达设计标高以后，钻机停止进尺，进行清孔。方法为：将吸泥泵持续吸渣5~15分钟，使孔底钻渣清除干净。I、吊放钢筋笼按图纸要求放样制作钢筋笼，在监理工程师验收合格后下放；为了吊装方便，钢筋笼现场分节制作，用水上吊车船下放时再依次接长。接长时采用单面焊，焊条采用5字头焊条，并且焊接人员全部持证上岗，以保证焊接质量。为保证钢筋笼不变形，采用二点起吊的方法起吊，下放时保持轴线竖直，最后一节钢筋笼下放到位后，用4根钢筋把钢筋笼接长固定于护筒上，钢筋笼底面高程控制在50mm以内。J、灌注水下混凝土灌注前，控测孔底泥浆沉淀厚度，如大于规范要求，进行二次清孔，直到符合要求。桩基混凝土标号为C25，配合比设计初凝时间大于14h，坍落度为18cm~20cm。为保证混凝土的流动性，每一罐车浇灌前均由试验人员测其坍落度。桩基混凝土采用刚性导管法灌注，导管直径Φ273mm，导管顶端接上0.5m长的阀门管和高1.5m、容积为1m3的漏斗，漏斗上方设置储料斗，导管提前进行水密、承压和接头抗拉试验，保证导管安全可靠。混凝土由拌合场内的拌合站拌制，由砼搅拌运输车轮流运送到岸边砼卧泵旁，由卧泵通过临时浮箱通道直接把混凝土泵送到储料斗内，由储料斗放入漏斗内进行灌注。浇灌混凝土时准备一台空压机，以防万一。首批砼的方量满足导管的初次埋深（1m）和填充导管底部间隙，按7~8m3控制。首批砼灌注完成后，吊开储料斗（储料斗容量大于8m3），混凝土由砼卧泵直接泵送到漏斗内进行灌注。灌注过程中，经常测量孔内混凝土顶面的高程，及时调整导管底与混凝土表面的相应位置，并始终严密监视，保证导管埋深不大于6m并不小于2m。混凝土浇灌一次完成，桩顶灌注标高比原设计提高1m，待浇筑承台时再凿去桩头到设计标高。钻孔作业应连续操作不中途无故停钻，严格交接班责任制度，认真细致地作好施工原始记录。准确地反映钻进进尺和地质层次的地质属性，定时对钻孔泥浆进行比重、粘度检测，定期检查钻头磨损情况，必要时进行修补或更换。钻孔过程中采用减压钻进，以确保成孔的垂直度。根据不同的地层选择不同的转速和钻进压力；根据不同的钻进速度选择适宜的进风量，钻孔出渣过程中时刻注意孔内水头损失，及时补浆以免水头压力降低对孔壁的安全带来不利影响。在整个钻孔过程中要始终保持孔内水头不小于2m，孔径不小于设计值，倾斜率不大于1%H。钻头提升或下放应保