深水桩基础施工组织设计

库区深水桩基础水中钻孔平台施工要点

作者：张建朝 来源：《中国交通建设监理》 时间：2012-9-18

安( 康) 毛（坝）川（陕川界）高速公路是国高网包茂线陕西境的一段，该项目从安康流水开始经紫阳至芭蕉，一直沿安康赢湖库区展线，其中跨越赢湖库区采用桩基础设计方案的连续钢构桥梁共8 座，沿库区岸边展线采用桩基础设计方案的纵向桥5 座，总长约8.6km 。

安康赢湖水库是一个集调洪、蓄水发电一体化的水利工程，沿库区在这一高低水位淹没区间的桩基础都需按深水桩基础组织施工，由于施工时受洪水、通航、库区岸边高水位淹没、低水位露出等影响，为排除施工干扰、精确定位，必须在桩位设置钢护筒下沉定位、实施桩基础钻孔、水下混凝土灌注作业的临时水上施工作业平台。由于桥梁深水桩基础施工的特殊环境，水上施工平台方案的合理性和施工质量成为整个桥梁的工期控制和建造成本最关键的影响因素。

确定水上施工平台方案

水上施工平台结构形式的选定紫阳汉江特大桥是安毛川高速公路上的一座特大型桥梁，主桥采用95m +170m +170m +95m 跨径双薄壁高墩、连续刚构结构，基础为整体式群桩深水基础，为嵌岩桩，桩长49m ，桩径φ2.0m ，共24 根。

经过对桩位处地质钻探， 地质层为淤泥层289.5m ～277.5m ；砂卵石层277.5m ～ 271.6m ；强风化辉绿岩271.6m ～271.1m ；271.1m 以下为弱风化辉绿岩，主墩处水深25m ～ 40m，水面宽约320m ，河床断面形式呈“V”型。

根据地质资料，由于钢护筒能够进入河床一定的深度，平台的稳定性、沉降和变形能够保证成桩的质量和安全，经过比选，选择以钻孔灌注桩的钢护筒为施工平台的主要受力结构，少量钢管桩为辅助受力结构和定位设施的施工平台，水中平台分为堆料区和钻孔区，由φ920×15 钢管桩和φ2340×24 钢护筒为主承重构件，设置钢管平

联和型钢、贝雷分配梁。

施工平台标高的确定安康赢湖水库是一个集调洪、蓄水发电一体化的水电工程，最高蓄水发电水位（蓄水期）控制在329.37m 以下，持续时间为第一年10 月至来年的四月底，最低调洪水位（主汛期）控制在313.37m ～ 323.37m ，持续时间为当年的5 月至9 月。因汉江特大桥主墩共24 根桩基，施工持续时间长，为保证施工的连续性，确定采用329.5m （高于329.37m 的300 年一遇的最高洪水位）

作为施工平台标高，以保证钻孔不受水位起降影响，保证连续施工。

施工平台处河床的加固根据桩位处实际地质钻孔资料：主墩基础处于松散沙层和卵石层，在特大洪水时，在钢管桩和钢护筒处易形成严重的局部冲刷，导致埋深不够进而影响施工平台的稳定，加之整体式群桩在钻孔过程中极易发生流沙、坍塌，导致桩孔无法成孔，桩基无法施工。为保证平台汛期的稳定性和桩基施工进展顺利，在施工平台搭设完成后，首先对群桩基础处的沙层和卵石层等松散地层采用水泥、水玻璃双液浆进行注浆加固，加固范围为施做平台钢管桩内所有区域。待松散层固结后，再施工群桩。

水上施工平台主要工艺和质量控?/strong>?p> 要点主要施工工艺平台搭设施工工? 首先在加工场分节加工钢管桩及钢护筒，完成后运输至码头，通过平板船及驳船运送至主墩处；平台搭设先打设钢管桩，通过平联和剪刀撑连接成整体框架结构；

再打设钢护筒，安装平联和分配梁；最后进行平台面板安装。

浮吊拼装 浮吊分块运输至码头，利用25t 汽车吊现场拼装、调试；抛锚采用C20 混凝土，每个锚块重5t ～ 6t ，共4个；根据平台尺寸利用20t 浮吊进行抛锚，测量队控制抛锚坐标，锚通过φ21.5 钢丝绳固定在定位浮箱上。定位浮箱采用4个2.7m×9m 浮箱拼装成2.7×18m 两块，中间焊接型钢定位架，其上布置卷扬机4 台，通过调节

钢丝绳长度，进行浮箱准确定位。

钢管桩及钢护筒的插打 钢管桩及钢护筒均按照设计插打顺序依次进行；通过材料堆放区钢管桩的试桩插打，确定钢管桩及钢护筒的分节长度为10.8m / 节，在钢护筒两端各加焊加强圈80c m 。钢管桩位置通过前方交会法精确定位，通过浮箱抛锚定位，注意抛锚的距离和钢丝绳角度，并在浮箱上做好临时控制点。利用20t 浮吊将第一节钢管桩吊入导向架中，再次复核平面位置及导向架固定无误后，先依靠自重下沉，然后振动下沉，振动力随入土深度的增加由弱到强。接长焊缝采用45°坡口熔透对接焊，为确保焊接过程中钢管桩不发生位移，钢管桩接长全过程中导向架不得拆除，焊接4 个牛腿临时支撑在导向架上。

每打设完成两根钢管桩后，及时采用平联进行连接，形成框架结构。

钢护筒导向架采用型钢加工成“井”字架，上层安装在贝雷片承重梁上，下层安装在钢管桩牛腿上，对接时由上层承重。

利用插打完成的钢管桩分两层定位，高度6m 。测量精确控制，平面位置偏差小于2c m ，垂直度偏差小于1/200。钢护筒搭设利用42t 浮吊配备90 型振动锤插打，根据施工需要，增加临时钢管桩，现场沉放时接头采用45°坡口熔透焊，并在对接口沿周长焊接6 块20×40cm 钢板，四周满焊。

平台面板 堆料区平台利用20t 浮吊逐次完成主承重梁、下分配梁、上分配梁、面板的安装；钻孔平台区在堆料平台上布置25t 汽车吊进行材料的吊装，贝雷片及分配梁通过U 型卡固定，面板采用型钢格构架分块整体焊接安装。

施工质量控制要点钢管桩、钢护筒等钢结构构件应委托加工能力强、技术水平高的专业公司制造，钢结构材料和焊接材料均应有质保书和出场材质证明。所有焊缝均需进行外观检查、内部质量检验以及煤油渗透试验；所有焊缝不得有裂纹、未熔合、焊

瘤、夹渣、未填满及漏焊等缺陷。

钢护筒插打全过程检测垂直度、中心偏位，确保施工精度。

钢护筒定位导向架设置上下两道，安装时必须由全站仪定位，并固定牢固，护筒接长时不得拆除导向架。钢护筒架扁担梁起吊，护筒内侧加十字横撑，保护钢护筒不变形。

施工期必须加强水上平台安全管理，在平台迎航一侧设置首尾示警灯，严禁船只碰撞；在平台周边布置栏杆、安全网，配置足够数量的救生圈，尤其是护筒孔口必须严格覆盖，以确保施工人员人身安全。

紫阳汉江特大桥通过采用上述水上施工平台，深水桩基础安全顺利完成，总结安毛川项目全部深水桩基础的施工实践证明：

1. 由于库区有一定的沉淀淤积层，采用以钢护筒为主要受力结构的组合水上施工固定平台，能较好满足量大、密集、超长大直径桩基础施工要求。

2. 根据施工所处赢湖库区汛期洪水特征，对4 根及以上的群桩基础，最少应采用100 年一遇的328.5 洪水位标高作为施工平台标高，对于工期有明确要求的、在施工关键线路上的桩径在2.5m 以上的深水桩基础，也应至少采用100 年一遇的328.5 洪水位标高作为施工平台标高，才能保证施工的连续；其他深水桩基础应根据集中施工能力慎重选择库区调洪期较低水位作为平台标高，主要标准是能够保证施工的连续性。

3. 对施工平台处的淤积层应采用水泥水玻璃双液浆予以注浆固结，防止汛期洪水冲刷导致平台倾覆或倾斜，确保施工平台的安全和桩基础施工顺利。

4. 根据平台处的实际地质情况选择匹配吨位的浮吊和振动锤，配合插打钢管桩和钢护筒，是保证施工平台质量的关键。