大橋的建設(shè)往往非常考驗(yàn)一個(gè)工程的施工的精細(xì)程度，今天小編就以某跨江大橋?yàn)槔齺?lái)和大家聊聊，跨江大橋中的大直徑鉆孔樁是如何施工的吧！
一、工程概況
xx至xx跨江通道xx跨江大橋全長(zhǎng)10.137km，主要由（南北）陸地區(qū)引橋、（南北）水中區(qū)引橋和主航道橋組成。
為盡量減少對(duì)錢(qián)塘江河床斷面的阻隔，水中區(qū)引橋下部結(jié)構(gòu)均采用單樁獨(dú)柱構(gòu)造，即樁柱直接對(duì)接，不設(shè)承臺(tái)過(guò)渡。
水中區(qū)引橋共設(shè)150根φ3.8ｍ大直徑超深鉆孔樁基礎(chǔ)。其中南岸水中區(qū)引橋（第ⅱ合同段）由我局中標(biāo)承建，含有20根φ3.8ｍ大直徑超深鉆孔樁。
南岸水中區(qū)引橋全長(zhǎng)1030m，上部結(jié)構(gòu)為三聯(lián)連續(xù)剛構(gòu)梁
橋跨布置為（7×70m）+（70m+120m+70m）+（4×70m）
1.1 、φ3.8m鉆孔樁設(shè)計(jì)情況
南岸水中區(qū)引橋范圍墩號(hào)為n1#~n6#墩、n11#~n14#墩，下部結(jié)構(gòu)采用單樁獨(dú)柱結(jié)構(gòu)型式，樁基為直徑φ3.8m的鉆孔灌注樁，每墩2根，共20根樁。
1.2、水文、地質(zhì)條件
1）水文條件：橋址區(qū)潮流為不規(guī)則半日淺海潮，漲潮流大于落潮流。根據(jù)短期觀測(cè)資料，平均高潮位4.02m，平均潮差6.44m。 07年9月實(shí)測(cè)垂線最大流速6.65m/s。橋位河床底質(zhì)顆粒較細(xì)，起動(dòng)流速低，易沖易淤，河床變化劇烈。經(jīng)實(shí)測(cè)，樁位處河床面已由詳勘時(shí)的0.0m沖刷至-10m，對(duì)鉆孔平臺(tái)設(shè)置有較大影響。
2）地質(zhì)條件：橋址區(qū)地層上部為較厚的第四紀(jì)松散沉積物，下伏泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖風(fēng)化層。典型地層分布自上往下為粉土、粉砂、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土夾砂、粉質(zhì)粘土、中細(xì)砂、圓礫石。
1.3、施工特點(diǎn)及難點(diǎn)
1）樁基鋼護(hù)筒長(zhǎng)度45.0m，內(nèi)徑φ4.1m，外形尺寸大，重量超過(guò)130t，對(duì)運(yùn)輸及起重設(shè)備性能要求較高；就位精度控制平面偏差5cm、垂直度1/200，對(duì)下沉工藝要求極高。
2）直徑大，最大孔深達(dá)118m，樁尖入礫砂巖超過(guò)10m，且需穿越厚20m以上的膠結(jié)狀卵礫石層，對(duì)鉆機(jī)系統(tǒng)性能要求極高。
3）樁基施工均為水上作業(yè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況適宜采用鋼平臺(tái)工藝，由于鉆機(jī)荷載很大，而水文條件惡劣，鉆孔平臺(tái)的設(shè)計(jì)及施工控制點(diǎn)較多。
4）樁基采用海工高性能混凝土，技術(shù)要求高，單樁方量達(dá)1250 m3，對(duì)混凝土生產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)灌注工藝要求較高。
5）現(xiàn)場(chǎng)交通須通過(guò)棧橋，點(diǎn)多線長(zhǎng)，受相鄰標(biāo)段施工干擾大，對(duì)施工組織要求極高。
二、主要施工技術(shù)方案
2.1、施工技術(shù)方案簡(jiǎn)述
1）鉆孔平臺(tái)施工：設(shè)置結(jié)構(gòu)強(qiáng)大的鋼平臺(tái)，平臺(tái)搭設(shè)依托棧橋采用釣魚(yú)法施工。
2）鋼護(hù)筒施工：考慮外形尺寸較大，運(yùn)輸不便，采用現(xiàn)場(chǎng)加工；沉放采用大型振動(dòng)錘及履帶吊施工，由于護(hù)筒超長(zhǎng)超重，采用分節(jié)沉放、現(xiàn)場(chǎng)接長(zhǎng)工藝。
3）成孔施工：選用大功率、大扭矩液壓動(dòng)力頭回轉(zhuǎn)鉆機(jī)，氣舉反循環(huán)工藝成孔。
4）鋼筋籠施工：采用長(zhǎng)線臺(tái)座法加工，分節(jié)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，履帶吊安裝接長(zhǎng)。
5）混凝土施工：選用額定生產(chǎn)能力360m3/h的攪拌系統(tǒng)供料，輸送車(chē)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，泵送入倉(cāng)，單導(dǎo)管灌注。
2.2、鉆孔平臺(tái)設(shè)計(jì)施工
1）平臺(tái)設(shè)計(jì)
由于橋位區(qū)水文條件極其惡劣，設(shè)計(jì)抗風(fēng)能力、抗流力、抗波浪力的大直徑、高樁施工鋼平臺(tái)很有必要。
考慮施工方便，平臺(tái)頂標(biāo)選擇與施工棧橋一致，即+10m。
平臺(tái)上考慮1臺(tái)鉆機(jī)作業(yè)；考慮鋼護(hù)筒下沉、鋼筋龍安裝、混凝土灌注設(shè)備布置；預(yù)留1臺(tái)125t.m固定式塔吊基礎(chǔ)；考慮布置施工人員的臨時(shí)辦公與休息設(shè)施。
鉆孔平臺(tái)樁基采用ф1200×12的鋼管,樁間平聯(lián)采用ф800×10的鋼管，斜撐采用ф600×8的鋼管；樁頂橫梁采用2hn900×300作，其上擱置梁采用hm588×300，分配梁采用i22b，面板采用10mm鋼板。
2）平臺(tái)施工
依托施工棧橋采用釣魚(yú)法搭設(shè)鉆孔平臺(tái)；
沉樁設(shè)置導(dǎo)向架，振動(dòng)錘選用dz120型，起重設(shè)備選用100t履帶吊；
沉樁安排在平潮時(shí)段施工，并及時(shí)焊安平聯(lián)管及上部梁系。
2.3、鋼護(hù)筒施工
1）鋼護(hù)筒設(shè)計(jì)
鋼護(hù)筒頂標(biāo)高與平臺(tái)一致，頂標(biāo)高+10m,底標(biāo)高設(shè)計(jì)-35m，總長(zhǎng)度45m，內(nèi)徑4.10m，外徑為4.164m。下部12m范圍壁厚為32mm，采用q345c鋼，其余壁厚為27mm，采用q235c鋼。
綜合考慮運(yùn)輸及起吊工藝，鋼護(hù)筒分2節(jié)進(jìn)行沉放：底節(jié)長(zhǎng)度23.0m，重約71.5t（含加勁箍）；頂節(jié)長(zhǎng)度22.0m，重約60.6t。
2）鋼護(hù)筒加工
由于鋼護(hù)筒外形尺寸過(guò)于龐大，公路運(yùn)輸通行困難，而水運(yùn)則存在安全風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)綜合比選，鋼護(hù)筒采用在后場(chǎng)專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)廠房加工，焊縫采用直焊縫。
為減少鋼護(hù)筒在運(yùn)輸和吊裝過(guò)程中的局部變形，在鋼護(hù)筒兩端吊點(diǎn)位置及中間設(shè)置米字形內(nèi)撐，采用工10型鋼。
為確保鋼護(hù)筒下沉過(guò)程中刃腳不變形，在護(hù)筒底部設(shè)置2道δ20mm的加勁箍，間距為1倍樁徑，每道加勁箍寬度為50cm。
3）鋼護(hù)筒運(yùn)輸
鋼護(hù)筒采用平板車(chē)運(yùn)輸，為了確保運(yùn)輸途中鋼護(hù)筒的穩(wěn)固，車(chē)上設(shè)置圓弧形底托，并用鋼絲繩固定。
運(yùn)輸至平臺(tái)途中設(shè)專人負(fù)責(zé)指揮，并先行清障。
4）鋼護(hù)筒沉放
采用200t履帶吊吊安鋼護(hù)筒，并在護(hù)筒豎立過(guò)程中輔以100t汽車(chē)吊抬吊。
通過(guò)對(duì)樁位處地層分析計(jì)算，選用2臺(tái)ice v360液壓振動(dòng)錘施沉鋼護(hù)筒。
為了保證鋼護(hù)筒就位準(zhǔn)確，設(shè)置整體式雙層導(dǎo)向架，上下限位輪間距7m，導(dǎo)向架安裝在鉆孔平臺(tái)上，每次下沉護(hù)筒前，由測(cè)量人員精確放樣定位，并與平臺(tái)焊接固定；護(hù)筒下沉過(guò)程中，測(cè)量人員通過(guò)儀器全過(guò)程監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)偏位及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)指揮人員糾正。
鋼護(hù)筒現(xiàn)場(chǎng)頻接采用二氧化碳保護(hù)焊，焊接完成后經(jīng)超聲波檢測(cè)合格后，方可下沉。
護(hù)筒上端措施部分材質(zhì)和壁厚與永久護(hù)筒上端相同，沉設(shè)是可靠可行的，同時(shí)作為墩柱施工的擋水結(jié)構(gòu)，完全滿足其施工要求。護(hù)筒底口加勁箍設(shè)置方法，通過(guò)鉆孔過(guò)程驗(yàn)證，應(yīng)是合適的，護(hù)筒底口無(wú)卷邊及變形情況。
鋼護(hù)筒沉放采用高頻液壓振動(dòng)錘，較適應(yīng)本工程地質(zhì)分布，最大激振力已經(jīng)達(dá)到了5600kn 。
2.4、成孔施工
1）鉆機(jī)選型
根據(jù)本工程特點(diǎn)，選擇性能優(yōu)越的大型動(dòng)力頭鉆機(jī)：kty-4000型鉆機(jī)2臺(tái)、zdz-4000型鉆機(jī)1臺(tái)、kt-5000型1臺(tái)鉆機(jī)。
為適應(yīng)不同土層，每臺(tái)鉆機(jī)配置1個(gè)加強(qiáng)型刮刀鉆頭和1個(gè)滾刀鉆頭，配套直徑大于400mm高強(qiáng)度鉆桿及配重塊。
配置足夠容量的供氣系統(tǒng)及泥漿凈化系統(tǒng)，每臺(tái)鉆機(jī)配備空壓機(jī)應(yīng)不小于20m3/min。
2）工藝平面布置
為了減少對(duì)棧橋的影響，合理進(jìn)行工藝布置，充分利用平臺(tái)空間。
鉆機(jī)及泥漿選環(huán)系統(tǒng)靠平臺(tái)一側(cè)安放；鉆頭鉆桿堆放區(qū)置于平臺(tái)下游，遠(yuǎn)離棧橋；平臺(tái)中間預(yù)留履帶吊作業(yè)通道；靠近棧橋區(qū)域做為材料倒運(yùn)及混凝土灌注設(shè)備駐位。
3）鉆進(jìn)成孔
采用淡水泥漿，優(yōu)質(zhì)觸變泥漿土造漿，并添加純堿和纖維素對(duì)泥漿性能進(jìn)行調(diào)整，新攪拌泥漿指標(biāo)要求為粘度＞22s，ph值＞9。
根據(jù)不同的地層選用不同的鉆進(jìn)參數(shù)，在淤泥質(zhì)粘土層用小鉆壓、控制進(jìn)尺；在粉質(zhì)粘土和粘土層用中等鉆壓，控制進(jìn)尺；在圓礫層、風(fēng)化基巖中采用高鉆壓減壓鉆進(jìn)工藝。
終孔后，將鉆頭提至離孔底一定高度處，空轉(zhuǎn)清孔。當(dāng)泥漿性能及沉淀厚度滿足規(guī)定要求后，停止清孔。拆除鉆具，移走鉆機(jī)，鉆孔施工結(jié)束。必要時(shí)進(jìn)行二次清孔，采用混凝土灌注導(dǎo)管及特制風(fēng)管進(jìn)行反循環(huán)方法。
3）鉆進(jìn)成孔
由于地層復(fù)雜，部分土層膠結(jié)嚴(yán)重，所需鉆壓及扭矩較大，在各地層交界面上需要謹(jǐn)慎從嚴(yán)控制，確保孔壁的穩(wěn)定和垂直度不超限；
不同土層選用合適鉆頭，覆蓋層采用加強(qiáng)型刮刀鉆頭，到基巖換用滾刀鉆頭。部分孔根據(jù)實(shí)際情況，未采用滾刀鉆，而是利用刮刀鉆一次到位；
在砂層和卵石層鉆進(jìn)過(guò)程中，出渣量大，夾雜大粒徑卵石，出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。后續(xù)在相同地層中鉆進(jìn)，調(diào)整了泥漿性能指標(biāo)并提高泥漿循環(huán)除渣效率；
加強(qiáng)型刮刀鉆合金鉆齒焊接需要牢靠，每孔間隙修整一次，確保鉆進(jìn)效果；
鉆機(jī)的維修保養(yǎng)需要跟進(jìn)加強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)增配維修人員及易損件，盡量減少非鉆進(jìn)時(shí)間，提高施工工效。
4）典型樁孔鉆進(jìn)參數(shù)一覽表
5）成孔檢測(cè)
2.5、鋼筋籠施工
1）鋼筋籠加工
鋼筋籠在后場(chǎng)進(jìn)行加工，采用長(zhǎng)線臺(tái)座法工藝。
鋼筋籠標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)12m，共9節(jié)，采用12m定尺鋼筋，以減少接頭數(shù)量 。
主筋接頭采用鐓粗直螺紋連接器。鋼筋籠按加工順序編號(hào)，以方便施工時(shí)鋼筋籠對(duì)接。
鋼筋籠采用型鋼加強(qiáng)箍，每隔2m設(shè)置一道，加勁箍設(shè)六邊形內(nèi)支撐，以保證鋼筋籠節(jié)段在存放及吊裝時(shí)的剛度。
單節(jié)鋼筋籠頂部設(shè)2層吊環(huán)（每層4個(gè)），一層用于起吊一層用于樁孔內(nèi)臨時(shí)固定；底部設(shè)1層2個(gè)吊環(huán)，用于抬吊翻身。
鋼筋籠采用長(zhǎng)線臺(tái)座法加工，質(zhì)量易控制，對(duì)接精度能保證。
采用12m定尺鋼筋，分節(jié)相對(duì)較少，對(duì)提高下沉工效較有利。
加勁箍采用型鋼，剛度大，有利于保證鋼筋籠定形。前期采用角鋼，彎制難度大，費(fèi)工耗時(shí)，質(zhì)量也不易保證，后改為槽鋼，施工效果較好。
2）鋼筋籠運(yùn)輸安裝
鋼筋籠采用平板車(chē)分節(jié)運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。
鋼筋籠采用200t履帶吊需要時(shí)輔以汽車(chē)吊。u按編號(hào)順序分節(jié)吊裝入孔，并用連接器連接接長(zhǎng)。
由于鋼筋籠設(shè)計(jì)頂標(biāo)為-3m，距護(hù)筒頂有13m，需設(shè)置工具籠，以固定鋼筋籠。
工具籠長(zhǎng)度13米，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，對(duì)接不方便；鋼筋籠上口保護(hù)層22.5cm，導(dǎo)致吊籠掛鉤下面吊筋易彎曲變形。后對(duì)工具籠進(jìn)行了改進(jìn)，主要是部分取消了加強(qiáng)箍，吊筋可分開(kāi)連接，施工安全性及操作性得以較大改善。
2.6、混凝土灌注
樁基為c30海工高性能混凝土，為保證混凝土質(zhì)量，優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，采用雙摻技術(shù)，在滿足強(qiáng)度及耐久性要求同時(shí)具備良好的施工性能。
混凝土原材料按相關(guān)要求進(jìn)場(chǎng)檢測(cè)合格后投入使用，砂石料均采取遮陽(yáng)棚進(jìn)行遮蓋。
混凝土由設(shè)在后場(chǎng)的3臺(tái)120m3/h混凝土拌合站進(jìn)行生產(chǎn)，采用10輛8m3混凝土罐車(chē)運(yùn)輸混凝土至施工現(xiàn)場(chǎng)，布置3臺(tái)80或105型泵車(chē)進(jìn)行灌注。
混凝土灌注采用單導(dǎo)管，管徑400mm，單節(jié)長(zhǎng)度3m，快速接頭。首封和正常灌注均采用30m3大料斗集中供料，確?；炷帘盟筒婚g斷，另設(shè)容積為2m3小料斗與導(dǎo)管連接。封孔采用提板砍球法。
考慮樁徑很大，為確?；炷撩婢鶆蛏仙?，正常灌注階段，導(dǎo)管埋深按3-8m進(jìn)行控制，測(cè)深測(cè)點(diǎn)布置4處。
整個(gè)灌注階段對(duì)施工棧橋進(jìn)行交通管制。
混凝土配合比的設(shè)計(jì)是能滿足施工需要的，強(qiáng)度、耐久性及施工性能均較好。φ3.8m鉆孔樁采用單導(dǎo)管進(jìn)行混凝土灌注是可行的，通過(guò)在灌注過(guò)程中對(duì)混凝土面的監(jiān)測(cè)，4點(diǎn)高差均小于50cm。
由于樁徑較大，樁頭處理工程量巨大，達(dá)13.2m3/m。混凝土灌注完畢后，須及時(shí)進(jìn)行樁頂浮漿及超灌混凝土的清理，避免樁頭混凝土凝固后的鑿除難度。
三、現(xiàn)場(chǎng)施工情況
3.1、成樁工效分析
通過(guò)20根樁基的施工過(guò)程來(lái)看，總體實(shí)施過(guò)程比較順利，經(jīng)業(yè)主委托的第三方檢測(cè)，均為ⅰ類(lèi)樁?？梢?jiàn)施工技術(shù)方案、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)確定，關(guān)鍵施工設(shè)備選擇、混凝土配合比設(shè)計(jì)及總體施工工藝是合適、可行的。
鋼筋籠下放與混凝土灌注工效分析
由于鋼筋籠較長(zhǎng)，達(dá)110多米，接頭數(shù)量龐大，沉放歷時(shí)長(zhǎng)，首根樁達(dá)到了28小時(shí)，后采取了一系列措施，施工效率有所提高，基本能控制在20小時(shí)以內(nèi)。
混凝土灌注時(shí)間基本在12小時(shí)左右，灌注強(qiáng)度110m3/h，設(shè)備配置能滿足施工修要。攪拌站效率發(fā)揮110/360=31%；混凝土輸送車(chē)110/10=11m3/h，每小時(shí)運(yùn)送1.5車(chē)不到；泵車(chē)效率110/265=41%。
3.2、一點(diǎn)施工體會(huì)
大直徑超長(zhǎng)鉆孔灌注（單）樁基礎(chǔ)，在國(guó)內(nèi)外建橋史上尚屬首例，是今后橋梁建設(shè)的一個(gè)趨勢(shì)，必將對(duì)鉆孔灌注樁的樁徑和樁長(zhǎng)提出更高的要求。由于該工藝其施工組織難度和成孔成樁風(fēng)險(xiǎn)顯著增加，在對(duì)河床斷面壓縮率不作要求的情況下宜謹(jǐn)慎選用。
（1）在強(qiáng)涌潮水域施工，對(duì)工況條件的選擇至關(guān)重要。建議仔細(xì)研究，慎重選取合理的控制參數(shù)，規(guī)避極端工況條件，確保安全的前提下最大可能的優(yōu)化施工措施結(jié)構(gòu)；
（2）大直徑鋼護(hù)筒制作及運(yùn)輸難度較大，應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)選取合適工藝，在確保質(zhì)量的前提下，以達(dá)到減小投入提高進(jìn)度的目的；
（3）大直徑鋼護(hù)筒由于徑厚比較大，振沉過(guò)程中極易變形，需要專題研究，確保理論指導(dǎo)實(shí)踐；
（4）對(duì)鉆機(jī)的扭矩和鉆深要求極高，成孔周期長(zhǎng)，孔壁穩(wěn)定性難以保證；
（5）對(duì)混凝土的灌注系統(tǒng)和灌注工藝要求極高，連續(xù)灌注強(qiáng)度大，施工組織難度大。