荆州长江公路大桥大直径大吨位基桩实桩试验的研究.pdfVIP

III结构分析及试验研究 荆州长江公路大桥大直径大吨位基桩实桩试验研究 经德良胡小庄 宋继宏 曹传林付克俭 湖北省交通厅 摘要本文介绍了荆州长江公路大桥大直径大吨位基桩实桩试验研究中，施工工艺及静载 试验等方面所取得的重大技术突破，以及试桩成果在优化设计中的血用。 关髓词斜拉桥基桩静载试验技术突破成果瘦用 一、刖 暑 世界上第一座斜拉桥——瑞典的stmsmd桥建成之后的柏余年来，世界范围内兴建斜 拉桥的热潮方兴未艾。我国从l卯5年以来，也先后建成了大型斜拉桥40余座。斜拉桥在桥 梁界如此受人欢迎的原因在于其在大跨度桥梁的经济性、技术可行性和安全性等方面都有着 较大的优势。 荆州长江公路大桥的北汉通航孔桥即为跨径500m的预应力混凝土(Pc)斜拉桥，在跨 度上仅次于挪威的哑日m目1IIdet桥，位居亚洲第一，世界第二。翔州长江公路大桥位于湖北省 荆州市．是2a7国道上跨越长江的一座特大型桥梁，是国家和湖北省“九五”期间重点工程 项目。桥位处地质条件十分复杂：地表出露为第四系松散堆积层，其岩性为一套由粗到细的 河湖沉积物；上部为粘性土或砂性土；中下部为砂砾土、卵石土及角砾土等，总厚度近 130m：下伏基岩为第三系杂色泥岩、砂岩。基岩埋置深且承载能力低。如此大跨径加上如 此复杂、恶劣的地质条件，基础形式的选择就显得尤其重要而且具有相当大的难度。湖北省 交通规划设计院在设计中以确保桥梁结构安全、降低工程造价、提高经济效益为前提，并借 鉴了其他特大桥的基础形式选择经验，针对本桥的技术特点及桥位处的地质情况进行综合分 析后，决定采用深孔、大直径、大吨位的钻孔灌注桩(摩擦桩)作为此桥的基础。 但由于单凭常规的地质钻探资料难以准确取用设计参数及推定桩基承载力，加之桥址处 地层属难以进行钻孔桩施工的类型，为确保大桥设计的安全可靠性、验证施工的可行性，省 交通厅和大桥建设指挥部决定进行深孔大直径大吨位钻孔灌注桩的实桩试验研究。试桩为 ÷1．5m，长80lⅡl的钻孔灌注桩，反力设施为两根忆．0m锚桩加钢筋混凝土反力梁。根据设计 单位要求，试桩竖向加载吨位达33000kN，试桩钻孔施工穿透本桥工程桩所经过的所有土 层．穿过的砂砾石层厚度达50m以上。 虽然随着工程建设的蓬勃发展，钻孔灌注桩基础的设计方法、施工工艺及静载试验手段 673 均得到了很大的发展，但是进行如此深孔、大直径、大吨位的基桩实桩试验，在国内还是第 一次，不仅具有非常大的施工难度，并且需要在试验技术手段和方法上采取一系列的技术突 破措施。首先，在桩基的钻孔施工中，如何选择合理的钻机及钻头类型，如何防止高透水性 的砂卵石层及松散堆积层中钻孔内的水和泥浆的渗漏现象，以及如何避免在砂层出现垮孔事 故等，都将给桩基础的钻孔施工带来新的难题。另外，国内的基桩静载试验吨位还远未达到 33000kN的水平，因此，本项目必须采取一些高科技的手段和方法来解决在以往的试验中常 出现的诸如反力梁与锚桩间容易开裂、成孔质量难以保证等在本桥试验中将显得更为突出的 技术难点。要取得实桩试验研究的成功必须在施工工艺、试验技术和方法、分析手段等诸多 方面取得实质性的技术突破。 本项试验研究的目的在于： (1)确定大桥深基础的合理施工工艺、设备、流程和方法，为以后基础大规模施工提供 经验； (2)通过实桩试验，对特大吨位试桩静载试验方法和非破坏试验中确定极限荷载的分析 方法进行研究； (3)测定桥位处粘土、砂土、卵石土、卵石层等各种地层的有关参数，为设计上合理决 定基础形式和选定合理的设计参数提供依据； (4)通过基桩工艺试验、静载试验和非破损质量检测，为以后施工质量检测选择合理的 {，；{，2；{；l▲I?{{：Ej 检测方法提供依据。 二、荆州长江公路大桥深孔大直径基桩施工工艺研究 经过国内外许多施工单位的实践与摸索，已总结出了一套比较完整的钻孔灌注桩的基本 施工工艺，但是荆州长江公路大桥的地质情况十分复杂与恶劣，在此进行深孔、大直径的钻 孔桩施工要穿过深度达50m以上的透水性强、粒径大的砂卵石层，很容易出现因水