桥梁钻孔桩基深水接桩方法探讨.doc

桥梁钻孔桩基深水接桩施工 王约发1 曾雅敏2 彭爱红3 (1、南建线监理代表处 南丰 344500) (2、3江西省公路桥梁工程局 南昌 330006) 摘 要：本文介绍南建线A合同段南丰大桥在流沙地质河床，水位深，砂层厚度大，易产生涌 砂现象的情况下，采用圆形钢护筒围护，外围采用砂袋围堰，深水注浆固砂方法阻止渗水涌砂， 进行接桩处理的方法。 关键词：桥梁工程；钢护筒围护；河床水下注浆；基桩接长施工 0 前 言 南丰大桥位于南丰县城郊区，是南建线战备公路（南丰——建宁公路）跨越盱江河的一座特大桥，桥长547.2m。大桥上部构造为18×30m预应力砼连续组合箱梁，下部结构为双柱式桥墩配钻孔灌注桩，桩直径为1.8m，柱直径为1.6m。2#～3#墩处河床，覆盖层为5.2m，全为流沙。水深3m。 大桥2#～6#墩的桩顶原设计标高为80.669m，设计变更后取消横系梁为1.4m，桩顶标高变为84.069m，需接长3.4m。接桩施工时水位标高84.9m。 1 钻孔桩接桩方案及设计 在河道水位有3m深，砂层有5.2m厚的情况下，经探讨后，决定采用圆形钢护筒围护，钢护筒外围采用砂袋围堰，深水注浆固砂封底。待注浆砼形成强度后，将钢护筒内水抽干，凿除桩头松散砼，焊接接桩钢筋，立内模，浇筑接桩砼，待钻孔桩砼达到设计强度进行墩柱施工。 1.1方案的技术可行性 水泥浆的密度比水大，通过注浆方法将水泥浆置换护筒内砂层的水，使水泥浆滞留在砂层内。在钢护筒内水位与河道水位相平时，底部砂层没有水压差，不会产生渗流和涌砂。钢护筒内表面水在注浆后没有被挠动，护筒底部不产生涌砂和渗水，水泥浆在这种情况下就不会被稀释降低浓度。经过一定时间后，砂与水泥浆凝结产生强度，与钢护筒和钻孔桩身形成整体，从而达到阻止涌砂和渗水的效果。 1.2围水设施各项参数确定与设计 1.2.1围堰尺寸及图形 利用钻孔桩施工砂袋围堰加固加高，围堰与圆形钢护筒之间各留有1.5m的操作宽度。围堰完成以后，再往围堰里填满砂。2#墩（两根钻孔桩）围堰见图1： 10.2m 砂袋围堰 6m 6m 6m 7.2m 图1 钢护筒 1.2.2圆形钢护筒直径D的确定 圆形钢护筒直径应比钻孔灌注桩直径大，且每侧应留有注浆工作宽度，以便于施工人员进行底部注浆封底施工操作；再则考虑护筒下沉时会产生偏移、倾斜的可能性，故每侧应至少有0.6m左右宽度。圆形钢护筒直径即为钻孔灌注桩直径加上两侧0.6m的宽度即为3.0m直径。 1.2.3圆形钢护筒长度L的确定 圆形钢护筒的筒顶应高出砂袋围堰顶面一定距离，以避免河水冲进护筒内部，影响桩基钢筋接长和砼浇筑的后续工作施工。由于护筒长度越大，造价越高，决定采用0.3m作为护筒顶面高出水面高度。 圆形钢护筒的筒底应比原设计桩顶标高低，以使桩身与注浆砼固结形成整体，在凿除钻孔灌注桩松散砼时不会凿穿后再次出现涌砂，决定采用0.4m。 圆形钢护筒长度的计算为河床水位标高84.9m减去原设计桩顶标高80.67m，再加上0.3m的安全高度和0.4m的粘结高度，共5.0m长度。 1.2.4圆形钢护筒壁厚t 钢护筒采用低碳钢A3钢，根据经验，承受3m的水压力采用壁厚1.5cm足够。 1.2.5圆形钢护筒自重W 钢护筒长度L采用5m，直径D为3m，壁厚t为1.5cm。钢密度ρ一般为7.8g/cm3。所以该护筒自重： W=ρ(пD)tL=7.8×103×3.14×3×0.015×5=5.51×103kg=6 t 2.3注浆位置及深度p的确定 在钢护筒内钻孔桩的桩头松散砼凿开后，钢护筒 在钢护筒内钻孔桩的桩头松散砼凿开后，钢护筒底部注浆砼重力最小，水压力不变，此时为最不利情形。假定注浆砼与护筒及钻孔灌注桩的摩阻力影响忽略不计（偏安全考虑），在注浆砼的自重与水的压力相等时，水才不会冲破注浆砼而涌入钢护筒内。 取定护筒底为注浆砼底部 ，F浮为水压力，W砼为注浆砼重力。设注浆砼厚为pm，S砼为注浆砼底部面积(即钢护筒面积扣除钻孔桩面积)见图2： 3m 钢护筒 4.7m 凿 桩 p 钻孔桩 注浆砼 3m 图2 由此可知 ，取注浆深度p为2m厚能够满足要求（从护筒顶面往下3m即为注浆顶部）；注浆的平面范围周边以超过护筒外围0.5m为标准，即直径为4m的平面面积范围。注浆采用水灰比为0.4的