王 飞，吴丽君

(1.江西上饶市交通运输局;2.江西省现代路桥工程总公司)

1 水文、地质条件

信江大桥10－21 号桥墩均为水中基础。其中14 号主桥墩共有20 根桩(见图1)，桩顶标高为－ 8.2 m，桩底标高为44.4 m。河水水深6 m。从上到下地质情况为:2.5 m 厚低塑性粘土，3 m 厚淤质带土砂，6 m 厚夹砂软质粘土，2.5 m厚淤质带土砂，6.5 m 厚低塑性粘土，13 m 厚夹砾石淤质带土砂，4 m 厚夹砾石粉质粘土，2.5 m 厚砾石层和6 m 厚泥岩和砂岩。桥址区历年最高水位为+7 84 m，历年最低水位为－ 0.9 m，多年平均汛期为6 ～10月份。

图1 桥墩平面平台

2 施工机具配备

用于17 号桥墩施工的桩机2 台，1 台为KP2000 型钻机，l 台为GPS－20 型钻机。钻头采用洛阳久九技术开发公司生产0.2 m 的钻头刮刀和滚刀钻头。由于本工程持力层为砂岩，因此滚刀钻头采用12 英寸系列的硬质合金楔齿滚刀。空压机(20 m3/min)1 台;50 t 吊车1 台;500I 驳船1 艘;每台钻机配备砂石泵1 台，泥浆船1 艘，泥浆泵若干。

3 固定工作平台的设计和施工

3.1 固定工作平台的设计

18 号桥墩桩施工平台采用钢管桩固定工作平台。18 号桥墩承台的尺寸为19 m×24 m，考虑以后钢板桩围堰施工，确定平台平面尺寸为21 m×26 m。平台用26 根Φ325 mm、壁厚10 mm 的钢管作为支撑。钢管桩设计长度为32 m，底部进入砂加砾石层。

平面上布置2 台钻机，每台钻机及其附属设施约10 t。平台自重约100t。考虑到其它荷载和影响因素，平台设计荷载为250 t。钢管底部用钢板封闭，计算钢管的端承力和摩擦力，共约690 t，平台承载力安全系数为2.76。为增加整体刚度，平台共设2 层支撑。下层顶面标高为+3 m，上层顶面标高为+5 m。选取荷载的最不利位置，进行平台单根杆件的稳定性验算，结果均满足要求。

钻机座落于平台表面铺设的500 mm 工字钢上。为减少振动和增加摩擦，在工字钢上铺垫20 cm 厚枕木。因此平台有效工作标高+5.7 m，比有关部门禁止通航的三级警戒水位+5.5 m 高出20 cm。

3.2 固定工作平台的施工

主要施工机具有50 t 的履带吊，500 t 的驳船和60 kW的振动锤。工作平台的钢管桩施工按照先河中、后河边，先两侧、后中间的顺序进行。为便于施工，钢管桩的封底设在距底部1/3 处。为确保承载力，如果钢管桩插打过程中无法达到设计长度，在60 kW 振动锤作用下，钢管进尺irmn 小于1 cm 作为停止插打的标准。

3.3 桩施工平台的通道

人员、小型机械和材料将通过栈桥运输，大型机械和材料通过驳船转运。栈桥采用双排钢板桩支撑，如图2 所示。

图2 栈桥立面

4 灌注桩施工技术

4.1 施工流程

桩施工流程为:安装护筒→配置泥浆→成孔→清孔，下钢筋笼→下导管→二次清孔→浇注混凝土。桩施工的顺序采用跳打法，按照图l 所示的顺序结合现场的实际情况进行施工。

4.2 护筒安装

护筒采用钢护筒，直径2.2 m、壁厚8 mm。最初设计护筒长17 m，穿过首层砂层约3 m。施工过程中，根据现场的实际情况，将护筒增加到23 m，达到第2 层砂层。

护筒设计成8.5 m 和6 m 2 种标准节以便于加工。护筒标准节用法兰连接。为保证钢护筒安装的垂直度和准确性，采用工字钢导轨法，即在护筒外壁两边对称焊接U 形钢板;根据桩位，在平台上下两层间焊接工字钢作为护筒导轨。U 形钢板的开口比焊接在平台上用来作导轨的工字钢的翼缘板宽2 cm。安装护筒时，U 形定位钢板沿工字钢导轨下落并被顺次拆除。然后用振动锤将护筒打入到设计位置后，拆除导轨。护筒导轨如图3 所示。

图3 护筒导轨平立面

4.3 泥浆配置

为保证孔壁的稳定，达到最好的护壁效果，施工中采用人造泥浆和在砂砾石层投放粘土相结合的办法配置泥浆。泥浆的现场质量控制要求为:密度＜1.2 g/cm3(泥浆比重计);稠度30 ～90 s(Marsh 稠度计);pH 值9.5 ～12(pH 试纸);抗剪强度1.4 ～10 N/m2(剪力计)。对膨润土的质量要求为:筛余量1%;含水量15%;液限440%;Marsh 稠度比40%;24 h 沉淀量2%;标准析水量18 mL;标准土饼厚度2.5 mm。为保证钻进中的泥浆护壁功能，在砂层和砾石层钻进的泥浆密度较上述质量控制要求要高。但是必须严格保证清孔时泥浆符合上述要求。合理的泥浆配置是保证成孔质量的重要因素。

4.4 钻进成孔

在钻进成孔的初期即上部土层和砂土层采用正循环钻进，当到达砾石夹土砂层后采用反循环钻进。

钻进成7L 时严格控制桩孔垂直度，以避免二次扩孔造成桩径过大;同时在钻进过程和每次接钻杆提钻时仔细观察成孔情况。在软粘土层出现缩径现象和在砾石层出现卡钻现象时，必须反复扫孔，确保孔径不小于设计要求。

钻进成孔时严格控制泥浆的稠度。在粘土层和土层钻进时应当根据泥浆的稠度适当注入清水以降低稠度;在砂层和砾石层适量投入粘土以增加稠度。既要避免糊钻，叉要避免塌孔。

当在砾石层出现钻进进尺较慢的时候，可首先用1 m 的小钻头钻进到设计标高，然后用2 m 钻头复钻扩孔。此措施可以提高效率1 倍以上。

钻进的过程中应当合理控制泥浆的上返速度。上返速度过快，将会冲刷破坏泥皮护壁，造成塌孔;上返速度过慢，将会减弱排渣能力，降低工效。通常钻秆内流速控制在2 ～3.5 m/s 为宜。

4.5 钢筋笼的制作和安装

钢筋笼采用固定平台制作，通过十字交叉筋对吊装主筋进行加固。转运时，双吊车起吊或单吊车主钩副钩同时起吊，以避免钢筋笼因为吊装而变形。主筋必须采用双人对焊，确保钢筋笼接长后的垂直度。

4.6 清孔

采用二次清孔工艺。第1 次清孔是在终孔时清孔，在钻进到设计深度以后，将钻头上提20 ～50 cm，维护钻具正常回转，泥浆正常循环20 ～30 min。第2 次清孔是在导管安装完毕后，根据孔底沉渣的多少采用泵吸或者气举的方法清孔。孔底沉渣不得超过10 cm 厚。

4.7 混凝土浇注

由于桩身混凝土不具备振捣条件，主要靠混凝土的自重压密和混凝土的流动成型，所以必须控制好配合比，初灌量、导管埋深和浇注速度等参数以确保混凝土的质量。

(1)配合比本工程按照混凝土圆柱体抗压强度290 kg/cm2，初凝时间大于8 h，坍落度为18±2 cm 的标准配置。施工配合比为:水:水泥:砂:碎石:外加剂(Pozzolith 减水缓凝剂)= 190 kg:420 kg:756.5 kg:998.1 kg:1.64 L。

(2)初灌量由于桩直径较大，首批混凝土按照初灌高度2 m 计算应当为6.3 m3。施工时综合考虑吊车和料斗自身的刚度，决定特制6 m3料斗，以确保初灌后形成混凝土的泥浆隔断保护层。

(3)浇注速度和埋管深度浇注混凝土的过程中严格控制浇注速度和埋管深度。浇注速度通常为3 ～8 m/h，埋管深度严格控制在2 ～8 m 之内。每次拔管之前，准确测量已浇注混凝土的表面高度，严禁出现将导管底部拔如混凝土的事故。

5 四点建议

(1)护筒采用法兰连接有利于降低成本，但应当避免其进入河床。

(2)安装钢筋笼之前，须用直径略大、附带重物的短节钢筋笼检查成孔质量。避免在钢筋笼下放时出现卡笼现象。

(3)泥浆的水头必须经过计算，不能无限制地提高泥浆对孔壁的侧压力，保持孔壁的侧压平衡。

(4)水中作业程序复杂，应当严格管理，科学施工，否则很小的疏漏将造成严重的后果。