宁德特大桥海上桩基施工技术

宁德特大桥海上桩基施工技术　周光举　（中铁十六局集团有限公司，北京１０００１８）　【摘要】　文章以成宁德漳湾至连江浦口高速公路宁德段宁德特大桥海上桩基施工为背景，系统阐述　了海上桩基施工遇到的一系列难于解决的问题及处理思路和解决办法，总结了海上桩基施工的工艺技术及　要点，对以后同类或类似条件施工有一定的借鉴作用。　【关键词】　宁德特大桥；　海上；桩基：施工技术　【中图分类号】Ｕ４４５．５５　１　【文献标志码】Ｂ　宁德特大桥跨越漳湾海水区域，潮水影响较大，地质情　ｍ控制，每个桥墩桩基施工设置施工平台与钢栈桥衔接，每　况复杂，未知因素影响多，施工条件困难，工期紧，时间急，桥　隔３００　ｍ设置一处加宽段方便施工车辆调头；桩基础采用钢　梁能否按期完成，保证高速公路按期开通，桩基施工成了最　护筒跟进穿越卵石地层护壁，冲击钻机成孔，导管法灌注水　关键因素。如何到达保质保量，按期完成海上桩基施工成了　下混凝土。桩基础定位采用在施工平台上定位，钢护筒埋设　重中之重，所以海上桩基施Ｔ技术成了最关键的技术问题。　采用导向架在施工平台上配合吊车下放，逐节焊接下放。淤　１工程概况　泥地层钢护筒采用振动锤振动下压埋设，卵石地层采用边钻　海西高速公路网沈海复线宁德漳湾至连江浦口高速公　孔边下压钢护筒护壁成孑Ｌ，钢护筒上口固定在施工平台上，　路宁德段路基土建Ｔ程Ａ３标段起点位于宁德市蕉城区飞鸾　以保住桩位准确和钢护筒稳固。在施工平台上用钢箱做泥　浆池，上加震动筛，将钻渣和泥浆分离，钻渣用汽车清运，泥　镇上村村的二都湾内（起点桩号为Ｋｌ９＋４４２）与Ａ２标段终　浆可循环使用。灌桩时泥浆用泥浆泵抽人泥浆池，再用混凝　点（Ｋ１９＋４４２）相接。设置宁德特大桥与温福铁路的宁德特　土罐车清运，以防止泥浆污染海滩。　大桥平行，路线位于宁德飞鸾阳光物流码头和原沈海高速公　钢便桥横断面见图ｌ，水中墩台施工作业平台见图２，施　路之间穿过，后跨原沈海高速公路飞鸾互通Ａ匝道、Ｅ匝道和　工实况见图３。　Ｆ　道　设飞脔复合互通与原沈海高速公路衔接，并接国道　（　ｌｏ４，经宁德市人民警察培训学校以东，路线终点位于宁德市　４桩基施工前的思考　蕉城飞鸾镇梅田村以南（桩号ＹＫ２４＋４４０、ＺＫ２４＋４４２．２９０）与　４．１　钢护筒是否需要穿越卵石地层　Ａ４标段起点（ＹＫ２４＋４４０、ＺＫ２４＋４４２．２９０）相接，本标段线　卵石地层主要考虑漏浆、塌孑Ｌ、埋钻问题。如果加大泥　路全长４．９９８　ｋｍ。　浆浓度，减小冲击钻机冲程，以达到减小振动，完全可以达到　其中宁德特大桥桥长２　５８０　Ｉｎ＇跨越漳湾海水区域，潮水　避免塌孑Ｌ、埋钻问题；漏浆问题可以在泥浆池备用泥浆或备　影响较大，高潮水位６～７　ｍ，低潮水位１～３　ｍ，潮差３～７　Ｉｌｌ。　用膨润土，一旦发现漏浆，可及时补充泥浆　所以，考虑将钢　地质情况从Ｉ：到下依次为淤泥地层２～１４１　ｎ　，卵石地层３—　护筒下口控制到卵石地层表面即可，这样施＿Ｔ即节约了钢护　３２２　ｍ，砂土状强风化化岗岩１０～１１１　ｍ，中风化花岗岩ｌ０～　简的用量，同时还加快了桩基成孑Ｌ速度。　ｌｌ３　ｍ，伞桥采用桩基础，桩基采用端承桩，持力层选在中风　４．２淤泥地层施工主要考虑的影响因素及应对措施　化花岗岩地层，桩长最长６３　ｉｎ。　淤泥地层施ｌＴ主要考虑吸锤、塌孑Ｌ、缩径、埋钻问题。对　２桩基施工的重难点　于吸锤问题，只需控制好钻机冲程，控制冲击锤进入淤泥的　深度就可解决。同时，一旦出现吸锤现象，马上用高压水冲　首先桩基地质情况难以完全掌握清楚，属于不可控因　洗冲击锤四周，同时晃动冲击锤上方的主钢丝绳，并猛然上　素，淤泥地层施丁容易出现吸锤、塌孔、缩径、埋钻等问题，卵　拉，重复几次可将冲击锤提ｍ淤泥。塌孑Ｌ、缩径和埋钻问题，　石地层施工容易出现漏浆、塌孔、埋钻等问题；其次潮汐对成　如果钢护简穿过淤泥地层，可完全避免。　孑Ｌ过程影响最为突…。当潮汐到来时，会造成钻孔的反向渗　４．３潮汐到来时的影响因素及应对措施　漏，当潮汐退后，钻孑Ｌ内泥浆面下降，漏失量增大，很易造成　潮汐到来时，会造成钻孑Ｌ的反向渗漏，当潮汐退去后，钻　塌孑Ｌ并埋钻．．　孔内泥浆面下降，漏失量增大，很易造成塌孑Ｌ并埋钻问题。　３施工方案　根据潮汐时水面高度，及时调整钢护筒内泥浆面高度，保持　根据现场情况，宁德特大桥外侧设置贯通运梁钢栈桥配　与潮汐时水面高度基本一致，平衡钢护筒内外压差，可避免　合施丁平台，钢栈桥设计荷载取载重３０　ｍ箱梁和５０　ｔ履带　吊同时行走，桥面净宽８　ｍ，桥面标高按照高出潮汐水位１．５　［定稿日期］２０１７一ｌ２—２５　２１６　四川建筑第３８卷１期２０１８．０２　·施工技术与测量技术·　一　’１　．　…　．　．一　一　…　…　……　…图　图　水｛Ｉ　（１１０…。　｛　一　—　『　ｌ止　＿¨　Ｌ　一　义　义／　　‘／　＼　Ｊ　Ｃ　（“）Ｉ）１１１１１１１ｉ，ｌ１＂ｉ¨　＼。　＼　图ｌ　锕他轿蟥晰而　…淤泥地层海滩滩涂，以力‘他观察试　时社傩涂面的变化以　及泥浆…现渗漏的情　等　施１　Ｉ　进ｉ　放样定位，川　＿卜放俐护简．制｛厂ｌ简连接乐川　ｔ　接，保　接缝不潲水，　川振动锤振动卜　ｉ，将制护筒底ｌｌｆ　卜　印　地Ｊ　顶而，以小　ｌ［乃准钻孔一切按袍ｒ，Ｊ‘案逃ｆ　，、　１ｆｇｉ４Ｌ　印　地层顶　动强烈，继续　涨潮时海水　Ｉｈｆｌｆ　ｆ．发现冲击　冲。１；－刮印ｒ　Ｊ　ｌ起俐护　钻孔发　俐护简周边淤　联“｛现液化，　１ｎ　滞入扎Ｉ』Ｊ退潮时孔ｌ』、ｊ　浆渗黼　，Ｉｔ　处理　，川边淤泥　人孔内形　成　｛　犬，钻孔　告火峨，只能拔…俐｝ｒ１简．川　ｉ土叫填桩ｆ　６试桩失败原因分析及改进思路　综合分折试桃过　，扛　ｊ：５｛彳Ｌ　图２　水中墩台施工作业平台　址　ｌ，扎至印　地层　敏』５＝ｊ孔　川．『ＪｊＪ击　动他剑俐护筒＿』：，　敛川　淤　液化，形成钻孔ＩＪ、】　外地道，Ｊｉｌｌ　Ｉ　泥浆、海水　能钻孑Ｌ成功．　俐护简Ｉ　，铜｝厂】简／ｆ　发，　迎耷ｆ　，从　必　迹饱　．｛．Ｊｊ¨ｒ　Ｌ　ｊ‘的宸动传到　烈震动，就　会　ｊｌ　周边淤泥层　液化．小会形成嗵道导致海水和　浆　·通　ｊｌ起塌孔唯　的办法就是提ｆ岛钢　，简城　ｊ耍离　印　地　顶　，使卯　ｆ　地层ＩＩｌｌ击钻彳Ｌ时的　烈　动４　能他刮钢　简Ｌ．淤泥地层　ｆ　Ｊ　足很好的隔槿　．『ｌＪ足铡护筒戚ｆｍ提ｒ＿刨ｆ　么　嚣，俐　｝ｒｌ附底而与印ｔ　层之１ｉＩＪ的淤　地　￣ｇＨ＇ＬＩＩ　Ｊ’全　会出现缩径、　扎等『ｆＩ】题ｌ　？　抛俐护附　时蚍察发州．俐护筒７Ｆ始卜　Ｉ『Ｉｆ，利用『Ｉ吁　戟能　人淤　Ｉｌｌ＇堪　卜止帆需要使州振　度　动　Ｆ　Ｊ　成振动　‘能ＦｉＫ泅　这个脱象说ｌ１Ｊ】淤泥地层Ｉ１ｌ的　淤泥质上越　下，　水　姚越ｆ【【。抗　ｌ—ｔｌ　批越『　，抗　越　’　，土的　图３水中桩施工实况　擦ｆ『ｊｆＩｌ凝　ＪＪ就越人，比币＝ｕ土　人一般淤泥　幢ｆ：的内曙撩厂ｆ』　勾ｆ．５。～ＩＯ。，凝　／』ｒ为ｆ～８　ｋＰａ，比　工Ｊ　１４．９～１　８　ｋＮ／ｎｌ‘，恨拆　侔伦　抗　，Ｊ　７　＝Ｃ＋Ｇｔａｎ￣ｊ－ｆ　ｌ，Ｉ　的稳定　戟越女Ｊ　‘，　，ｆ以　【　按照　通　ｉ｝　层＇ｒ￣－，．ｆ－Ｌ办法　…观泥浆　［ｈＪ渗　ｆｌ　ｌＩ　，Ｊ渗漏问题　５试桩情况　１＝Ｊｉ：选择ｎ　浅海　ｆ　，涨潮时能全　淹没，退潮　能　拖　此弓虑将钢护简下　水啐　较低的淤泥质土层ｌ～　钻彳Ｌ　（下转第２２０页）　２　Ｉｌｌ，底而高ｒ【『ｌ＇ｌ石地层顶丽１　ＩＩＩ以Ｊ　的ｆ　四』ｉ　ｌ建筑第３８卷１期２０１８．０２　２ｌ　７　计强度的９０％，７　ｄ已经达到了设计强度的１１Ｏ％。经过有　内留出白色的碳酸钙化合物，对这种裂缝不宜使用聚氨酯等　芙测温记录统计，混凝土中部（４００　ｍｍ深处）温度达到７５　耐久性差的材料进行堵漏，宜采用比表面积为９　０００　ｃｍ　／ｇ　０Ｃ，表面温度５８（℃，而大气温度为２４．６℃，混凝土内部水化　的研磨水泥（超细水泥）进行灌浆堵漏，或使用亲水性环氧树　热产生温度过高，混凝土内部与表面、表面与外界温差远超　脂进行补强处理。　过设计规定的１５℃，是产生裂缝的最主要原因。　５．２防止出现裂缝的措施　（２）约束变形引起开裂。通过对地上结构和地下结构　（１）在满足设计要求的前提下调整配合比并经验证通　裂缝情况比较，地下结构裂缝表现尤为活跃，主要原因为地　过：①尽量选用低水化热水泥，减小混凝土浇筑后水泥在水　下结构南于侧墙是在底板完成后施工，底板和侧墙的变形受　化过程中产生热量过大，引起内外温差过大产生开裂。②添　到基坑两侧围护桩（或地下连续墙）的约束，变形只能向基坑　加适量的减水剂和缓凝剂。减少水泥用量。　内侧进行，由此也会导致侧墙靠基坑净空侧产生裂缝。　（２）加强混凝土浇筑振捣后的温度测量，采取保温措施　（３）砂石含泥量超标引起混凝土自身开裂。根据对商　（如覆盖塑料薄膜、适当延迟拆模时间等），按设计要求控制　品混凝土站的砂石含泥量抽检情况来看，多次超过设计规定　混凝土内外温差；加强混凝土的保湿、养护措施。　的不大于２％的要求。　（３）加强对混凝土原材料的质量控制和现场混凝土的　（４）养护不到位引起混凝土表面开裂。侧墙养护不到　质量检测。　位，混凝土表面易干缩产生裂缝。　６结束语　５裂缝处理与防治措施建议　通过对该丁程侧墙裂缝的分析和采取防治处理措施后，　裂缝的防治是个系统性工程，周期较长，一个工程实体　对于宽度不大于０．２　ｍｍ的裂缝，在裂缝底部渗出碳酸钙体　如果ｌ叶Ｊ现裂缝，需要对裂缝的长度、宽度、深度和渗漏水情况　一段时间后封闭了裂缝，渗漏减缓，最后全部Ａ封和自愈了，　进行周期性观察并建立档案台账，作为的竣工验收资料之一　对结构表面进行装修处理即可。对其他裂缝灌注超细水泥　存　，便ｒ对一些继续发展的裂缝开展持久处理措施　一般　后，裂缝基本不再发展，也不再发生渗漏。　来说，裂缝的处理需要等基坑变形稳定、结构集水坑封闭、结　地铁作为百年工程，对土建钢筋混凝土结构的耐久性要　构受外力变化稳定后进行　求也较高，而在土建施工阶段，结构裂缝虽然是一种极其常　５．１　裂缝处理　见的质量通病，形成原因也比较复杂．但是如果在施＿Ｔ过程　针对不同程度的裂缝，处理方法也不可一概而论，具体　中对可能会造成结构产生裂缝的各种因素加以防范，裂缝出　来说为以Ｆ几点：　现的频次和对混凝土质量的危害是可以大大减轻的。　（１）对于宽度不大于０．２　ｍｉｌｌ的不贯穿裂缝，不影响结　构受力，只对表而进行处理，防止水汽进入混凝土内对结构　参考文献　钢筋产生锈蚀，处理方法为在裂缝表面分次涂刷水泥净浆，　水泥净浆浓度南低到高逐次涂刷，以使缝内充满水泥浆。　［１］　王铁梦．工程结构裂缝控制［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版　（２）埘下宽度大丁０．２　ｌｌｍ的不贯穿裂缝以及不渗水裂　社．１９９７．　缝，先采用高　空气带水对缝内进行清洗，烘干缝隙内，注亲　［２］　刘虎．超细水泥灌浆技术在处理混凝土渗水裂缝中的应用　水性环氧树脂对结构裂缝位置进行封闭和补强处理。　［Ｊ］．海河水利，２００７（２）．　（３）对于宽度大于０．２　ｍｍ的贯穿裂缝，往往会从缝隙　乖　带　矫　尔　：　币　｛！矫　　！（上接第２Ｉ７页）　过本文背景资料所涉及的海上施工典型地质条件，施＿丁方案　７　改进效果　及技术改进措施，为今后海上桩基施工的质量保证、环境保　根据上述方法调整后，钻孑Ｌ成功，未出现缩径、塌孔、漏　护及工期安排提供了参考。　浆、埋钻等问题，成桩后检测均为Ｉ类桩。　参考文献　通过上述施ＴＴ艺调整，首先大量节省了钢护筒的用　量，进一步扩大了经济效益；其次减少了大量钢护筒加工、运　输和埋设时间，加快了桩基施工速度，大大缩短了桩基施工　［１］　福建省高速公路建设总指挥部．福建省高速公路施工标准化　管理指南［Ｇ］．人民交通出版社，２０１０．　时间，为一　程创造了时间价值；最后将端承桩在桩尖受力变　［２］福建省交通规划设计院．沈海复线宁德漳湾至连江浦口高速　成了混合受力，提高了桩基的承载能力，更进一步保证了整　公路（宁德境）Ａ３标段，宁德特大桥施工图，福州，２０１３（１）．　座桥梁的Ｔ程质量　［３］ＪＴＧ／Ｔ　Ｆ５０—２０１１公路桥涵施工技术规范［Ｓ］．　８结束语　［４］　王建华，张璐璐，陈锋剑．土力学与地基基础［Ｍ］．中国建筑　随着我国经济发展，跨海高速公路、铁路等基础设施建　工业出版社，２０１８．　设日益增多，海上桩基施　必不可少，如何快速高效、保质保　［５］　张忠苗．桩基工程［Ｍ］．中国建筑工业出版社，２００７．　［６］　常士骠．工程地质手册［Ｍ］．中国建筑工业出版社，２００７．　量完成海上桩基的施］　，成了整个建设阶段的关键问题；通　２２０　四川Ｉ建筑第３８卷１期２０１８．０２