处于存在涡流的丁坝区域桩基施工

处于存在涡流的丁坝区域桩基施工

王玉婷

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摘要：桩基处于存在涡流的丁坝区域，采用锁口钢管桩筑岛方案，为桩基施工提供作业面。这种桩基施工方法，可有效解决丁坝抛石及涡流对桩基施工过程中的影响。

关键词：桩基、钢管桩筑岛、涡流

引言

随着我国桥梁建设的飞速发展，桩基施工应用广泛，本文提供一种在丁坝区域成功进行桩基施工的方法。

一、筑岛方案比选

1、丁坝对下游侧桩基施工的影响

桥墩桩基位于丁坝的下游侧，丁坝不仅造成了许多抛石，并且会在下游侧形成一个涡流，此涡流对桩基施工有很大影响，钢护筒插打过程的偏位很难控制，很容易出现偏位过大、垂直度偏差过大的情况。因此采用筑岛方案，无需搭设水上栈桥及平台的施工，还可消除涡流对桩基施工过程中的影响。

2、围堰筑岛方案比选

根据场地现有情况，围堰筑岛提出两种方案：一、采用土石坝围堰；二、打设Φ720锁口钢管桩围堰。围堰至既有堤防外坡脚之间填筑粘土施工平台。

土石坝围堰：施工步骤，a坝主体（迎水面）采用毛石填筑，外侧毛石坝顶面宽为4米。b内墙（背水面）采用粘性土防渗墙。c回填筑岛平台粘性土。优缺点，1、抛石体量大。2、对河道行洪过流及流态影响大。3、可能对丁坝稳定产生不利影响。4、占用通航河道面积大。5、渗流控制难度大。

锁口钢管桩围堰：施工步骤，aΦ720锁口钢管桩围堰，壁厚12mm，单根长度24m。b外侧填筑3.5米高支撑平台。c回填筑岛平台粘性土。优缺点，1、占用面积较小，对河道行洪过流及流态影响小。2、对丁坝稳定几乎无影响。3、占用通航河道面积小。4、渗流较易控制。

通过比选，综合考虑，使用锁口钢管桩围堰筑岛方案。

3、桩基施工方案确定

先在远离岸边侧水中填筑打设Φ720锁口钢管桩作为围堰体，内侧填筑砂性土的方式进行桩基施工。

二、锁口钢管桩围堰+筑岛施工工艺

（1）施工准备

1）施工前应提前到水利及海事部门办理相关施工手续；

2）根据海事及航道部门的要求及批复的方案设置相关的安全警示标志和航标船等。

（2）锁口钢管桩围堰施工

1）施工主要材料及要求

锁口钢管桩选用φ720×12mm螺旋钢管、I20工字钢。先将钢管对接成设计长度，然后将锁口工字钢与钢管定位焊接。每根钢管桩上的锁口要对称位于钢管的同一直径线上。

2）测量定位

在围堰上下游一定距离的河岸陆地上设置控制测量点。在导向梁安装之前，用全站仪测放出围堰的内轮廓线；在钢管桩插打过程中，用全站仪控制锁口钢管桩的垂直度。

3）锁口钢管桩插打

a先在导向柱上面安装定位架，梁端纵梁连通。钢管桩紧贴纵梁插打，保证其垂直度。首先将导向桩打设到位。安装导向框。

b利用导向框插打第1根钢管桩，第1根钢管桩插打至指定位置时停止插打，然后进行第2根钢管桩插打，第2根钢管桩插打至与第1根钢管桩齐平时，停止第2根钢管桩插打，将第1根钢管桩剩余部分插打到位，再开始第3根钢管桩插打，插打至与第2根钢管桩平齐时停止插打完成第2根钢管桩剩余部分插打，如此循环施工。

c履带吊将钢管桩吊至插点处进行插桩，对准桩与定位桩的锁口，锁口抹上润滑油，开动液压机，夹紧桩，开始沉桩。

d试开打桩锤30秒左右，停止振动，利用锤惯性打桩至管桩稳定。开动振动锤打桩下沉，控制打桩锤下降的速度，尽可能的使桩保持竖直。

e在打桩过程中，为保证钢管桩的垂直度，用全站仪在无导向框限位两个方向加以控制。为防止锁口中心线平面位移，在打桩进行方向的钢管桩锁口处设卡板，阻止管桩位移。同时在导向框上预先算出每根管桩的位置，以便随时检查校正。

f打桩至设计高度前40cm 时，停止振动，振动锤因惯性继续转动。

g松开液压夹口，提升第二根钢管桩至桩位处，打第二根桩，以此类推至打完所有桩。

（3）钢管桩两侧填筑粘土防渗及支撑墙

1）采用陆上挖掘机配合推土机及自卸汽车相结合的形式进行施工。在钢管桩围堰内侧填筑粘土防渗墙。

2）从上游向下游逐步填筑，以利于河水从下游排出，减少河水带走填料。

（4）围堰合拢

1）围堰合拢需选择退潮期间完成，因此合拢前应密切关注潮汐变化情况。

2）内墙防渗土方填筑施工紧跟其后。

（5）堰内河水抽排

围堰排水主要分为围堰形成后一次性排水和基槽经常性排水，经常性排水包括基槽渗水和天然降水，本工程经常性排水采取截水沟抽排方式。

（6）填筑粘土施工平台

采用陆上挖掘机配合推土机及自卸汽车相结合的形式进行施工。在防渗墙内侧填筑粘土施工平台。

三、桩基施工方案

钻孔施工主要工艺流程如下：

钻机就位→钻孔→检孔→换浆清孔→安装钢筋笼、检测管及导管→二次清孔→灌注水下混凝土。

1、钻机就位

埋设护筒，护筒内径大于桩径20cm，长度视护筒埋深而定。钻机就位准备进行施工。

2、钻进成孔

开钻初期，应以手动给进方式慢慢下放钻头，低钻速低钻压，慢进尺钻进，以保证孔的垂直度，待钻至护筒以下1m后，再逐渐增加钻压，转速和进尺，进入正常钻进阶段，并根据地质强度和钻进、排渣情况，逐步调整转速和钻压值，使钻机进入“液控”恒压自动给进工作状态。

3、成孔检测及清孔

钻孔至设计高程后进行成孔检测，检查合格后进行清孔，清孔采用换浆法清孔，清孔的目的是将孔底的钻碴及其沉淀物清除掉，尽量减少孔底沉淀厚度，保证钻孔桩的承载力。清孔后及时测量沉碴厚度，确保灌注水下混凝土前沉碴厚度不大于设计规定，第一次清孔就应满足规范要求，否则不得进入下一道工序施工。

4、钢筋笼制安

钢筋笼采用在钢筋车间分节制造，现场拼装成整体的施工方法。根据孔深不同，钢筋笼在车间用长线法制作，分为标准节（12m）和尾笼（视桩长而定）。可充分利用资源，优化配料。

5、导管安放

导管吊放时应位置居中，轴线直顺，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼。将导管轻轻下放到孔底，然后再往上提升30～40cm。

6、灌注水下混凝土

在浇筑过程中，有专人测量砼面标高，正确计算导管在砼内的埋置深度，导管埋置深度适当，正确指挥导管的提升和拆除，保证埋置深度2-6m为宜。

为保证灌注桩质量，实际灌注时的桩顶标高应比设计标高高出1.0m左右，以确保混凝土强度。

四、结语

桩基混凝土强度、桩位、孔深、孔径、钻孔倾斜度、沉淀厚度均能满足设计规范要求，桩身完整性检测结果Ⅰ类。

通过处于存在涡流的丁坝区域桩基的施工，总结了钢管桩围堰筑岛和桩基的施工工艺。此施工方法已在现场成功运用，可为存在类似施工环境的项目提供一些参考和依据。

参考文献：

1、王寅峰，吴杰良. 武汉青山长江公路大桥南主墩锁口钢管桩围堰设计. 桥梁建设 2017年第47卷第1期（总第242期）

2、李为峰. 筑岛技术在桥梁施工中的应用. 江西建材 2017年第5期（总第206期）

3、汪涛、李云川、陈杨. 筑岛围堰在云龙湾大桥中的应用. 四川水利发电 第37卷第4期2018年8月

4、佛山市龙翔大桥及引道工程实施性施工组织设计