钻孔灌注桩基础、系杆拱桥施工方案

桥梁部分

5.1 钻孔灌注桩施工方案

5.1.1 工程概况

2#桥计10个墩台，全部采用钻孔灌注桩基础，全桥直径φ1.2m的桩计32根。

5.1.2 机械设备投入

（1）钻机

为确保灌注桩成孔质量和工程工期，计划配备2台上海探矿机械厂生产的GPS—20型工程钻机来完成桩基施工。钻机进场后，先将钻机布置在4#、5#墩位置施工过渡墩的桩，保证主跨及早施工。

（2）工作平台

桩基位于陆上，只需搭设简易的陆上工作平台。

5.1.3 钻孔灌注桩施工工艺流程详见附图。

5.1.4 钻孔灌注桩施工方法及主要技术措施

根据设计提供的桥梁轴线控制桩，精确放出各灌注桩位，并做好工作平台及泥浆池等准备工作。

（1）护筒制作、埋设

位于陆上的桩基只需做简易的护筒，护筒顶高出地下水位1.5m左右，埋设护筒时，通过吊锤等测量控制其平面位置的偏差不大于50mm，护筒与桩轴线的垂直度偏差不得大于1%。

（2）钻孔

在钻孔开始前，先对钻机及其配套设备进行全面检查，特别注意卷扬机刹车，钢丝绳是否有断丝现象，电器设备是否完好正常，电缆橡皮是否有破皮，各润滑部位有无加油保养，各部位检查完毕后，架子就位，复测对中，保证孔位偏差在规定允许范围内。

开钻前先投放一些粘土块，并注满制好的泥浆，开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，采取低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁，钻至刃脚下1m后按土质以正常速度钻进，并选用较大相对密度、粘度的泥浆或高质量泥浆；钻孔过程中控制泥浆各方面指标、加强检测和做好施工记录，确保成孔质量。

调制泥浆的粘土塑性指数不宜小于15，比重为1.15~1.18，粘度为16~22S，含砂率小于4%。3#、4#墩采用泥浆船作泥浆池，在每根钻孔桩结束后，下一根桩开钻前，将泥浆船的沉淀土用15KW泥浆泵排放运浆车运到指定位置。

（3）清孔

终孔后，用测绳、测深锤检查孔深。停止进尺，稍提钻锥离孔底10cm~20cm空转，并保持泥浆正常循环，以中等速度将相对密度1.03~1.10的较纯泥浆

压入，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出，清孔后含砂率控制在4%以下，粘度为17~20S，相对密度为1.05~1.08，且孔底沉淀土厚度符合设计要求，清孔完毕后，用测绳、测深锤和自制

6m长钢筋笼孔规吊入钻孔，检查孔径、孔深，符合设计要求经监理工程师认可后吊放钢筋笼入孔。

（4）钢筋笼骨架制作安装

根据施工情况和钻机龙门高度分段制作钢筋笼。钢筋下料在加工场进行，平板车运至现场绑扎。钢筋骨架每隔2.0m高加强箍筋一道，制作时在加强箍筋上穿入钢筋保护层预制砼空心滚珠，每道加强箍上设置4只。采用钻机架现场吊装，对准孔中心线缓慢下沉，避免碰撞孔壁，上下钢筋笼焊接时二节应在同一中心线上，采用单面电弧焊接成整体，搭焊长度10d，且要确保在同一截面内接头数量不大于50%。钢筋笼整体入孔，其顶部高程的定位由钻桩平台顶面高程来推算，并可通过插在主筋上的钢管长度控制骨架顶部高程。为了防止砼灌注过程中钢筋骨架上浮，在钢筋骨架顶部二根对称主筋上各套一根6m长钢管，分别用钢筋将钢管和护筒焊连，同时灌注至钢筋笼底面位置时，减慢灌注速度，减少灌注冲击力。

为了便于检查桩的质量，根据设计要求，在钢筋笼安装完毕后，再安装3根

φ60mm，壁厚3mm的无缝钢管作为声测管，长度同桩长。

（5）水下砼灌注

砼的灌注采用直升导管法进行，导管的内径为30cm，导管采用螺口连接，分节接长，下端节4m，中间节2.5m，漏斗下口配长1m的上端节导管。导管使用前必须进行水密、承压和接头抗拉试验，在灌注砼开始时，导管底部至孔底留有25~40cm的空间。首批灌注砼的数量应能满足导管初次埋置深度不小于1m和填充导管底部间隙的需要，其料斗首批贮量不小于3.0立方米；砼灌注采用砼泵输送，导管上料斗出料口设控制阀，保证下料时有一定的冲击量。

水下砼灌注过程中，应紧凑连续地进行，中途不得停工。同时应严格控制砼的各项指标，粗细骨料级配良好，水灰比0.5~0.6，水泥用量不少于350公斤/立方米，水泥标号PO32.5级，保证泵送砼的质量，砼的坍落度控制在18~20cm。灌注过程中，导管埋深宜控制在2m～4m之间，时刻注意观察管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，及时提升和拆除导管。导管提升时要保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。若导管卡挂钢筋骨架，应转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。导管拆除动作

要快，并防止杂物掉入孔中。砼灌注过程中，要及时真实做好砼灌注记录，发现情况，及时处理。

砼灌注结束时，桩顶标高应比设计标高高出50 cm左右，待砼达到一定强度后凿除，防止桩头砼含有泥沙夹层，确保桩头砼质量。

灌注砼时，溢出的泥浆引流至泥浆船，灌注结束后，用15KW泥浆泵排送到运浆车运到指定位置。

钻孔灌注桩质量主要指标控制如下：

砼强度达到合格标准之内，孔中心位置偏差在50mm以内，倾斜度小于1%，孔深不小于设计深度，孔径不小于设计桩径，沉淀量符合设计要求，钢筋骨架底面高程在设计高程±50mm以内。

（6）桩基检测

对于每一根基桩的施工质量，选择有动测资质信誉好的检测单位，并报请监理工程师批准后再实施。

灌注桩成型7天后，凿除桩顶砼至设计标高处，清理干净后进行动测。

5.1.5 钻孔灌注桩施工质量通病及防治

（1）穿孔

穿孔主要表现为护筒内水头不能保持。采取补救的方法主要有以下几种：

Ⅰ、将护筒周围（特别是漏浆处）加土夯实，增加护筒外的压力；

Ⅱ、增加护筒埋置深度或加稠泥浆；

Ⅲ、适当减小水头高度，减小护筒内的压力，但应满足钻孔应有的水头高度。

（2）糊钻

出现糊钻应控制进尺，降低泥浆稠度。若严重糊钻，则应停钻并提出钻锥，清除钻渣。

（3）坍孔

发生坍孔的原因主要是孔内压力小于孔外压力。坍孔后应立即用粘土夹砂回填，自然密实一段时间后重新开钻。一般采取改善泥浆性能，加高水头等措施。

（4）扩孔、缩孔

遇有扩孔或缩孔时，采取防止坍孔和防止钻锥摆度过大的措施，并用失水率较小的优质泥浆护壁。

（5）斜孔

孔身偏斜，弯曲，应仔细分析原因进行处理。一般在偏斜处吊住钻锥，反复扫孔，使钻孔正直。

（6）掉物

当掉钻落物时，迅速用打捞叉，钩，绳套等工具打捞。若物体已被泥沙埋住，应先清除泥沙，使打捞工具接近物体后再打捞。

发生事故后应尽快查明原因，仔细分析，并报监理工程师，依据规范要求，结合施工经验，采取最佳处理方案，尽量减少损失。另外，我们还准备了施工中常见事故的应急措施。重要的施工机具包括发电机组，砼搅拌机，翻斗车和一些打捞工具等，都采取了备用措施。

5.2 下部结构施工方案

5.2.1 承台、系梁

承台（系梁）施工工艺流程：凿除桩头→验桩→铺设底模平台→放线、绑扎钢筋→支侧模→监理工程师检验→浇注砼→养护。其具体施工方法为：根据承台、系梁几何尺寸，布设立模脚手及模板支撑，模板采用 1.22×2.44m竹胶板，模板接缝用1.5cm厚海绵嵌缝，脱模剂采用液体石蜡。钢筋在钢筋加工厂弯制，在模内绑扎成形。钢筋保护层使用同标号砼预制垫块。砼浇筑采用泵送砼，砼坍落度控制在8~14cm，按30cm一坯水平分层，砼振捣用插入式振捣器，振捣时振动棒移动的间距控制在有效振动半径的 1.5倍之内，前后层结合部位插进深度控制在5~10cm，保证层层结合良好，并振捣时避免与钢筋相接触，振捣以砼停止下沉，不冒气泡、泛浆，表面平坦为限。人工及时收光面，砼终凝后，及时覆盖麻

袋，洒水养护。

5.2.3 墩身施工流程

（1）墩身施工流程

承台砼顶面凿毛清洗→预埋钢筋焊接接长→墩身钢筋绑扎→钢模板安装→测量检查墩中心标高→监理工程师签证→浇注砼→养护→拆模。

（2）模板

墩身模板侧采用定型钢模，内模采用旧竹胶板组拼装，人工安装就位。使用经纬仪调整横纵方向及垂直度，用对销螺丝固定墩身侧模并在四角用小规格钢丝绳做缆风绳防止模板移位。模板脱模剂采用优质机油，模板缝用2cm厚海绵嵌缝，以防砼施工时漏浆。

（3）钢筋

钢筋在钢筋棚内下料制作，现场绑扎，墩身钢筋骨架的保护层，使用与设计砼同级别的弧形砼垫块绑于骨架上。采用弧形垫块的目的是为了防止拆模后表面存留垫块痕迹，影响砼的外观质量。

（4）砼浇筑

墩身砼采用泵送砼入模。浇墩身时，应经仓面漏斗，由溜管入仓，控制入模速度以保证砼振捣的分层厚度在30cm以内，并严格控制砼坍落度在8~14cm。砼振捣采用插入式振捣器，振捣时快插慢拔，保证砼表面无明显气泡。

5.2.4 盖梁施工

（1）盖梁施工流程

钢管搭设盖梁底模支架→墩身顶凿毛清洗→盖梁底模板安装→钢筋绑扎→侧模板安装→测量检查盖梁顶、底面标高→监理工程师签证→浇筑砼→养护→拆模。

（2）模板

盖梁模板其底模、侧模均采用大块竹胶板拼制，脱模剂使用液体石腊。

（3）钢筋

钢筋在钢筋棚内下料、制作，墩旁平台组焊成骨架片后，人工吊入模内，绑扎成型。钢筋保护层使用与设计等级别的垫块绑于骨架上。

（4）砼浇筑

盖梁砼采用泵送砼入模，浇筑时控制入模速度以保证砼振捣分层厚度在30cm以内。并严格控制砼坍落度在8~14cm，砼振捣采用插入式振捣器，振捣时快插慢拔，保证砼表面无明显气泡，人工及时收面、光面。

5.3 主跨细杆拱施工方案

5.3.1 工程概况

该主桥上部结构采用82.4m下承式钢筋混凝土系杆拱，计算跨径L=80.3m，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/5，矢高为16.06m。系梁采用箱形截面，梁高1.9m，宽1.2m，拱脚处加高至2.4m。拱肋采用等截面“I”字型截面，拱肋高1.8m，宽1.2m，为钢筋混凝土构件。每片拱片设间距为5.7m的吊杆13根，吊杆为柔性吊杆，采用带PE套的OVM.GJ15-12钢绞线成品束，方便替换。风撑设置五道，采用φ800-12mm钢管。端横梁高度为1.75m~1.83m，中横梁高度为1.10m~1.18m，宽0.5m，两侧设牛腿以支撑行车道板。

5.3.2 施工步骤

中孔系杆拱结构是本桥施工的难点，也是控制工期的关键因素，根据现场情况，系杆采取支架上现浇的施工方案，横梁、拱肋、风撑、吊杆等均采用预制安装的施工方案。施工步骤为：

1、在过渡墩上现浇端横梁，场外分段预制横梁、风撑及行车道板等。

2、在河中搭设临时支墩，架设贝雷梁并进行加载预压，消除贝雷支架的沉降变形，并记录下贝雷梁的弹性变形值。

3、立模浇筑系梁砼，安装部分中横梁，待砼强

度达到设计强度的90%时，张拉系梁部分预应力束。

4、搭设支架，分段安装拱肋，立模浇筑拱肋砼，张拉系梁部分预应力束，安装风撑、吊杆。

5、按顺序张拉吊杆第一批预应力束，拆除临时支架。

6、安装其余中横梁，张拉中横梁第一批预应力。

7、安装行车道板，张拉全部中横梁第二批预应力。

8、张拉吊杆第二批预应力，对称张拉系梁剩余的预应力，施工人行道。

9、现浇桥面整体化砼，完成桥面铺装。

5.3.3 现浇系梁砼

1、支架搭设方案

根据设计图纸及有关技术规范要求，并结合工程实际情况，我项目部在该桥主跨施工中，拟采取支架上分段现浇系梁的施工方案。

该贝雷支架顺桥向长78m（26片×3m），两端支于承台上，中间设两处临时支墩，距端部28m，临时支墩外侧设置防护桩，全桥共设4个临时支墩。横桥向每片系梁下设5排贝雷片，全桥共10排，中间用横向拉杆联接。贝雷支架搭设完毕后，用等重的荷载进行预压，消除其沉降变形并测出其弹性变形值。

临时支墩采用钢管桩基础，钢管桩的直径为30cm，入土深度为5m，每处支墩下设12根。钢管桩承载力现场验算。

2、模板

系梁现浇采用竹底板底模。按照系梁底面高程，结合设计预拱度及支架弹性变形值铺设底模，并在底模中每隔一米预留一根拉杆（与侧模拉杆对应）。侧模板均采用定型钢模板，每隔1m设一道夹枋，确保模板稳固。为防止漏浆，保证外观质量，模板接缝处均夹1厘米厚海绵并打玻璃胶处理，脱模剂先做试验，经监理工程师认可后在工程中使用。

在立模板之前应先在墩顶部位先安装好四只盆式支座，严格控制好位置和高程，并注意单向支座的滑动方向。

拱肋采用卧式预制的施工方案，其施工顺序为：制作侧面底模

→绑扎钢筋→立侧模和端模→安装顶面模板→浇筑砼→养护。

该桥设计有两片拱肋，计划每片分五段进行预制安装。分段时两端部水平距离长约9.5m，中间段长约13.0m，相邻间留0.6m的湿接头。

在一块平整的地面上按二次抛物线放出底模的大样，用砖砌出拱的形状，高40cm，浇筑底模砼，表面抹光，要求平面水平，立面垂直。底模中预留对拉螺栓孔，间距为40cm。然后在底模平面上，再次精准地放出拱肋各截面变化处的位置，凿毛后立模浇筑出形状，并注意加强砼的保养，防止出现裂缝。

拱肋平卧后，上下缘变成侧面。由于拱肋呈二次抛物线形状，为不规则的圆形，施工中考虑直接用夹枋将竹胶板固定于底模上形成弧形，夹枋顶部用花篮螺丝校正固定，确保立面垂直。底模和竹胶模板之间贴塑料泡沫，防止漏浆。

2、钢筋施工

非预应力筋在工地钢筋场制作，运至现场绑制成型，施工过程中确保钢筋无灰尘，无有害锈蚀及其他杂质。同时垫好砼块，垫块用C50砼制作，制作时用直径1.3毫米的退火软铁丝预埋于垫块中，以便与钢筋绑在一起，钢筋支垫间距纵横向均不得大于1.2m。

预应力波纹管采用金属管，工厂化生产，波纹管安装前，对每根波纹管进行仔细检查，管壁上不得有孔洞，并进行灌水试验，确保波纹管无渗漏现象。波纹管根据图纸位置准确安装，连接平顺，用