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【内容摘要】 本文介绍了海洋环境施工条件下深水大直径钻孔桩钻孔平台搭设、桩基施工、钢筋笼施工和灌注混凝土需要注意事项。
【关 键 词】 跨海大桥 大直径 桩基 施工技术
中图分类号：TU473.1+2
1. 工程概况
1.1 地理位置
省道263线南北长山联岛大桥工程位于山东省长岛县南、北长山岛之间，是连接省道263线的重要组成部分。
1.2 钻孔桩部分工作内容
南北长山联岛大桥工程起于南长山镇望夫礁景区附近，向北跨越海域，终点位于北长山乡南端。大桥包括北侧引桥、主桥和南侧引桥。桥墩采用群桩基础，主墩桥墩每个承台下设6根直径1.8米钻孔灌注桩，桩长50.9—64米，过渡墩承台每墩下设4根1.8米钻孔灌注桩，桩长41—49.9米；引桥桥墩每个承台下设2根2.5米钻孔灌注桩，桩长32.0—59.9米。
1.3 地质条件
桥址位于南北长山岛之间，地形为海湾。场区地层包括卵石层、细沙、粉质粘土、碎
石土、强风化石英岩、强风化石英岩、中风化板岩。
钻机选型
根据实际地质情况，选择以下三种钻机。1反循环回旋钻2磕头钻3传统冲击钻
3、 钻孔施工
3.1 长护筒施工
由于钢平台台面和海床距离较大，采用长护筒。
3.2 钻机平台布局
根据引桥、主桥和共用墩尺寸具体大小，在平台布置钻机，在平台布置沉渣箱和泥浆箱，起到循环泥浆和排渣作用。
3.3 海水泥浆制作
制浆采用机械搅拌制备，按施工配合比（膨润土：纤维素：纯碱：海水=12—15﹪：0.2—0.4 ﹪ ：0. 2—0. 5﹪：1）进行制作，正常钻进过程中严格控制泥浆的比重、粘度、含砂率、PH值和泥皮厚度等指标，使其满足规范要求并尽可能提高指标值。钻进过程中有专人定时检查护壁泥浆的性能，根据不同地层选择不同的钻进速度，及时调整泥浆指标，严格控制泥浆的泥砂含砂率。配有专门进行泥浆指标检测的仪器，可以在钻机钻进过程中随时检测泥浆的各项技术指标。
3.4 桩机就位
测量班采用全站仪放点，确定桩基中心点位置，施工队根据桩基中心调整钻机位置，并做好护桩。
3.5 钻机日常钻进
在日常钻进过程中，认真及时填写钻孔记录，钻进1米或在地层变换处取样，并做记录，反映实际地质情况，并为以后施工安排提供详实的数据支持，钻孔施工结束后及时收回存档。
3.6 成孔判定和成孔质量检测
在日常钻进过程中，每工班交接时测量孔深，根据每日进尺估算终孔所需天数，用测绳测量孔深达到设计孔深即可判定为终孔。终孔后采用JJC-1D孔径检测系统测量桩径、倾斜度和孔深。
3.7 一次清孔
在下钢筋笼之前，循环泥浆除去泥浆中粗颗粒和粗沙，具体做法为：架设虑砂器，采用三通联通虑砂器、泥浆池和沉渣箱，通过虑砂器细小的筛网净化泥浆，当检测到泥浆中没有粗砂既可以判定为一次清孔结束，进行下钢筋笼工序。
3.8 钢筋笼制作和安装
钢筋笼在钢筋加工场采用胎架成型法分节制作，胎架用厚钢板，按骨架的设计尺寸做成全圆的固定支架。在它的周围边缘按主筋的位置设置旋转式固定件，胎架示意图见图1。将加工合格的加强箍按焊接接头摆放顺序叠放，并在主筋摆放位置做出标示。
在主筋上划出加强箍焊接位置，先用主筋按十字位置焊接少许加强箍，定出钢筋笼骨架，注意加强箍焊接接头错开。当钢筋笼主筋长度不够时，采用直螺纹套筒连接钢筋。经常检查套筒车丝工具，避免出现钢筋起皮现象。螺纹套筒钢筋连接接头10cm处使用钢锯割印为标记，接头连接后检查两标记处长度为20cm，以保证套筒连接长度，并确保套筒位置居中。
在加工好的钢筋笼骨架上，焊接其他加强箍，焊接完成后，摆放主筋并焊接定位。逐根点焊，按设计位置，布置好螺旋筋，并绑扎于主筋上，点焊牢固。钢筋笼加工时在钢筋笼内部的加强箍筋上每隔2m设置米字支撑，以提高钢筋笼的整体刚度，防止钢筋笼在加工和运输过程中的变形。
钢筋笼加工好后，由拖车运送到施工现场。钢筋笼的吊装采用三点起吊，将钢丝绳吊点均匀分布在钢筋笼上。吊车吊起钢筋笼后移送到孔口位置，由现场工人辅助下放钢筋笼，下放过程中要注意钢筋笼的垂直度，防止钢筋笼偏斜。两节钢筋笼连接时应注意主筋的接头位置要错开，直螺纹套筒需拧紧到位，同一断面内接头不得超过50%，钢筋笼下放到顶端的位置时，应根据现场埋设的钢护筒标高、设计桩顶标高、焊接吊筋工字钢的尺寸计算钢筋笼的吊筋长度，确保钢筋笼定位准确。根据计算，焊接钢筋笼的吊筋，吊筋长度=护筒顶标高-桩顶标高-1.521m（钢筋笼伸入承台长度）+钢筋搭接长度+工字钢高度，吊筋数量为4根，均匀分部在主筋上，吊筋焊接在钢筋笼的主筋上面，焊接长度按照施工规范要求确定。待钢筋笼下放到位后复核钢筋笼中心与桩位中心的偏差，检查、调整无误后将吊筋焊接在搭在平台上的工字钢上。声测管采用Φ50mm，μ1.8mm钢管，连接方式为钳压连接，当钢筋笼分节绑扎时，声测管亦应根据钢筋笼长短分节连接。管底采用钢板焊封，声测管对接完成后将管身固定在钢筋笼上焊接的定位环上。管顶高出桩顶50cm，灌满水后用橡胶盖封堵，防止灌桩时混凝土灌入。
3.9 二次清孔
钢筋笼下放到位固定后，立即安放导管。采用内径为260mm和300mm的钢管组成两种规格的导管，接头为密封圈丝扣接头，每节导管要编号，下放时按照编号顺序下放，防止导管下放长度不足。导管使用前做水密、承压及接头抗拉试验，然后用钻机逐段吊装接长、下放，导管下端距孔底的距离满足设计和规范要求。 导管安放完后，若孔底沉渣厚度不满足设计要求，则进行二次清孔，使沉渣厚度、孔内泥浆性能满足如下要求（测量工具为泥浆三件套）：泥浆比重1.03-1.10，含砂率<2%，粘度17-22pa.s。清孔时及时向护筒内补充优质泥浆，确保护筒内水头，并取样检测，经监理工程师现场检验合格后，开始浇筑 下混凝土。
3.10 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土前，重新检测孔底泥浆沉渣厚度，如不满足规范要求，应进行清孔直到符合规范要求。
混凝土拌和物运到灌注地点时，检查其坍落度和均匀性，混凝土坍落度控制在16～20cm之间，如不符合要求，不得使用，应进行重新拌制。
在灌注混凝土开始时，将罐车直接开到料斗位置，如罐车的放料高度达不到料斗的高度，要在平台上加垫用型钢加工的垫高装置，提高罐车的放料高度，使混凝土顺利流入到料斗内。导管底口到桩底的距离控制在400mm，首批封底混凝土采用2m3大容量料斗灌注，由于桩径较大，为满足封底要求，首车砼灌注时应先将料斗放满，然后提出挡板，当混凝土下落时罐车连续放料，直至首车混凝土放完，中间不得停顿，封底成功后改用小容量料斗进行连续灌注，直至完成整根桩的浇筑，钻孔桩混凝土灌注应连续进行，中途不得停顿。在混凝土浇筑时保持护筒内泥浆面高于水位2m左右，随时测量混凝土面的高度，正确计算导管埋入混凝土深度，导管埋深严格控制在2～6m范围内。灌注完毕时桩顶标高应高出设计标高1m左右，以保证桩顶混凝土强度，多余部分在承台施工前凿除。混凝土灌注过程中按要求认真做好记录。
灌注将近结束时，核对混凝土的灌注数量，以确定所灌混凝土的高度是否正确，同时保证灌注混凝土的标高比设计高出1.0m。
3.11 桩基超声波检测
每根桩均用超声波检测桩的完整性，超声波检测要在混凝土灌注完成后7d后进行。超声波检测后要对声测管进行压浆处理，水泥浆标号与灌注桩混凝土标号一致。检测频率为100%。
总结
海洋环境下钻孔桩施工存在诸多困难，通过精心研究和摸索，长岛跨海大桥桩基施工工作顺利展开并接近尾声，受到业主、监理和当地人民的一致好评，为同类工程提供宝贵的经验。
参考文献：
公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）中华人民共和国交通运输部发布
【关 键 词】 跨海大桥 大直径 桩基 施工技术
中图分类号：TU473.1+2
1. 工程概况
1.1 地理位置
省道263线南北长山联岛大桥工程位于山东省长岛县南、北长山岛之间，是连接省道263线的重要组成部分。
1.2 钻孔桩部分工作内容
南北长山联岛大桥工程起于南长山镇望夫礁景区附近，向北跨越海域，终点位于北长山乡南端。大桥包括北侧引桥、主桥和南侧引桥。桥墩采用群桩基础，主墩桥墩每个承台下设6根直径1.8米钻孔灌注桩，桩长50.9—64米，过渡墩承台每墩下设4根1.8米钻孔灌注桩，桩长41—49.9米；引桥桥墩每个承台下设2根2.5米钻孔灌注桩，桩长32.0—59.9米。
1.3 地质条件
桥址位于南北长山岛之间，地形为海湾。场区地层包括卵石层、细沙、粉质粘土、碎
石土、强风化石英岩、强风化石英岩、中风化板岩。
钻机选型
根据实际地质情况，选择以下三种钻机。1反循环回旋钻2磕头钻3传统冲击钻
3、 钻孔施工
3.1 长护筒施工
由于钢平台台面和海床距离较大，采用长护筒。
3.2 钻机平台布局
根据引桥、主桥和共用墩尺寸具体大小，在平台布置钻机，在平台布置沉渣箱和泥浆箱，起到循环泥浆和排渣作用。
3.3 海水泥浆制作
制浆采用机械搅拌制备，按施工配合比（膨润土：纤维素：纯碱：海水=12—15﹪：0.2—0.4 ﹪ ：0. 2—0. 5﹪：1）进行制作，正常钻进过程中严格控制泥浆的比重、粘度、含砂率、PH值和泥皮厚度等指标，使其满足规范要求并尽可能提高指标值。钻进过程中有专人定时检查护壁泥浆的性能，根据不同地层选择不同的钻进速度，及时调整泥浆指标，严格控制泥浆的泥砂含砂率。配有专门进行泥浆指标检测的仪器，可以在钻机钻进过程中随时检测泥浆的各项技术指标。
3.4 桩机就位
测量班采用全站仪放点，确定桩基中心点位置，施工队根据桩基中心调整钻机位置，并做好护桩。
3.5 钻机日常钻进
在日常钻进过程中，认真及时填写钻孔记录，钻进1米或在地层变换处取样，并做记录，反映实际地质情况，并为以后施工安排提供详实的数据支持，钻孔施工结束后及时收回存档。
3.6 成孔判定和成孔质量检测
在日常钻进过程中，每工班交接时测量孔深，根据每日进尺估算终孔所需天数，用测绳测量孔深达到设计孔深即可判定为终孔。终孔后采用JJC-1D孔径检测系统测量桩径、倾斜度和孔深。
3.7 一次清孔
在下钢筋笼之前，循环泥浆除去泥浆中粗颗粒和粗沙，具体做法为：架设虑砂器，采用三通联通虑砂器、泥浆池和沉渣箱，通过虑砂器细小的筛网净化泥浆，当检测到泥浆中没有粗砂既可以判定为一次清孔结束，进行下钢筋笼工序。
3.8 钢筋笼制作和安装
钢筋笼在钢筋加工场采用胎架成型法分节制作，胎架用厚钢板，按骨架的设计尺寸做成全圆的固定支架。在它的周围边缘按主筋的位置设置旋转式固定件，胎架示意图见图1。将加工合格的加强箍按焊接接头摆放顺序叠放，并在主筋摆放位置做出标示。
在主筋上划出加强箍焊接位置，先用主筋按十字位置焊接少许加强箍，定出钢筋笼骨架，注意加强箍焊接接头错开。当钢筋笼主筋长度不够时，采用直螺纹套筒连接钢筋。经常检查套筒车丝工具，避免出现钢筋起皮现象。螺纹套筒钢筋连接接头10cm处使用钢锯割印为标记，接头连接后检查两标记处长度为20cm，以保证套筒连接长度，并确保套筒位置居中。
在加工好的钢筋笼骨架上，焊接其他加强箍，焊接完成后，摆放主筋并焊接定位。逐根点焊，按设计位置，布置好螺旋筋，并绑扎于主筋上，点焊牢固。钢筋笼加工时在钢筋笼内部的加强箍筋上每隔2m设置米字支撑，以提高钢筋笼的整体刚度，防止钢筋笼在加工和运输过程中的变形。
钢筋笼加工好后，由拖车运送到施工现场。钢筋笼的吊装采用三点起吊，将钢丝绳吊点均匀分布在钢筋笼上。吊车吊起钢筋笼后移送到孔口位置，由现场工人辅助下放钢筋笼，下放过程中要注意钢筋笼的垂直度，防止钢筋笼偏斜。两节钢筋笼连接时应注意主筋的接头位置要错开，直螺纹套筒需拧紧到位，同一断面内接头不得超过50%，钢筋笼下放到顶端的位置时，应根据现场埋设的钢护筒标高、设计桩顶标高、焊接吊筋工字钢的尺寸计算钢筋笼的吊筋长度，确保钢筋笼定位准确。根据计算，焊接钢筋笼的吊筋，吊筋长度=护筒顶标高-桩顶标高-1.521m（钢筋笼伸入承台长度）+钢筋搭接长度+工字钢高度，吊筋数量为4根，均匀分部在主筋上，吊筋焊接在钢筋笼的主筋上面，焊接长度按照施工规范要求确定。待钢筋笼下放到位后复核钢筋笼中心与桩位中心的偏差，检查、调整无误后将吊筋焊接在搭在平台上的工字钢上。声测管采用Φ50mm，μ1.8mm钢管，连接方式为钳压连接，当钢筋笼分节绑扎时，声测管亦应根据钢筋笼长短分节连接。管底采用钢板焊封，声测管对接完成后将管身固定在钢筋笼上焊接的定位环上。管顶高出桩顶50cm，灌满水后用橡胶盖封堵，防止灌桩时混凝土灌入。
3.9 二次清孔
钢筋笼下放到位固定后，立即安放导管。采用内径为260mm和300mm的钢管组成两种规格的导管，接头为密封圈丝扣接头，每节导管要编号，下放时按照编号顺序下放，防止导管下放长度不足。导管使用前做水密、承压及接头抗拉试验，然后用钻机逐段吊装接长、下放，导管下端距孔底的距离满足设计和规范要求。 导管安放完后，若孔底沉渣厚度不满足设计要求，则进行二次清孔，使沉渣厚度、孔内泥浆性能满足如下要求（测量工具为泥浆三件套）：泥浆比重1.03-1.10，含砂率<2%，粘度17-22pa.s。清孔时及时向护筒内补充优质泥浆，确保护筒内水头，并取样检测，经监理工程师现场检验合格后，开始浇筑 下混凝土。
3.10 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土前，重新检测孔底泥浆沉渣厚度，如不满足规范要求，应进行清孔直到符合规范要求。
混凝土拌和物运到灌注地点时，检查其坍落度和均匀性，混凝土坍落度控制在16～20cm之间，如不符合要求，不得使用，应进行重新拌制。
在灌注混凝土开始时，将罐车直接开到料斗位置，如罐车的放料高度达不到料斗的高度，要在平台上加垫用型钢加工的垫高装置，提高罐车的放料高度，使混凝土顺利流入到料斗内。导管底口到桩底的距离控制在400mm，首批封底混凝土采用2m3大容量料斗灌注，由于桩径较大，为满足封底要求，首车砼灌注时应先将料斗放满，然后提出挡板，当混凝土下落时罐车连续放料，直至首车混凝土放完，中间不得停顿，封底成功后改用小容量料斗进行连续灌注，直至完成整根桩的浇筑，钻孔桩混凝土灌注应连续进行，中途不得停顿。在混凝土浇筑时保持护筒内泥浆面高于水位2m左右，随时测量混凝土面的高度，正确计算导管埋入混凝土深度，导管埋深严格控制在2～6m范围内。灌注完毕时桩顶标高应高出设计标高1m左右，以保证桩顶混凝土强度，多余部分在承台施工前凿除。混凝土灌注过程中按要求认真做好记录。
灌注将近结束时，核对混凝土的灌注数量，以确定所灌混凝土的高度是否正确，同时保证灌注混凝土的标高比设计高出1.0m。
3.11 桩基超声波检测
每根桩均用超声波检测桩的完整性，超声波检测要在混凝土灌注完成后7d后进行。超声波检测后要对声测管进行压浆处理，水泥浆标号与灌注桩混凝土标号一致。检测频率为100%。
总结
海洋环境下钻孔桩施工存在诸多困难，通过精心研究和摸索，长岛跨海大桥桩基施工工作顺利展开并接近尾声，受到业主、监理和当地人民的一致好评，为同类工程提供宝贵的经验。
参考文献：
公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）中华人民共和国交通运输部发布