【正文】 ○ 3 為了控制鎖扣縫隙，插打時(shí)，應(yīng)在導(dǎo)向框上標(biāo)識(shí)出每個(gè)鋼板樁的位置。 根據(jù)工程地質(zhì)狀況，經(jīng)計(jì)算圍堰需采用 24m 的鋼板樁。 圖 傳感器 第 35 頁 共 150 頁 (4)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析： 由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)可繪制出荷載 ~沉降 (Q~s)關(guān)系曲線和沉降 ~時(shí)間 (s~lgt)關(guān)系曲線，并據(jù)此確定單樁豎向抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值。 根據(jù)載荷及樁經(jīng)，由 6 個(gè)壓力單元裝配而成。 加載位置 傳統(tǒng)試驗(yàn)法，加載點(diǎn)一般都是在樁頂 ： 而自反力法的加載點(diǎn)，一般都是安 排在樁基內(nèi)部，傳力點(diǎn) 樁頭的概念發(fā)生了變化。 灌注樁成樁質(zhì)量通常存在兩個(gè)方面的問題，一是屬于樁身完整性，常見的缺 陷有夾泥、斷裂、縮頸、護(hù)頸、混凝土離析及樁頂混凝土密實(shí)度較差等。 3)檢查澆注前孔底沉渣和泥漿性能指標(biāo)。 8)鉆桿連接應(yīng)緊固、牢靠。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時(shí)間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流動(dòng)性變小，混凝土接近籠時(shí)， 盡量減小 導(dǎo)管埋深 ，適當(dāng)放緩灌注速度。 防治措施：先將場(chǎng)地夯實(shí)平整，軌道枕木宜均勻著地 ： 安裝鉆機(jī)時(shí)要求轉(zhuǎn)盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線，鉆桿位置偏差不大于 2cm。 3)樁底沉 渣量過多 造成原因：清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔 ： 泥漿比重過小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起 ： 鋼筋籠吊放過程中，未對(duì)準(zhǔn)孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底 ： 清孔后，待灌時(shí)間過長(zhǎng)，致使泥漿沉積。 ，供水管嘴直接沖刷孔壁、清孔時(shí)間過久或清孔停頓時(shí)間過長(zhǎng)。專業(yè)人員開泵，完工后泵管及時(shí)清洗，防止泵管內(nèi)壁不清潔造成堵管。 在灌注過程中，應(yīng)防止混凝土拌和物從漏斗頂溢出或從漏斗外掉入孔底，使泥漿 內(nèi)含有水泥而變稠凝結(jié)，致使測(cè)探不準(zhǔn)確 ： 應(yīng)注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除 ： 導(dǎo)管的埋置深度應(yīng)控制在 2～ 6m。 2cm 范圍內(nèi)，當(dāng)坍落度小于 18cm 時(shí)禁止灌入。 20 3 鋼筋籠直徑 177。用氣流擾動(dòng)渣漿和清掃孔底，在開動(dòng)空壓機(jī)吸取泥漿時(shí)，應(yīng)開動(dòng)水泵向孔內(nèi)注入清水，以保持水頭高度，防止坍孔。 ○ 5 加設(shè)輔助設(shè)備提高泥漿質(zhì)量，在泥漿循環(huán)過程中加設(shè)水力旋流 （ FX300GJ90KG）把泥漿中的砂子進(jìn)行分離，以降低泥漿比重，有利于降低成孔后沉渣厚度，縮短清孔時(shí)間，以達(dá)到加快成孔速度， 提高成孔質(zhì)量。 24墩平臺(tái)為粘土填筑，可采用人工開挖為主，埋設(shè)鋼護(hù)筒。 其中 2 27墩臨近主河道，退潮時(shí) 24墩河床外露（低潮季節(jié)）。 研究?jī)?nèi)容 概述 該 橋梁的下部結(jié)構(gòu)施工難點(diǎn)主要 體現(xiàn) 在復(fù)雜地質(zhì)條件下大直徑超深鉆孔灌注樁 基礎(chǔ) 及承臺(tái)深基坑圍堰的施工，樁基施工中以如何降低泥漿含砂率為突破口，通過對(duì)泥漿循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行改良，從而提高鉆孔效率及質(zhì)量，最終保證高質(zhì)量的成樁。橋跨布置為（ 23 30m） +（ 3 35m） +（ 33 30m） +（ 23 50m） +（ 100m+160m+100m） +（ 2 46m） +（ 2 30m）。根據(jù)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，主跨徑在 150 米以上的大跨徑連續(xù)梁橋卻不多見，結(jié)構(gòu)型式特點(diǎn)使得超大跨徑連續(xù)梁橋的安全和耐久更難保證，其目標(biāo)控制更為嚴(yán)格，施工難度也大大 提升，此領(lǐng)域內(nèi)的連續(xù)梁橋的施工技術(shù)有待進(jìn)一步提高。 永定新河特大橋 工程是中央大道項(xiàng)目關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之一，工程北起天津市北塘鎮(zhèn)青坨子段，南至京津塘高速二線互通立交，橫跨永定新河、薊運(yùn)河下游與渤海交口處。主橋處于永定新河、薊運(yùn)河下游與渤海交口處，海水深度 左右 ,汛期洪水兇猛，冬季流冰巨大，流冰厚度最厚 達(dá) 80cm,河床下土質(zhì)多為淤泥質(zhì)亞砂土 ，橋位處 最大鉆孔深度 米，根據(jù)地質(zhì)年代及時(shí)代成因，共分為九個(gè)工程地質(zhì)層，根據(jù)各土層特征及工程地質(zhì)性質(zhì)進(jìn)而分為 16 個(gè)工程地質(zhì)亞層，分別為人工填土層 (Qml)、第Ⅰ陸相沉積土層 (Q43Nal)、第Ⅰ海相沉積土層 (Q42m)、第Ⅱ陸相層（ Q41al）、第Ⅲ陸相層（ Q3eal）、第Ⅱ海相沉積土層（ Q3dmc）、第Ⅳ陸相沖積土層（ Q3cal）、第Ⅲ海相沉積土層（ Q3bm）、第Ⅴ陸相沖積土層（ Q3eal）。 采用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行正循環(huán)鉆進(jìn)成孔，循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)是以鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)切削巖土，同時(shí)利用泥漿泵向鉆孔輸送 泥漿沖洗孔底，攜帶巖屑的泥漿上升，從孔口流向沉淀池，凈化后再供使用，反復(fù)運(yùn)行，由此形成循環(huán)排渣系統(tǒng) ： 隨著鉆渣的不斷排出，鉆孔不斷地向下延伸，直至達(dá)到預(yù)定的孔深。 河床標(biāo)高為 ～ ，地質(zhì)土層主要為軟土、亞粘土、粘土、亞砂土，亞粘土，軟土層最大厚度達(dá) 。 25墩護(hù)筒可采用人工開挖和振動(dòng)錘輔助下沉的方法進(jìn)行埋設(shè)。 ○ 6 為節(jié)省黏土可利用循環(huán)泥漿。風(fēng)壓值控制在 ～ 之間。 5 4 鋼筋籠長(zhǎng)度 177。 10)混凝土灌注 導(dǎo)管的配置 導(dǎo)管技術(shù)要求灌注水下砼采用鋼導(dǎo)管灌注，采用導(dǎo)管內(nèi)徑為 30cm。 第 23 頁 共 150 頁 導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。灌注的混凝土要有良好的工作性，同時(shí)保證混凝土灌注的連續(xù)性。 。 防治措施：成孔后，鉆頭提高孔底 1020cm，保持慢速空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔時(shí)間不少于 30分鐘。在不均勻地層中鉆孔時(shí)，采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī)。 灌注混凝土過程中，應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底端 23m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。 9)起、下鉆時(shí)，一定要高度重視，以防跑鉆。 第 30 頁 共 150 頁 4)檢查混凝土攪拌質(zhì)量，初凝時(shí)間、坍 落度等。二是嵌巖樁，影響樁底支承條件的質(zhì)量問題，主要是灌注混凝土前清孔不徹底，孔底沉淀厚度超過規(guī)定極限，影響承載力。因此，自反力法實(shí)施過程中，需要采取一系列特殊措施，保證加載點(diǎn)的局部樁體的完整。荷載箱各壓力單元固定為一體，油路并聯(lián)，同步工作。 通過在永定新河特大橋工程中采用自平衡法進(jìn)行試樁靜載試驗(yàn)，既體現(xiàn)了重點(diǎn)工程中檢測(cè)技術(shù)水平上的大膽科技創(chuàng)新，與錨樁法、堆載法相比又顯著節(jié)約了工程投資成本。受到鋼板樁長(zhǎng)度的限制，同時(shí)考慮到通過焊 接接長(zhǎng)會(huì)造成焊接量大、成本增高、工期延長(zhǎng)。 ○ 4 安插鋼板樁時(shí)，使用吊車（或浮吊）的兩個(gè)吊鉤將鋼板樁吊起，用兩個(gè)吊鉤起吊和下放，使鋼板樁成垂直狀態(tài)，利用夾持器夾緊板樁，脫出小鉤移向安插位置。為檢驗(yàn)預(yù)定深度鋼板樁鎖口的互鎖狀態(tài)，進(jìn)行了鋼板樁鎖扣狀態(tài)檢驗(yàn)，試驗(yàn)采用剪切分離 型傳感器，結(jié)果顯示板樁鎖口之間在預(yù)定深度咬合良好。既利用鋼板樁接力解決了鋼板樁長(zhǎng)度限制問題，又利用鋼筋混凝土與型鋼組合支撐體系剛度大解決了鋼板樁剛度弱的問題，且型鋼施工速度快，確保施工安全可靠、科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)適用、施工速度快。 每級(jí)卸載值為每級(jí)加載值的 2 倍。 (1)加載裝置： 試驗(yàn)采用 荷載箱進(jìn)行 加載。因此，自反力法加載完成后，往往不能加載結(jié)果直接套用傳統(tǒng)試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行類比，得出安全性結(jié)論，而是將加載結(jié)果間接轉(zhuǎn)換以后，才能套用傳統(tǒng)試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行類比，得出安全性結(jié)論。因此，灌注樁的質(zhì)量檢測(cè)就顯得格外重要。安放時(shí)要擰緊，保證導(dǎo)管底口懸空距離 ～。 7)檢查鉆具的質(zhì)量。 防治措施： 首先優(yōu)化泥漿性能指標(biāo)，采用加堿粘土泥漿或優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土泥漿進(jìn)行清孔換漿，回收泥漿經(jīng)過增設(shè)的泥沙過濾器過濾，確?？變?nèi)泥沙沉淀厚度達(dá)標(biāo)，從而保證灌注過程鋼筋籠不上浮 ： 然后 鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準(zhǔn)確，并與孔口固定牢固 。 造成原因：鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差，作業(yè)時(shí)鉆機(jī)安裝不穩(wěn)或鉆桿彎曲所致 ：地面軟弱或軟硬不均勻 ： 土層呈斜狀分布或土層中夾有大 的孤石或其它硬物等情形。 對(duì)于有縮孔現(xiàn)象的孔位 ,鋼筋籠就位后須立即灌注 ,以免樁身縮徑或露筋。 、粘度等指標(biāo)降低，用空氣吸泥機(jī)清孔，泥漿吸走后未及時(shí)補(bǔ)漿（或水），使孔內(nèi)水位低于地下水位。輸送泵設(shè)于平臺(tái)上，砼運(yùn)輸車沿棧橋行至輸送泵旁，送混凝土給臥泵，輸送泵采用“三一重工” 60型高壓泵。 混凝土灌注采用導(dǎo)管法，隔水塞使用直徑略大于導(dǎo)管直徑的球膽，利用吊車或鉆機(jī)卷揚(yáng)提升導(dǎo)管灌注混凝土。運(yùn)輸過程中應(yīng)注意混凝土不得在車內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間放置，當(dāng)不得不放置時(shí)，最長(zhǎng)時(shí)間不得超過 小時(shí)，砼灌注前檢查坍落度損失，混凝土坍落度控制在 20177。 10 2 箍筋及螺旋筋間距 177。噴出口彎管應(yīng)高出水面，必要時(shí)可插入吹氣管直到孔底。 ○ 4 根據(jù)本工程地質(zhì)情況 ，在鉆進(jìn)過程中根據(jù)地層不同采用不同比重的泥漿，以確保鉆孔速度和成孔質(zhì)量，如在孔深 60 米以上時(shí)，土質(zhì)基本為亞粘土，可利用較好的粘 第 15 頁 共 150 頁 土配制泥漿，泥漿比重盡量配制較小，應(yīng)為 — 左右，在孔深 60米以下時(shí)，土質(zhì)基本為細(xì)砂、粉砂，可把泥漿比重調(diào)大一些，控制在 — 左右，以利于砂子上旋。在校正護(hù)筒垂直度（小于 1%）和護(hù)筒平面位置偏差（小于 5cm）后，采用振動(dòng)錘振動(dòng)下沉，振動(dòng)錘振動(dòng)下沉直至護(hù)筒底部到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高。最高潮位： ，最低潮位 ，平均潮位 ，平均低潮位 ，平均高潮位 。 這些技術(shù)的大膽創(chuàng)新和 應(yīng)用不僅為大橋的安全施工和運(yùn)營(yíng)保駕護(hù)航，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，也極大地推動(dòng)了同類型橋梁施工的技術(shù)進(jìn)步和成本節(jié)約，必將在今后的橋梁施工中得到更好的推廣和應(yīng)用。 第 3 頁 共 150 頁 概 述 第 4 頁 共 150 頁 研究技術(shù) 背景 永定新河 特 大橋 為 主跨 100 m +160 m +100m 的 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁 橋 。跨徑在 150米內(nèi)的連續(xù)梁橋 的設(shè)計(jì)施工 已較為 成熟，施工質(zhì)量和施工工期能得到控制，成橋后養(yǎng)護(hù)工作量小 ，因而 使得這種橋型在公路、城市和鐵路橋梁工程中得到廣泛采用 。工程由濱海新區(qū)投資控股有限公司投資興建，天津市市政工程研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，中國(guó)建筑股份有限公司總承包，中國(guó)建筑第六工程局有限公司承建。 基礎(chǔ)為鉆孔樁基礎(chǔ)，水中樁基鉆孔深度 ，直徑 。最終形成樁孔，并在其內(nèi)放 第 6 頁 共 150 頁 置鋼筋籠、灌注混凝土而成樁。 2 25墩采用 土方筑島法構(gòu)筑施工平臺(tái)， 2 27墩采用鋼管樁平臺(tái)， 24～ 25墩筑島平臺(tái)通過土方便道連通北岸海擋， 25墩筑島平臺(tái)與 26墩鋼平臺(tái)間設(shè)置一座鋼便橋， 27墩至南岸海擋間搭設(shè)鋼便橋。 2 27墩 鋼護(hù)筒下沉采用振動(dòng)錘振動(dòng) 下沉 ，若鋼護(hù)筒不能沉放到所需深度，必要時(shí)可配以在護(hù)筒內(nèi)用空氣吸泥機(jī)吸泥 ， 護(hù)筒外壁輔以高壓射水下沉。鉆孔前應(yīng)根據(jù)樁的布置情況，設(shè)泥漿溝、儲(chǔ)漿池（水上用泥漿槽或船），以使孔內(nèi)溢流出的帶碴泥漿經(jīng)沉淀后重復(fù)使用。 ○ 2 在吊入鋼筋骨架后，灌注水下混凝土之前，應(yīng)再次檢查孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)和孔底沉 淀厚度，如超規(guī)定，應(yīng)進(jìn)行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。 10 ○ 2 鋼筋焊接、機(jī)械連接質(zhì)量的保證措施 為保證鋼筋籠的焊接質(zhì)量，應(yīng)做到配備 8－ 10名熟練的并持有資格證書的電焊工 ： 配置符合要求的電焊機(jī)，保證完好率達(dá) 100%： 從廠家購(gòu)進(jìn)滾軋直螺紋設(shè)備，進(jìn)行加工 ： 加強(qiáng)檢驗(yàn)與試驗(yàn)，拒絕使用不合格品，對(duì)于檢 驗(yàn)出的不合格品必須返工。導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，嚴(yán)禁用壓氣試壓。 拆除導(dǎo)管動(dòng)作要快，時(shí)間一般不宜超過 15min。當(dāng)混凝土供應(yīng)不足時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有一車混凝土備用，每隔 15 分鐘開一次泵，以將泵管內(nèi)混凝土更換一 次。 ○ 2 塌孔的預(yù)防和處理 ，應(yīng)控制進(jìn)尺速度，選用較大相對(duì)密度、粘度、膠體率的泥漿或高質(zhì)量泥漿。采用性能較好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不要用清水進(jìn)行置換。進(jìn)入不均勻地層，鉆速要打慢檔。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在 26m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出混凝土面。 10)勤觀察孔口，防止孔內(nèi)掉入異物。 5)檢查砼澆注設(shè)備的完好性。 灌注樁的缺點(diǎn)： ①灌注樁施工工藝比打入樁復(fù)雜，容易出現(xiàn)斷樁、縮頸、混凝土離析和孔底虛土或沉渣過厚等質(zhì)量問題。典型的措施有：樁體強(qiáng)度局部加強(qiáng)、降低樁截面載荷集中程度、采用中低壓的專業(yè)荷載箱等。 荷載由聯(lián)于 油泵 的精密壓力傳感器測(cè)定油壓，根據(jù)千斤頂率定曲線換算荷載。同時(shí)也簡(jiǎn)化了試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)配合 條件，為業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工等各方提供了準(zhǔn)確可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。故采用相似于接力式雙排鋼板樁結(jié)構(gòu)形式，布設(shè)內(nèi)外兩排鋼板樁，通過相交部分的粘砂土間接傳力。 ○ 5 鋼板樁插打的順序是，先插打內(nèi)側(cè)鋼板樁，后插打外側(cè)鋼板樁。因?yàn)樽畛醯匿摪鍢妒且院箐摪鍢兜臉?biāo)準(zhǔn)，這對(duì)施工提出了嚴(yán)格的要求，必須用經(jīng)緯儀對(duì)其位置和傾斜度細(xì)心觀察，注意避免偏心力斜向拉伸，扭轉(zhuǎn)或者鎖口處的損傷。即采用薄壁強(qiáng)撐的原理解決超大深基坑支護(hù)問題，由于本工程在海水中施工，橋位處水位受海潮影響較大，本工程海域?qū)俨灰?guī)則半日潮，一天兩次漲潮，兩次 落潮，風(fēng)暴潮對(duì)鋼板樁支護(hù)的沖擊力較大，浪頭較高，鋼板樁剛度 第 36 頁 共 150 頁 相對(duì)較小，易彎曲變形，為了克服這一難題，創(chuàng)新設(shè)計(jì)使用接力式雙排鋼板樁外部維護(hù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部利用剛度較大的鋼筋混凝土腰梁結(jié)合水平、垂直型鋼組合體系相互作用，形成空間結(jié)構(gòu)體系以達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短的作用。如果樁的總沉降量不超過 40mm，及最后一級(jí)加載引起的沉降不超過前一級(jí)加載引起的沉降的 5 倍，則該樁可以予以檢驗(yàn)。 自平衡法的測(cè)試方法 本次試驗(yàn) 參