南京大勝關(guān)長江大橋6號主墩大孔徑超深鉆孔樁施工質(zhì)量控制

楊龍

【摘 要】南京大勝關(guān)長江大橋6號主墩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為大孔徑超深鉆孔樁，闡述南京大勝關(guān)長江大橋鉆孔樁施工方法，總結(jié)鉆孔樁施工過程控制的方法及存在的問題，結(jié)合施工實際情況，對鉆孔樁施工方法和質(zhì)量控制進行簡單探討，進而對同類型樁基施工有良好的借鑒性。

【關(guān)鍵詞】大孔徑；超深；鉆孔樁；施工；質(zhì)量控制

【中圖分類號】TU753.3 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0260-02

1 前 言

南京大勝關(guān)長江大橋是京滬高速鐵路重點控制性工程之一，也是滬漢蓉鐵路快速通道及南京鐵路樞紐的重要組成部分。南京大勝關(guān)長江大橋位于南京長江大橋上游約20Km，距南京長江三橋上游約1.5Km，距下游長江入海口約350Km。大橋全長9.273Km，設(shè)計為雙向六線鐵路橋梁（京滬高速雙線、滬漢蓉及南京過江地鐵雙線）。主橋上部結(jié)構(gòu)為2聯(lián)（84+84）m鋼桁連續(xù)梁+（108+192+336+336+192+108）m六跨連續(xù)鋼桁拱結(jié)構(gòu)，全長1615m，自南向北橫跨長江。鋼梁采用三片主桁承重結(jié)構(gòu)，主跨矢跨比為1：4即拱圈矢高約84m，為當(dāng)前世界同類橋之首。預(yù)計滬漢蓉線于2010年底通車，京滬線于2011年初通車，南京地鐵線于2014年青奧會前通車。南京大勝關(guān)長江大橋作為國內(nèi)高速鐵路南北貫通重要干線，同而促進南京地域交通、經(jīng)濟共同發(fā)展的國家重點建設(shè)工程。

2 工程概況

6號主墩基礎(chǔ)采用圓端形高樁承臺結(jié)構(gòu)，鉆孔樁基礎(chǔ)施工是全橋基礎(chǔ)施工的重中之重，采用46根Ф2.8m的群樁基礎(chǔ)，行列式布置，樁位縱向5排，橫向10排，間距、排距均為7m。設(shè)計樁頂標(biāo)高-13.0m，設(shè)計樁底標(biāo)高-120.0m，設(shè)計樁長107m，設(shè)計按端承樁與摩擦樁受力于一體，樁端處于微風(fēng)化基巖；鋼護筒采用Ф3.2m，壁厚2.5cm，質(zhì)材為Q345C鋼板卷壓成型，上部樁身護筒后期參與樁體受力，護筒頂標(biāo)高為+9.0m，底標(biāo)高為-37.0m，護筒總長為46m；承臺平面尺寸為34mx76m，頂標(biāo)高為-7.0m，底標(biāo)高為-13.0m，厚6m。

6號主墩基礎(chǔ)平面圖1。圖1 6號主墩基礎(chǔ)平面圖

2.1 地質(zhì)條件

6號主墩位于長江主河槽北側(cè)，河床面標(biāo)高-8.91～-9.94m，覆蓋層厚49.15～51.8m，自上而下分為四大層面，第①大層為全新統(tǒng)河床相地層，為松散狀細沙，厚14.4～18.5m。第②大層缺失。第③大層為全新統(tǒng)河床相地層，主要由稍密～中密狀細中砂組成，其中夾雜軟塑狀粉質(zhì)粘土，厚20.4～25.7m。第④大層主要由上更新統(tǒng)河床相粗顆粒的中、粗、礫砂及細圓礫土組成，局部夾細砂，呈密實狀，厚7.9～12.85m。下伏基巖為白堊系成巖程度較差的泥巖，巖質(zhì)較軟，基巖面平坦，巖面標(biāo)高-59.04～61.43m，強、弱風(fēng)化層厚4.5～9.95m，基巖擠壓破碎帶內(nèi)有所加深。

2.2 水文特征

橋址河段處于感潮區(qū)內(nèi)，潮汐為不正規(guī)半日潮，潮差較小，水流基本為單向流。平均漲潮時間為8.5h左右，平均落潮時間為3.8h左右。最高潮位+8.31m，最低潮位-0.37m，多年平均潮位+3.39m，汛期最大潮差1.31m，枯季最大潮差1.56m，平均漲潮潮差0.52m。每年5～10月為汛期，11月～翌年四月為枯水期，洪峰多出現(xiàn)在6～8月，1月或2月水位最低。設(shè)計洪水時斷面平均流速為2.05m/s.

2.3 主要施工設(shè)備

1、選用鉆機型號有KPG3000A、KTY4000和RC300系列大型鉆機共計10臺，采用旋轉(zhuǎn)鉆機帶動刮刀鉆頭或滾刀鉆頭反循環(huán)鉆進成孔。

2、配備10臺ZX-500型泥漿分離器機械強制凈化方法分離鉆渣。

3、超聲波大孔徑檢測儀1套用于成孔質(zhì)量檢測，檢測孔徑、孔斜率、孔深、孔底沉碴等。

4、VHP750型空壓機10臺

5、165t和50t吊船各1艘。

3 總體施工方案

6號主墩樁基礎(chǔ)為46根Ф2.8m的群樁基礎(chǔ)，主要劃分為七個循環(huán)進行施工，最高峰達10臺鉆機平行流水作業(yè)施工。鉆機采用KPG3000A、KTY4000、RC300系列大型鉆機，采用液控減壓自動鉆進，以氣舉反循環(huán)原理循環(huán)泥漿。鉆頭采用四翼刮刀鉆頭和滾刀鉆頭兩種，上部松軟覆蓋層采用刮刀鉆頭，進入下部泥巖后立即更換滾刀鉆頭繼續(xù)鉆進，確保單樁成孔周期在設(shè)定時間內(nèi)完成。165t和50t水上浮吊各1艘分別位于上、下游側(cè)平臺配合鉆孔樁施工作業(yè)，進行鉆機設(shè)備移位、更換鉆頭、提升鉆桿、鋼筋籠下放和輔助施工設(shè)備起吊等工作。

樁基鉆進成孔后，采用JJC-1D超聲波大孔徑檢測儀完成孔徑、孔深、孔斜檢測合格后，進行鋼筋籠下放。鋼筋籠在后場胎模上以長線法分節(jié)制作、預(yù)拼，主筋連接采用鐓粗和滾扎直螺紋套筒連接兩種，將制作好的鋼筋籠經(jīng)技術(shù)部、質(zhì)監(jiān)部和監(jiān)理三方共同對鋼筋籠的長度、直徑、主筋、箍筋、對接以及焊接質(zhì)量等報檢合格后，做好每個接頭的分節(jié)標(biāo)記和對絲標(biāo)記，再用平板卡車分節(jié)運到施工碼頭起吊上船，由船舶運輸至施工現(xiàn)場進行豎向直螺紋套筒連接。鋼筋籠對接時，利用安裝在孔口鉆孔平臺頂面的“鋼筋籠懸掛己字板”將已對接好的鋼筋籠懸吊在鋼護筒口；鋼筋籠對接好后，利用吊筋和掛板將鋼筋籠按設(shè)計標(biāo)高定位于護筒口。

鋼筋籠安裝完成后，下放導(dǎo)管及高壓膠管，利用氣舉反循環(huán)原理進行二次清孔，滿足設(shè)計、規(guī)范要求后，進行鉆孔樁混凝土灌注，樁身混凝土為C30水下，導(dǎo)管采用壁厚δ=7mm，φ=280mm的無縫鋼管，垂直灌注混凝土，混凝土由水上海天號混凝土工廠供應(yīng)，生產(chǎn)量為2臺75 m3/h全自動攪拌站，儲料能力為1000 m3，再用臂架輸送泵至樁位儲料槽內(nèi)，通過滑槽進入儲料斗流入鋼導(dǎo)管，完成澆筑工作。

4 施工過程質(zhì)量控制

4.1 泥漿拌制及循環(huán)利用

在樁基施工中泥漿的作用舉足輕重，配制出優(yōu)質(zhì)的PHP泥漿是防止孔壁滲漏造成塌孔的有效手段。因此施工中選用不分散、低固相、高粘度的PHP優(yōu)質(zhì)膨潤土化學(xué)泥漿。經(jīng)過多次試配，選擇每100 m3泥漿中優(yōu)質(zhì)膨潤土、堿（Na2CO3）、羥甲基纖維素（CMC）和聚丙烯酰胺（PHP）等原料的比例為8t：400Kg：8 Kg：3 Kg，按照泥漿配比制造的泥漿性能指標(biāo)見表1。表1 優(yōu)質(zhì)PHP泥漿指標(biāo)