浅论湄洲湾铁路支线篁山溪大桥基础施工

李乃升

【摘要】本文结合湄洲湾港口铁路支线篁山溪大桥施工实践，对大桥基础施工的关键控制技术进行了阐述。

【关键词】篁山溪；大桥；基础；施工

1、工程概况：

篁山溪大桥位于笏石镇篁山村附近，所在地区地貌单元主要为堆积平原。台地台面较为完整，坡度平缓或呈波状起伏，倾斜度一般小于5°，台坎坡度较陡，多在15°左右，地面高程一般4～30m，相对高差2～15m，多辟为村舍及农田。地表水系发育，植被较好。大桥中心里程DDK0+190.81，起讫里程DDK0+099.9- DDK0+281.72，全长181.82m。单线设计，位于直线上。孔跨布置为5×32m，基础采用桩基础，桩径均为1.0m，C30耐久防腐混凝土。承台为矩形整体结构，高度为2.0m，C30耐久防腐混凝土。墩柱采用圆端形实体墩，墩体均为变坡设置，C35耐久防腐混凝土。桥台为矩形空心桥台。梁体为32m预应力钢筋混凝土T梁。

2、施工准备

现场实现“三通一平”，拌和机、试验设备安装调试并经认证，相关的测量、试验结果经监理工程师确认，即可进行桩位放样并复核，同时埋设护桩。

2.1护筒的埋设

护筒采用6mm钢板加工而成的整体式全钢筒，筒长3m内径1.2m。护筒底部及四周应以粘土填筑，并分层夯实处理，护筒顶要高出地面0.3m左右，并在顶部焊加强筋及吊环，开出水口，钻进过程中要经常检查护筒是否发生偏移和下沉，并要及时处理。

2.2泥浆制备

钻孔泥浆由水、粘土及添加剂（碳酸钠、氢氧化钠）组成，造浆用的粘土应符合下列技术要求：

①自然风干后，用手不容易掰开捏碎；

②用刀切开时，切面光滑，颜色较深；

③水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm细长泥条，用手指揉捻，感觉砂粒不多，浸水后能大量膨胀；

④胶体率不低于95%；

⑤含砂量不大于4%；

⑥制浆能力不低于2.5 l/kg；

钻孔泥浆在泥浆池内制备，泥浆池容量为8m3，并设容量为6m3的沉淀池两个，串联并用，制浆前，先将粘土块尽量打碎，加水放入制浆池内浸透，然后以人工搅拌，泥浆性能指标应符合下列技术要求：

2.3钻机就位

钻机就位前应对钻机孔前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修。

立好钻架并调整安设好起吊系统，将钻头吊起，徐徐放入护筒内，将钻盘吊起，垫枕木于转盘底座下面，将钻机调平并对准钻孔，钻机转盘中心与钢护筒中心位置偏差不得大于2cm，钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移或沉陷。

3、钻孔工艺

初钻时，应先在孔内灌注泥浆，泥浆相对密度等到指标根据土层情况而定，并用冲击锥小冲程反复冲击泥浆，在松散层开孔或钻进时，可按1：1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击锤以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。开孔或钻进遇有流砂现象时，加大粘土减少片石的比例。护筒底脚以下2-4m范围一般比较松散，采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不塌不漏，钻进过程中，在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层时采用高冲程（约100cm），在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程（约75cm），在通过高液限粘土、含砂低液限粘土时也采用中冲程，在通过易坍塌或流砂地段采用小冲程。通过漂石或岩层时，若表面不平整，先投入粘土、小片石、将表面垫平，再用钻锥进行冲击钻进。当钻渣太厚时，泥浆不能将钻渣全部悬浮上来，使泥浆变稠，吸收大量冲击能，且妨碍钻锥转动，故需进行掏渣，在开孔阶段，为使钻渣挤入孔壁，可钻进4-5m后再掏渣，正常钻进时每班至少掏渣一次，掏渣后及时向孔内添加泥浆，以保证孔内水头高度。查看地质资料。每进尺3m测钻杆的倾斜度，以便及时进行调整。钻进过程中应经常注意土层变化，每进尺2m或在土层变化处应捞取渣样，判断土层，与设计的地质仔细对照，若出现与地质不符情况应及时停钻，并报监理工程师及设计部门处理。记入钻孔记录表，并绘制实际地质柱状图，操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制，仔细填写钻孔施工记录，交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项。

为防止堵塞钻头的吸渣口，应将吊锤提高距孔底约20-30cm，开始钻进，钻进时采用减压慢速钻进，进尺要适当控制， 同时根据地层土质情况调整钻速，对护筒底部应低档慢速钻进，钻至护筒以下1m后，再以正常速度钻进。

在钻进过程中要控制钻头在孔内的升降速度，以防冲刷孔壁或在钻孔头下方产生负压而造成孔壁坍塌。且钻进作业必须保持连续性，升降锥头要平稳，不得碰撞护筒或孔壁。钻孔作业的劳动组织：每台钻机每班配备操作人员5名，其中指挥1人、起吊1人、机电工兼记录员2人、清渣1人。

钻孔达到设计标高后，采用监理工程师指定的方法检测孔深、孔径和垂直度等几何尺寸，检测合格后采用换浆法清孔。清孔后不必提开导管，只需要拆除弯管部分便可尽快灌注水下砼，清孔过程中必须始终保持孔内原有水头高度以防塌孔。

清孔检查：

A孔底沉淀土的厚度不得大于设计规定。

B清孔后的泥浆性能指标：含砂率不大于2%，相对密度为1.03-1.10，黏度为17S-20S，胶体率不小于98%。

C钻孔桩施工工艺。

4、承台施工

大桥承台为C30耐久防腐混凝土，断面尺寸：1#承台6m（长）×4.8m（宽）×2.0m（高），2#、3#、4#承台均为6.9m（长）×5.9m（宽）×2.0m（高），本桥共4个承台。

（1） 基坑开挖

桩基施工完毕并检测合格后，进行承台基坑开挖。首先进行测量定位，确定开挖边线，根据施工现场地质情况及地形情况，开挖时基底在承台设计边线外放大50cm，便于立模。人工配合机械开挖基坑，清除基底松碴。基坑开挖时要严格控制基底标高，防止出现欠挖或超挖。基坑开挖成形并达到设计标准后，要尽快进行自检、监理验收，检验合格后立模、绑扎钢筋，进行承台钢筋砼施工。

（2）承台钢筋砼

承台底清除干净后，放出承台定位桩，然后进行钢筋绑扎。在砼浇至承台顶面时应提前预埋墩身伸入承台部分的主筋。

钢筋绑扎经检查合格后，再立模。模板采用大块组合钢模板，用拉杆、钢管把模板支撑牢固，防止跑模。

因桥墩承台面积大、砼体积大，为保证工程质量，均一次连续浇筑，分块、分层进行，混凝土拌和采用自动计量强制式拌和机拌和，插入式振动棒振捣密实。

承台防裂措施

A因承台混凝土体积较大，在浇筑及养护过程中进行洒水散热，防止混凝土水化热使承台产生裂纹。

B为防止大体积砼承台产生裂纹，对砼表面进行覆盖养护也是一项有利的措施。安排专人监测承台砼内外温度，并做好记录，控制内外温差不大于10℃，否则应采取有效措施。

C改善骨料级配、降低水灰比、掺加混合料、掺加外加剂等方法减少水泥量，尽量采用水化热低的水泥。

结 论

通過对大桥基础施工重要技术环节的控制，篁山溪大桥的所有基础合格率100%，优良率98%，完全满足设计要求。