湖南省有色地质勘查局工程地质总队 湖南长沙 410015
摘要：钢护筒施工是水上桩基施工的一个重要组成部分，也是影响桩基质量因素之一。中南建设集团施工的浏阳河第六大桥主桥墩桩基施工难点是石灰岩层。因此钢护筒沉放质量控制直接影响到桩基成桩的质量。针对该水域的特点，主要介绍在钢护筒施工过程中出现的问题以及相关的应对措施，包括：钢护筒底口补强、钢护筒对接、钢护筒导向架定位、钢护筒漏浆处理等。
关键词：桥梁工程；石灰岩；钢护筒；沉放；施工技术
1、工程概况
浏阳河第六大桥主墩基础采用8根3.0m的钻孔灌注桩。钻孔桩采用C30水下混凝土灌注。各桩均要求桩底嵌入微风化岩层2m以上，并满足标高及岩石饱和单轴抗压强度双控的原则。该施工区域水深约9m，水位标高约为63.7-74.01m，早晚水流流速较快。
根据地质勘查资料显示，主桥桩基处河床无覆盖层，河床表面为强风化泥灰岩，其中施工区域上游比下游高，整个区域呈明显的下斜坡走向。地层分布 1)填土(Q4m1)②：暗褐黄色，稍湿，松散。主要成份为粘性土，含少量碎石、砖块等；建筑垃圾，为新近人工填土。
2)粉质粘土(Q4a1)⑧：褐黄色，湿，可塑。成分以粉粒为主，次为粘粒。干强度中等。
3)细砂(Q4al+p1)④：褐黄色，松散，饱和。以细砂为主，含约20％粘性土，细砂主要成份为砂岩等。分布较广泛。
4)卵石(Q4al+p1)⑤：褐黄色，稍密，饱和。主要成份为砂岩，次为石英。磨圆度较好，呈亚圆状、扁平状分布，粒径大于20mm的颗粒质量占总质量的50％以上，砾石及细砂充填。
5)砾质粘性土⑥(Q4al+p1)：褐黄色，稍密，饱和，以粘性土和砂砾石为主，卵石含量约20—30％，呈亚圆状、扁平状混杂于粘土中。沿线均有分布，局部缺失该层。
6)强风化泥灰岩⑦：褐黄色，灰黑色，泥质结构，层状构造。岩芯破碎呈块状、碎块状，局部呈土状，风化裂隙很发育，零星分布桥梁南侧。
7)中风化泥灰岩⑧：灰黑色，泥质结构，层状构造。风化裂隙发育，沿节理面有少量方解石脉充填，岩质较软，岩芯多呈短柱状，ROD=50-60，分布桥梁南侧，。
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8)微风化泥灰岩⑨：灰黑色，泥质结构，层状构造。风化裂隙较发育，岩体结构基本未变，岩质较软，较完整，岩芯多呈长柱状，ROD=75—90。
9)微风化石灰岩：青灰色，灰白色，隐品质结构，层状构造。岩体较完整，岩质较硬，岩芯多呈长柱状，少量短柱状，岩体基本质量等级为III级。
水文地质条件：
桥址区地下水主要为第四系松散岩类孔隙潜水及岩溶裂隙水。
a．松散岩类孔隙潜水：水量较丰富，主要赋存于砾质粘性土及卵石中，受河水水位变化影响明显，丰水期，河水补给地下水；枯水期，地下水补给河水。水文地质条件属中等复杂类型。
b．岩溶裂隙水：水量丰富，主要赋存于岩溶裂隙中，受岩溶分布范围，溶洞大小影响，岩溶裂水文地质条件属复杂类型。
根据水质分析结果，地下水水质对混凝土结构具微腐蚀性，对混凝土中的钢筋具微腐蚀性。
2、钢护筒施工技术
钻孔平台施工完毕后开始施打护筒，钢护筒长15.5m、直径3．3m、壁厚15mm。由于水流流速较快，在施打钢护筒期间钢护筒受水流冲击力的影响，定位及垂直度控制较为困难。同时由于无覆盖层，以及溶洞，导致桩基在钻进过程中有漏浆现象。
2.1钢护筒底口补强
钢护筒底部直接焊接一圈厚15mm、长40cm的加强套，保证钢护筒在进入灰岩层的时候不发生卷口、变形。同时，底口加强后亦能有效防止卷口造成的漏浆。
2.2钢护筒对接
钢护筒施打一定长度后，根据需求在后部接长，保证钢护筒进尺深度。在对接时，先对15mm厚钢护筒进行坡口处理，然后将对接部分与钢护筒对位。对位时在原钢护筒上制作挡块，在对好位后进行坡口焊，焊接好后继续施工。
2.3钢护筒导向架定位
依托施工平台安装导向架保证钢护筒的定位。导向架采用[20a制作，分上下两层，间距3.5m。上层固定在施工平台上，下部固定在钢管桩上。导向架安装完毕经测量满足施工要求后施打钢护筒，由于河床处无覆盖层，上部为强风化岩，钢护筒打人强风化岩2～3m后，阻力较大，施打无进尺，为防止钢护筒出现卷口现象，停止施振。将钢护筒焊接固定在导向架上开始钻进，钻孔进尺超过护筒底5—6m后，割除钢护筒与导向架的焊接部分，二次施振，将钢护筒跟进至钻孔进尺的桩底部位，以保证钢护筒的导向性能和防护性能。
2.4钢护筒漏浆处理
钢护筒二次跟进后开始桩基施工，在施工过程中发现4根桩基依然存在漏浆现象，其中3根较为严重，影响桩基正常钻进，1根轻微漏浆。
1）轻微漏浆采用直接调高泥浆相对密度至2.0，小冲程钻进的方法，冲击过程中在间隙处重新制造泥浆护壁，堵塞间隙。
2）漏浆严重的桩基，由于泥浆稀释有塌孔的风险，经研究决定停止钻进，在钢护筒外围浇筑1层1m厚的混凝土，用于堵漏。
加工一个直径4m的护筒，顶面齐平，底面与河床吻合，护筒要保证混凝土浇筑1.0m厚，高度根据现场情况定，加工时护筒对称切成两块，在平台下漏浆的钢护筒上定位焊接成整体下放。到位后下放导管浇筑混凝土，3d，强度后继续桩基钻进。为防止外围护筒在下放时发生偏斜，需在内侧等间距加装3根顶撑。
3、结语
1）钻孔平台形成后，对平台钢护筒平面误差和垂直度进行联测，该分项工程测量误差控制精度结果为：轴线偏位平均为37mm，规范允许轴线偏位(群桩)≤50mm；垂直度平均值为f／'450(规范允许误差f／250)，平台护筒测量验收主墩桩基已施工完成，根据桩基验收报告，所有桩基质量均符合国家规范要求。
2）对于高流速、高水深的水域进行钢护筒施打时采用上下两层导向架定位的方式是可行的，能够很好地保证平面位置及垂直度。
3）对于无覆盖层、下部岩层强度较高的位置，钢护筒在振动锤施振的过程中遇到阻力较大、无进尺时不可强行施工，避免出现护筒卷口的现象，通过先钻孔后跟进的二次跟进的办法可以很好地解决此问题。
4）由于河床无覆盖，很容易发生漏浆现象，当漏浆影响到正常钻进时必须马上停止钻进并采取有效方法处理，避免发生塌孔。经本工程实践采用外围浇筑混凝土堵漏的办法可以有效解决该问题，且成本较低，施工方便。
参考文献：
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论文作者:蒋小明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/29
标签：桩基论文; 石灰岩论文; 柱状论文; 地层论文; 进尺论文; 钻孔论文; 裂隙论文; 《建筑学研究前沿》2017年第22期论文;