喻初武，鄔良玉

（1.中國交通建設(shè)股份有限公司總承包經(jīng)營分公司，北京100088；2.中交第二航務(wù)工程局有限公司，武漢430040）

1 工程簡介

蘆洲至泰美大橋項目按照一級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，設(shè)計時速80 km/h，雙向4車道，全程線路總長7.61 km，其中，東江特大橋全長1 510 m，橋面全寬23.0 m，主橋采用85 m+150 m+85 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)，引橋跨越兩岸大堤處采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，其余位置均采用跨徑為30 m的裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁（33跨），主橋下部結(jié)構(gòu)采用板式墩，引橋下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩，基礎(chǔ)均為鉆孔灌注樁。

東江特大橋主橋跨越東江主航道為限制性V級航道，遠(yuǎn)期規(guī)劃為內(nèi)河Ⅲ級航道，設(shè)計最高通航水位24.94 m，最低通航水位14.80 m，主橋26#墩、27#墩及28#墩位于水中，需要搭設(shè)鋼棧橋及鋼平臺后進(jìn)行樁基及下部結(jié)構(gòu)施工，棧橋及鋼平臺頂標(biāo)高為21.00 m。東江特大橋主橋水中27#與28#墩采用群基礎(chǔ)，每個墩8根直徑2.50 m樁基，均為摩擦樁，承臺底標(biāo)高為+6.80 m，樁頂標(biāo)高為+7.00 m、樁底標(biāo)高-63.00 m和-70.00 m，橋墩位處河床標(biāo)高13.44～16.10 m，鋼護(hù)筒頂標(biāo)高為+21.50 m，鉆孔深度84.0～90.0 m。橋區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，由砂礫層、厚卵石層、粉質(zhì)黏土夾層、全風(fēng)化變質(zhì)砂巖、強(qiáng)風(fēng)化夾中風(fēng)化變質(zhì)砂巖、強(qiáng)風(fēng)化變質(zhì)砂巖等組成，局部巖層巖芯完整、巖面傾角較大、質(zhì)地較硬，因此，施工難度較大。

2 重難點(diǎn)分析

根據(jù)本工程特點(diǎn)，主橋27#、28#墩大直徑、超長樁基在復(fù)雜條件下施工難度較大，主要體現(xiàn)以下方面：

1）主墩樁基所處東江主航道，受上游水閘調(diào)蓄及汛期影響，水位變化較大，枯水期常水位12.50～13.50 m，5年一遇洪水位為22.52 m，主河道水流速度0.5～1.5 m/s，影響樁基成孔過程中孔內(nèi)外壓力，容易導(dǎo)致漏漿、塌孔的質(zhì)量問題。

2）主墩樁基所處位置地質(zhì)條件復(fù)雜，主要有砂礫層、超厚卵石層、風(fēng)化變質(zhì)砂巖、粉質(zhì)黏土夾層、斜坡面巖層等不良地質(zhì)，不利于大直徑超長樁基成孔條件，成孔難度大、鉆進(jìn)速度慢，易引起漏漿、塌孔、卡錘、粘錘、斜孔等質(zhì)量問題。

3）水上鉆孔平臺場地狹窄，難以布設(shè)常規(guī)的泥漿清渣設(shè)備，影響大直徑超長樁基造漿、鉆進(jìn)、清渣、成孔等進(jìn)度，易引起漏漿、塌孔等質(zhì)量問題。

4）復(fù)雜條件下深水大直徑超長樁基施工措施費(fèi)用較高，橋區(qū)位于東江河道水源保護(hù)區(qū)，對水源保護(hù)要求較高，樁基施工不能污染東江水源，環(huán)保措施較多，施工成本較高。

5）主墩樁基處在本項目關(guān)鍵線路上，主墩樁間距較小，難以形成多個作業(yè)面同時作業(yè)，交叉鉆孔時相互影響較大，對施工工期有一定制約作用。

6）主墩樁基樁頂標(biāo)高位于東江主航道河床面以下，按照低樁承臺設(shè)計樁基，鋼護(hù)筒頂?shù)綐俄斁嚯x約為15.0 m，虛樁長度較長，不利于樁基施工質(zhì)量控制，施工控制難度較大。

7）主墩樁基均為摩擦樁，且持力層均為中風(fēng)化巖層，設(shè)計對樁底沉渣厚度要求較高，要求樁底沉樁厚度≤5 cm，高于施工技術(shù)規(guī)范要求，施工控制難度較大。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→鋼棧橋及鋼平臺搭設(shè)→測量放樣→沉入鋼護(hù)筒→鉆機(jī)就位→造漿并鉆進(jìn)（泥漿正循環(huán)）→鋼護(hù)筒跟進(jìn)→造漿并鉆進(jìn)→清渣→造漿并鉆進(jìn)→終孔→掃孔、刮泥皮→一次清孔（氣舉反循環(huán)）→下探籠→下放鋼筋籠→下導(dǎo)管并進(jìn)行二次清渣→水下混凝土澆筑→樁基檢測→下一道工序。

3.2 施工關(guān)鍵技術(shù)及方法

東江特大橋主橋27#、28#墩大直徑超長樁基施工難度較大，本項目采取成套施工技術(shù)，解決了鉆孔灌注樁施工過程中的系列問題：

1）主墩樁基所處東江主航道，受上游水閘調(diào)蓄及汛期影響，水位變化較大、水流速度快，影響樁基成孔過程中孔內(nèi)外壓力，易導(dǎo)致漏漿、塌孔的質(zhì)量問題。合理設(shè)置鋼平臺及鋼護(hù)筒頂標(biāo)高，解決變水位、大流速樁基成孔難題，主墩鉆孔鋼平臺標(biāo)高設(shè)為21.0 m，主墩鉆孔灌注樁鋼護(hù)筒頂標(biāo)高設(shè)置約21.50 m，根據(jù)東江水位變化調(diào)整孔內(nèi)泥漿面標(biāo)高，確?？變?nèi)外壓力一致，防止漏漿、塌孔的質(zhì)量問題。

2）超厚卵石層鉆孔灌注樁樁成孔施工，主墩大直徑超長樁基穿過砂礫層進(jìn)入卵石層，卵石層較厚，卵石層呈黃褐、灰褐色、局部紅褐色，飽和、中密～密實，卵石含量70%～90%，呈磨圓狀～次磨圓狀，粒徑1.0～20.0 cm不等，卵石成分主要為砂巖，間隙填充砂礫夾粉質(zhì)黏土，局部分布，層厚為15～25.00 m，厚卵石層樁基成孔難度較大，主要采取回填片石+優(yōu)質(zhì)黃土進(jìn)行護(hù)壁，通過低錘密擊、擠密孔壁周邊卵石層形成護(hù)壁結(jié)構(gòu)。為提高護(hù)壁效果必須控制好沖程及鉆進(jìn)速度，在飽和卵石層鉆進(jìn)過程中嚴(yán)格控制鉆錘的速度，提升速度控制在0.25～0.375 m/s，沖程控制在1～1.5 m，但不能過低，避免鉆渣無法上浮，引起鉆進(jìn)、清渣困難。另外，對于局部卵石粒徑較大、孔內(nèi)難以維持水頭差的鉆孔灌注樁，采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)工藝，跟進(jìn)鋼護(hù)筒進(jìn)入穩(wěn)定黏土層或強(qiáng)風(fēng)化巖層≥1.0 m，能防止大直徑超長樁基在厚卵石層中成孔難度大、鉆進(jìn)速度慢等問題。

3）粉質(zhì)黏土夾層以及斜坡面巖層等不良地質(zhì)條件下大直徑超長樁基成孔技術(shù)，主墩大直徑超長樁鉆孔過程中容易遇到粉質(zhì)黏土層夾層而引起粘錘現(xiàn)象，黏附力較大，鉆錘無法自行提起，給正常鉆進(jìn)造成較大困擾。本工程采用錐形空心錘輔助成孔工藝可以安全、快速解決粘錘問題。斜坡面巖層鉆進(jìn)時引起斜孔、卡錘等質(zhì)量問題，斜坡巖面錘擊時受力接觸面較小，引起斜孔、卡錘，采用回填片石+優(yōu)質(zhì)黃土（3∶1）進(jìn)行處理，對孔內(nèi)回填2.0～3.0 m后重新沖擊孔，接近傾斜巖面后低錘密擊，控制錘擊頻率及沖程，是解決粉質(zhì)黏土夾層以及斜坡面巖層等不良地質(zhì)條件下成孔問題的有效方法。

4）水上鉆孔平臺場地狹窄，難以布設(shè)常規(guī)的泥漿清渣設(shè)備，影響大直徑超長樁基造漿、鉆進(jìn)、清渣、成孔等施工進(jìn)度，易引起漏漿、塌孔等質(zhì)量問題。主墩樁基施工搭設(shè)鋼?？灼脚_以滿足主墩鉆孔灌注樁施工設(shè)備布置。但因鉆孔平臺造價較高，泥漿池、沉淀池及回旋鉆等大型設(shè)施不設(shè)置鋼平臺上，僅考慮沖擊鉆、起重吊車、混凝土澆筑車等設(shè)備作業(yè)寬度布置主墩鉆孔鋼平臺，難以滿足同時布置4臺鉆機(jī)作業(yè)的空間要求，并采用水上自浮式環(huán)保泥漿池，成功解決了水上鉆孔作業(yè)場地狹窄、泥漿池、沉淀池布置難題。

5）橋區(qū)位于東江河道水源保護(hù)區(qū)，對水源保護(hù)要求較高。為了適應(yīng)變水位泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁水上作業(yè)安全風(fēng)險、滿足水保區(qū)綠色施工要求和降低施工成本目標(biāo)，設(shè)計了水上自浮式環(huán)保泥漿池，并成功應(yīng)用，解決了水保區(qū)泥漿處理難題。

6）主墩樁基處在本項目關(guān)鍵線路上，每個墩8根2.5 m樁基按照4根×2排方式布置、樁間距為6.25 m，難以形成多個作業(yè)面同時作業(yè)，交差鉆孔時相互影響較大。施工按照2輪成孔安排，每輪鉆孔為對角交叉布置，同時施工時樁間距為8.84 m，減小同時作業(yè)間的相互影響，并適當(dāng)錯開每輪4根鉆孔灌注樁成孔深度?？刂泼枯?根鉆孔灌注樁鉆進(jìn)進(jìn)度差3 m以上，并適當(dāng)提高泥漿濃度以防止相互影響引起漏漿、塌孔等質(zhì)量問題。

7）主墩承臺頂標(biāo)高位于東江主航道河床面以下約50 cm，按照低樁承臺設(shè)計，鋼護(hù)筒頂?shù)綐俄斁嚯x約為15.0 m，虛樁長度較長，樁基施工控制難度較大。為了防止樁基鋼筋籠上浮、檢測管漏水、樁頭質(zhì)量等問題，現(xiàn)場采取了系列技術(shù)措施。對鋼筋籠4根吊筋進(jìn)行優(yōu)化，采用4根10號工字型鋼作為吊筋，10號工字型鋼下口與樁基鋼筋籠加強(qiáng)筋及伸入承臺內(nèi)的主筋焊接牢固，10號工字型鋼上口固定在鋼護(hù)筒上，10號工字型鋼起到拉、撐作用，防止大直徑鋼筋籠上浮。設(shè)計樁基檢測管為樁頭以上50 cm，但對于水下低樁承臺樁基存在較大質(zhì)量風(fēng)險，易導(dǎo)致檢測管漏泥漿、水泥漿且檢查難度較大，可能引起檢測管堵管無法檢測。因此，檢測管加長至鋼護(hù)筒頂以上30～50 cm并注滿清水，可以防止檢測管漏堵塞問題。

8）主墩樁基均為摩擦樁，且持力層均為中風(fēng)化巖層，設(shè)計對樁底沉渣厚度要求較高，要求樁底沉渣厚度≥5 cm，高于施工技術(shù)規(guī)范要求。選用優(yōu)質(zhì)泥漿，以增加孔壁顆粒之間的膠結(jié)力，形成泥皮起到保護(hù)孔壁作用。提高泥漿黏度，主要通過使用細(xì)分散泥漿、增加泥漿中膨潤土含量、加入增黏劑等措施實現(xiàn)，在鉆進(jìn)過程中，至少每2 h測定1次該地質(zhì)的比重、黏度、含砂率，全面掌握孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)，及時調(diào)整和優(yōu)化，然后預(yù)配置泥漿，同時通過泥漿面觀察孔壁的穩(wěn)定情況，確保安全[1]。鉆進(jìn)時采用正循環(huán)處理鉆渣的做法，通過水上自浮式環(huán)保泥漿池（儲蓄池和沉淀池）進(jìn)行泥漿護(hù)壁及清渣，終孔完后一次清孔，采用黑旋風(fēng)ZX-250型高頻振動泥漿篩氣舉反循環(huán)清渣工藝，當(dāng)孔底沉渣厚度超過設(shè)計要求時，若不采用措施處理，難以確保摩擦樁孔底沉渣厚度不大于5 cm的要求。采用錐形空心錘可以解決沉渣過厚問題，用鉆機(jī)主卷揚(yáng)機(jī)吊起錐形空心錘，并使錐形空心錘的DN25mm高壓水連接管與超高壓水泵連接，緩慢放入孔底，當(dāng)錐形空心錘落到孔底后反復(fù)起落錐形空心錘沖擊孔底幾次（提錘高度控制在2 m以內(nèi)），直至錐形空心錘底刃腳沖擊到基巖面，停止提起錐形空心錘，開啟超高壓水泵進(jìn)行沖洗孔底，使孔底沖起的沉渣上翻，同時啟動孔內(nèi)泥漿泵繼續(xù)循環(huán)，高效、經(jīng)濟(jì)解決孔底沉渣過厚問題。

4 結(jié)語

東江特大橋主墩大直徑超長樁基在復(fù)雜地質(zhì)條件下施工具有較大的施工難度，主墩鉆孔灌注樁基于2018年10月開始施工，2019年3月中旬完成樁基施工。施工過程中遇到變水位、水流速度大、超厚卵石層、粉質(zhì)黏土夾層、斜坡面巖層、綠色環(huán)保施工等一系列技術(shù)難題。項目采用了依據(jù)水位變化調(diào)整孔內(nèi)水頭差、卵石層特殊護(hù)壁及鉆進(jìn)方法、粉質(zhì)黏土夾層以及斜坡面巖層成孔問題處理及防治措施、環(huán)保區(qū)泥漿無污染處置方法等大直徑超長樁基成套施工技術(shù)，解決了鉆孔灌注樁施工過程中的系列問題，最終主墩樁基檢測結(jié)果均為Ⅰ類樁基，樁底沉渣厚度均在2 cm以內(nèi)，滿足設(shè)計要求的不大于5 cm，提高了鉆孔灌注樁施工速度和成孔質(zhì)量，達(dá)到了安全可靠、施工快速、經(jīng)濟(jì)合理的預(yù)期目標(biāo)，獲得了較好的綜合效益。