五峰山长江大桥大直径超长群桩基础综述

覃鑫

重庆交通大学 土木工程学院  重庆  400074

摘要：当前随着大跨径桥梁和高层建筑的与日俱增，超长桩的使用也日益增多，而超长桩的使用主要以群桩的形式出现。在一些大跨径桥梁，由于地质复杂、施工要求等情况，超长群桩的运用极为广泛。本文就江苏省镇江市五峰山长江大桥进行综述，分析桩基施工时面临的一系列难点，总结桩基的施工工艺及流程。

关 键 词：超长群桩；难点；施工工艺

0  引言

超长大直径桩基础的施工是桥梁建设的重点和难点，特别是受水文、地质、周边环境及桥梁建造装备的影响，不同工程的桩基基础施工难度也不尽相同，桩基础施工的成败是决定桥梁施工能否如期完成的关键[1]。

下面着重就江苏省镇江市五峰山长江大桥从群桩的角度进行分析—桩基施工时面临的一系列难点，桩基的施工工艺及流程。

1工程概况

五峰山长江大桥创同类桥型多项世界之最,其中由中交二航局负责施工的北主塔高达203米。北岸主3#塔承台设置70根直径3.1/2.8m变径桩。承台上、下游各布置35根桩，桩基呈梅花式布置。另外因承台封底需要，在系梁位置设置4根临时钻孔桩，直径为2.8m，桩长约45m。桩基设置直径3.3m钢护筒，护筒长33.5m，底标高-26.5m[2]。

由中铁大桥局负责施工的南主塔高达191米。4#主墩为南岸临江陆地主塔墩，基础采用左右塔柱分离式承台（中间设系梁连接）、群桩基础形式，共布置67根直径2.8m钻孔桩。承台上游布置35根桩，下游布置32根桩，桩基呈梅花型。上游为长桩，桩长65~128m，下游为短桩，桩长50~95m。

2面临难题

2.1  地质复杂

地层岩性多样，软硬度不一致，活动断裂发育，新构造运动强烈，生态环境十分脆弱。

2.2 航道狭窄繁忙、下游跨江电缆过近

   该桥位于长江下游，而长江下游区域一直以来都因水深，水上运输繁忙以及航道狭窄等难题，限制了桥梁工程的建造，五峰山长江大桥想要在此地建成十分困难。下游跨江电缆过近，在开展工作时限制很多，操作起来不方便。

2.3  桩基入岩深而钻进效率低、桩清孔难度大

桩基应插入岩层以下较深位置，但是由于进入岩层深度深，持力层岩石强度大，对钻孔机械性能要求高，钻进的效率大大降低。将孔底部沉淀清理干净的难度也会随着桩基入岩过深而增大。

2.4钢筋笼易变形、直螺纹套筒连接精度难以控制、后期安装钢筋笼定位困难

在外力的作用下易发生变形或者是起吊后，钢筋笼发生过大的扭转或弯曲变形。钢筋笼的工程庞大，操作起来很困难。施工人员放样有偏差或机械钻孔定位不准确以及开挖基坑时，一次性挖土深度过大，土侧压力造成桩位错动会导致安放钢筋笼时定位的精度难以控制。

3北岸3#主墩钻孔灌注桩施工工艺

魏湛力[2]阐述了泥浆处理及循环系统、钻机安装、调整及移位、钻进成孔的成孔施工工艺，提出了换浆清孔的重要环节，最后，从钢筋笼安装、导管下放、混凝土灌注三个方面探讨了成桩施工工艺。

3.1成孔施工工艺

3.1.1  泥浆制配及循环系统

为确保钻孔桩不塌孔、保证桩基施工质量，制配了比重1.05~1.15gcm-3，粘度19~28s，含砂率<4%，胶体率>95%，PH值为6.5~10之间的不分散、低固相、高粘度的优质PHP泥浆。

钻孔泥浆均在泥浆搅拌机护筒内拌制，处理后通过泵送流入钻孔孔内。

3.1.2 钻机安放、调整及移位

钻机就位前，须将基础垫平填实，在指定位置进行安装，在技术人员指导下摆平放稳，保证冲锤垂直对准桩位。

钻机初次就位后，利用全站仪或GPS进行位置调整，钻机就位之后需与平台之间进行焊接固定以保证钻机在钻进过程中不产生位移。

钻机的移位分二种情况进行：自行移位和利用浮吊直接吊装移位。

3.1.3 钻机成孔

主要有护筒内钻进、护筒口钻进、粉细砂层钻进、岩层内钻进四种钻机成孔方式。

3.2 换浆清孔

通过泥浆的高速流动把泥渣给带出来，保证钻孔里残留泥渣保持在很少的水平。

3.3成桩施工工艺

3.3.1  钢筋笼安装

钢筋笼利用龙门吊（或履带吊和浮吊）的吊装方法，其中四个吊点对称设置在每节钢筋笼最上一层加劲箍处，吊耳采用圆钢制作并与相应主筋焊接。

3.3.2  导管下放

导管下放过程中保持其位置居中，轴线顺直，平稳沉放。导管采用无缝钢管制成，快速螺纹接头，导管接头处设2道密封圈。

3.3.3  混凝土灌注

混凝土经溜槽进入小料斗和导管进行灌注。封底灌注采用砍球法、拔塞法施工。

4南岸4#主墩钻孔灌注桩施工工艺

白华伟、张琪等[1]对于南岸4#主墩上下游存在的地质差异，因此提出了上游采用回旋钻施工，下游采用冲击钻作业。针对持力层岩石硬度大、岩石体积庞大导致钢护筒无法下沉等难题提出了“大小护筒套打法”新的施工工艺。

4.1 回旋钻施工

4.1.1  泥浆制配及循环系统

各地层钻进过程中泥浆含砂率均≤4%，PH均在8~10之间，胶体率均≥95%，失水量均≤20ml

（30min）-1，泥皮厚度均≤3mm。粉质黏土、强风化凝灰质泥岩黏度均在18~20Pas之间，比重1.14~1.15gcm-3；微风化凝灰质砂岩、弱风化石英闪长斑岩19~22Pas之间，比重1.13~1.14gcm-3。

在钻孔平台上沿顺桥向布置7根回浆管，钻孔时，孔内泥浆进入泥浆箱，带钻渣的泥浆经泥浆分离器净化处理后经回浆管流入钢护筒内。

4.1.2 回旋钻机成孔

钻进过程中，不同地层采用不同的钻头、钻压、钻速及进尺速度，以最大限度地满足施工需要，降低钻机设备损耗。

4.2 冲击钻施工

4.2.1  泥浆制配及循环系统

泥浆参数指标与上游泥浆参数指标一致。

冲击钻采用孔内造浆，钻进过程中采用泥浆从钻孔顶部的入浆孔进入钻孔，沿钻杆中的导管流出，携带泥渣进入沉淀池的反循环排渣方式。

4.2.2 冲击钻机成孔

在埋好护筒和备足护壁泥黏土后，将钻机对位，安装好钻架，对准桩孔中心，开始进行冲击钻进作业。

4.3一次清孔

上下游均采用气举反循环工艺进行清孔[3]。

4.4成桩施工工艺

4.4.1  钢筋笼安装

钢筋笼利用龙门吊（或履带吊和浮吊）的吊装方法，采用“钢筋笼对接悬挂环”来解决钢筋笼的支撑及悬挂定位问题，并提出了竖向定位和平面定位两种钢筋笼定位方法。

4.4.2 混凝土灌注

采用垂直导管法灌注水下混凝土。同时采用气举反循环工艺进行二次清孔，然后采用拔球+隔水栓的方式进行首批混凝土的灌注。

5结 语

技术人员、施工人员凭借着聪明才智与辛勤劳动，解决了各种各样的难题。2016年10月24日，五峰山长江大桥南岸4号主墩27#桩浇筑成功，这项壮举不仅在长江流域独树一帜，在中国乃至整个世界都罕见至极。

参考文献(References)：

[1] 白华伟，张琪．五峰山长江特大桥主墩钻孔桩施工技术[J]．现代交通技术，2019，16(2)：47-50+80．

[2]魏湛力．五峰山长江特大桥主墩钻孔桩施工[J]．价值工程，2017，36(08)：129-130．

[3]范海梅，农代培，曹土运. 深水大直径超深钻孔桩施工质量控制[J]．世界桥梁，2013，41(56)：39-43．