跨海大桥大型深水基础施工技术介绍

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1. 跨海大桥大型深水基础施工技术介绍
2. 目录绪论一二三四五大型深水基础施工平台设计台州湾跨海大桥基础施工技术信息钢套箱围堰施工钻孔桩基础施工技术
3. 一、绪论正式拉开了我国跨海长桥建设的序幕
4. 绪论 随着国家经济发展和桥梁设计和施工方法的日趋成熟, 本世纪初期开始修建的东海大桥和杭州湾跨海大桥，正式拉开了我国跨海长桥建设的序幕。目前我国深水长桥的建设正处于蓬勃发展的阶段，大量的江河、海湾、岛屿、海峡上即将架设起一道道“人间彩虹”。随着一些大型跨海、跨江桥梁的设计标准和技术含量的提高，其桥梁跨度越来越大，对基础的要求也就越来越高，从而使深水基础承台的施工成为这类大型项目的控制性工程。 1、跨海长桥的背景、现状及发展：
5. 渤海湾大桥厦彰大桥珠港澳大桥杭州湾大桥台湾海峡大桥琼州海峡大桥东海大桥金塘大桥上海长江大桥
6. 绪论我国早期深水桥的基础主要是采用沉井和沉箱基础。近年来，由于深水桥梁的设计和施工技术取得了新突破，使得深水钻孔灌注桩基础的施工技术也取得不断的发展，超长、大直径的钻孔灌注桩已被广泛应用于大型深水桥梁建设中。跨海大桥的建设面临多变的气象环境、复杂的海底地质与水文条件的影响和混凝土设计基准期年限长等众多不利因素。跨海大桥的共同特点都要面临大型深水基础施工的难题，
7. 绪论跨海大桥的共同特点都要面临大型深水基础施工的难题，当跨海、改沟、改河、截流与防水围堰相比已不经济，甚至不可能时，从而使深水基础防水围堰的施工成为这类桥梁施工成败的关键。下面重点结合台州湾跨海大桥对深水基础施工做简要介绍。从所处的自然环境以及基础施工的技术难度来讲，跨海大桥基础施工主要从以下几方面采取措施： 1．最大程度的掌握大桥所处海域的气象、水文资料，详查工程地质情况。钢套箱湍急的水流钢栈桥钢平台
8. 绪论 2．选择最恰当的技术方案，对施工方案要反复比对，不仅要考虑材料的造价，还要求综合考虑施工与将来运营的成本。 3．选用合理施工工艺，要求其工艺尽量简单，选用先进的大型专业的施工设备。 4．做好特殊的海工混凝土的研制和现场配比工作；对钢结构构件采取有效的防腐蚀措施，以达到年设计基准期的要求。 5．做好施工组织设计，对施工材料和设备的协作和调配进行优化。
9. 绪论2、国外桥梁大型深基础的发展：早期国外跨海大桥的基础主要都是采用气压沉箱基础，到了二十世纪三十年代，沉井基础的应用，成为优先考虑的基础类型。二十世纪七十年代后，随着科学技术的发展，各国在修建跨海大桥时都有各自偏爱的基础类型，形成了独特的技术风格。美国纽约布鲁克林大桥
10. 绪论2、国外桥梁大型深基础的发展：基于沉箱基础固有的缺点，工程人员在其基础上加以改进，发明了沉井基础。1936年建成的著名的美国旧金山--奥克兰大桥在水深32m、覆盖层厚54.7的条件下，采用60m×28m浮运沉井，射水、吸泥下沉，入土深度达73.28m。
11. 绪论2、国外桥梁大型深基础的发展：二战之后，美国所建桥梁的基础形式日益多样： 1955年，查蒙德•圣•莱弗尔在18m水深条件下先打H型钢桩，然后整体安装钟形套箱，最后灌注水下混凝上，首创钟形基础。 1957年，美国新奥尔良的庞加川湖桥水中基础采用了φ1.37m的预应力管柱。 1966年的美国班尼西亚马丁尼兹桥采用了钢筋混凝土沉井内继续施打钢管桩的组合基础。 1994年切萨比克--特拉华运河大桥和休斯顿航道桥分别采用预制的预应力混凝土方桩和混凝土方桩做为桥梁基础。
12. 绪论2、国外桥梁大型深基础的发展：欧洲的桥梁大国丹麦，建桥历史悠久，很有代表性： 1935年小海带桥在水深达30m的条件下采用43.5m×22m的钢筋混凝土沉箱， 1998年建成的大海带桥主桥主塔基础采用了重32000t的设置基础。 2000年建成的厄勒海峡大桥，全长16km，其51个引桥全部采用设置基础，其主塔墩设置基础长37m、宽35m、高22.5m，自重20000t。
13. 绪论2、国外桥梁大型深基础的发展：在 1970年至2000年间，日本所建的众多桥梁中很大比例采用了沉箱基础，如浦户大桥、日本港大桥、神户的波特彼河大桥等。还有一部分采用了沉井基础，如广岛大桥、早漱大桥等。日本所建的世界第一大跨度的明石海峡大桥采用了圆形的设置沉井基础，其尺寸直径达φ80m，高79m，是前所未有的庞然大物。
14. 绪论2、国外桥梁大型深基础的发展：日本明石海峡大桥
15. 绪论3、国内桥梁大型深基础的发展：在我国真正开展桥梁建设直到解放后才开始，其整个桥梁基础形式大致经历了从管柱基础、沉井基础到大力发展钻孔灌注桩基础的过程。我国发展跨海大桥是从上世纪80年代开始的，1987年动工并于1991年5月建成通车的厦门大桥，它也是我国首次采用海上大直径嵌岩钻孔灌注桩。1997年的广东虎门大桥，其主通航跨的跨度达到了当时我国桥梁跨度最大的888m，所用的基础形式也是钻孔灌注桩基础。
16. 绪论3、国内桥梁大型深基础的发展：在下面列举几个国内近几年施工的代表性桥梁工程大型深水基础运用情况： 1)．浙江杭州湾跨海大桥通航孔南航道桥主塔基础采用38根直径2.8m钻孔灌注桩，桩长125m，创国内跨海大桥超长钻孔灌注桩桩基础施工新纪录（2005年中国企业新纪录）；基础承台为哑铃型结构，长81.4m，宽23.7m，厚6.0m，采用海工高性能混凝土，单个承台方量11000m3。引桥主要采用打入钢管桩基础。 2)．浙江舟山金塘跨海大桥主塔基础采用42根Φ2.85m变径至Φ2.5m的变径钻孔灌注桩，桩长为115m，基础承台结构尺寸为56.78×34.02×6.5m，单个承台方量10960m3。
17. 绪论3、国内桥梁大型深基础的发展：
18. 绪论3、国内桥梁大型深基础的发展： 3)．江苏泰州长江大桥(世界上最大的三塔两跨2X1080m悬索桥) 中塔采用沉井基础，沉井长58m，宽44m，总高度为76m，相当于半个足球场大、25层楼高，其下部38m为双壁钢壳混凝土沉井，上部38m为钢筋混凝土沉井。沉井沉入19m深水和55m河床覆盖层，为世界上入土最深的水中沉井基础。
19. 绪论3、国内桥梁大型深基础的发展： 4)．江苏苏通长江大桥苏通大桥是世界最大跨径斜拉桥，主墩基础为世界最大规模桥梁超大型群桩基础，由131根长120m、直径2.8m变至2.5m的变径钻孔灌注桩组成，承台平面为哑铃形，长113.75m、宽48.10m厚6.0m，混凝土为C35，方量42271m3，钢筋总重达7020t。
20. 绪论3、国内桥梁大型深基础的发展： 5)．江苏润扬长江大桥：悬索桥北锚碇基础为矩形箱式结构，长69m，宽50m，深50m，三纵四横隔墙将箱体结构分为20个隔舱，仓内充填砂和砼。穿过35m厚粉细砂，地连墙计42个槽段平均深度54m，最大深度57m，单幅6.0m宽槽段钢筋笼重量102t，创国内施工行业穿过粉细砂最厚、支护结构嵌岩地连墙最深、单榀钢筋笼重量最大新纪录。。
21. 绪论3、国内桥梁大型深基础的发展：润扬长江大桥
22. 绪论3、国内桥梁大型深基础的发展： 6)．江苏南京长江四桥：南京长江四桥为双塔三跨悬索桥，主跨1418米，世界排名第四，其中主塔基础采用48根D3.2m～D2.8m变直径钻孔灌注桩基础。主塔承台基础为哑铃形结构，平面尺寸80.5×35m，厚度9.0m，混凝土方量达17500m3。
23. 绪论3、国内桥梁大型深基础的发展：钻孔灌注桩基础
24. 绪论3、国内桥梁大型深基础的发展： 7).台州湾跨海特大桥：台州湾跨海特大桥主桥为主跨488m双塔双索面叠合梁斜拉桥，跨径布置85+145+488+145+85，主墩基础采用32根φ2.8m～2.5m端承桩，最长桩长约150m。从减少承台阻水面积及利于通航的角度考虑，主墩承台采用哑铃型承台、承台尺寸为78.6×24.3m（横×顺），为海工高性能混凝土。台州湾跨海特大桥因特殊地质条件和恶劣施工环境，主墩钻孔桩施工遇到了各种困难和前所未有的技术难题，例如：钢护筒变形、孤石、漏浆、铁板砂层钻孔桩施工。时间跨度达8个月，目前已全部施工完成。
25. 绪论4、跨海大桥大型深基础发展趋势：跨海大桥大型深基础发展趋势有： 1．新的结构形式 2．创新的施工技术 3．不断加大的基础结构尺寸 4．大型化、专业化的施工机械 5. 采用信息化施工技术
26. 绪论本次交流介绍主要重点：在对国内外桥梁大型基础施工技术调研与分析的基础上，结合台州湾跨海特大桥以及国内的其他大型海上桥梁的建设工程特点，对其大型深水基础施工进行以下几个部分的总结归纳： 1．跨海大桥大型深水基础施工平台的设计与施工； 2．海上大直径超长钻孔桩基础施工； 3．海上大型深水基础结构的防腐技术； 4．跨海大桥大型套箱制作、安装和大体积承台基础的施工技术。
27. 二、台州湾大桥基础施工技术信息
28. （一）气象信息台州湾跨海特大桥地处我国东南部沿海地区，属典型的亚热带季风气候区，桥区季风显著，四季分明，温暖细润、雨量丰富、台风频发的气候特点。冬季的10月、11月季风风速较大，年平均大风日数超过1个月。年平均影响施工的台风3次。工程区雾出现频率较高，各月均有雾出现，但主要集中在冬、春季。多年平均雾日40-50天，累年最多雾日72天，雾多数持续时间为1-4h。
29. （二）水文条件 1）．潮汐特征台州湾跨海大桥地处强潮海域、潮汐类型为正规半日潮，据附近海门站统计近期实测资料潮汐特征值如下(潮位基准面采用1956 黄海平均海平面)：最高潮位+5.65m 最低潮位-2.80m 平均高潮位+2.21m 平均低潮位-1.79m 最大潮差+6.75m 平均潮差+3.99m 设计高潮位+3.06m 设计低潮位-2.21m
30. （二）水文条件 2）．波浪平大桥施工设计波浪取值参照如下表：主桥采用P2点设计波要素，北浅水区引桥采用P1点设计波要素，南浅水区引桥采用P3点设计波要素。20 年重现期波要素如下表位置方向H1%（m）T（s）P1偏E4.875.0P2偏E5.248.3P3偏E5.188.3
31. （三）地质条件桥址区域位于海积平原区，横跨椒江河道，椒江水系底高程-2.0到-6.0m，水底地形总体变化平缓，河床较为稳定。上部为海积淤泥、淤泥质粘土，厚22-35m，其下部分布海积、冲海积软塑状黏性土，厚13.6-32.60m，性质差，中部以海积黏性土为主，软塑-可塑状，厚度一般较小，局部分布冲湖积粉质黏土；中下部分布两层冲积园砾，工程性质较好，两层圆砾间夹可塑状黏土，下伏基岩为晶屑熔结凝灰岩，凝灰岩粉砂岩，大桥主墩处揭露基岩顶板标高-137.32m至-138.59m。
32. （四）施工测量 1.施工测量坐标系统根据工程的特点，施工测量运用的坐标系统如下： 1）WGS-84坐标系统：主要应用于GPS测量。 2）平面坐标系统：建立了大桥独立坐标系，独立坐标系的椭球定位、定向。 3）高程系统：1985年国家高程系统。
33. （四）施工测量 2.施工测量控制网 1）施工测量平面控制网根据大桥工程的特点、特殊要求及施工方法，控制网分为首级网、首级加密网、一级加密网和二级加密网四个等级。次一级网由高一级网点作起算数据。 2）高程施工控制网与平面控制网类似，高程控制网分为首级网、海中首级加密网、一级加密网三个等级。次一级网由高一级网点作起算数据。
34. （四）施工测量 3.桥墩基础施工测量 1）基础施工测量控制技术、控制方法 2）GPS全球卫星定位 3）施工平台施工测量技术 4）钻孔桩施工测量 5）承台施工测量 6）基础沉降观测
35. 小结1．详细如实的收集大量基础信息对大型基础工程结构设计、施工具有重要的指导意义。 2．GPS测量技术随着海上大型工程的建设，尤其是桥梁工程建设，目前运用已经成熟，精度能达到设计的要求，具有选点灵活，作业方便，工作量小等传统方法无法与之比拟的优点，成果可靠。GPS短基线测量能够代替传统导线测量方法进行加密点的测设工作。
36. 三、跨海大桥深水基础施工平台设计1.概述 2.施工平台设计思路 3.钢平台的主要设计参数 4.钢平台计算工况类型及最不利工况确定 5.钢平台施工 6.钢平台处的冲刷与防护 7.小结
37. 钻孔桩在旱地进行施工非常方便易行，平整场地后，钻机即可就位并开钻作业，但是由于海上桥梁基础都位于水深、流急、潮差大、强腐蚀的环境中，因此在进行钻孔桩施工前首要为钻机、沉放钢筋笼及灌注设备等提供一个作业场地，以满足钻孔、灌注水下混凝土的需要，并保证人员及机具的安全，这就产生了大型桥梁施工所用的施工平台。 1.概述
38. 1.概述台州湾跨海大桥地处入海口，浪高、潮大、风疾，施工水文条件恶劣，地质条件差，台风活动频繁，冬季季风时间长。钻孔施工平台的施工、钢护筒的准确定位和沉放难度很大，经过多次专题讨论，最后确定为以钢护筒为主要支撑桩的平台结构形式，考虑工期要求及水文条件，选用打桩船进行钢护筒沉放。常规水上平台可选用起始平台利用移动悬挑式导向架和整体式简支导向架两种工艺进行钢护筒沉放。这两工工艺钢护筒的沉放精度非常高。
39. 杭州湾大桥海上施工平台
40. 1）．台州湾大桥海域施工条件恶劣，需要设计抗风、浪、流、潮以及抗冲刷能力很强的大型钻孔施工平台。 2）．要充分利用钢护筒入土深的特点，将钢管桩和钢护筒共同作为钻孔平台的支撑桩。 3）．施工平台不但要为钻孔桩施工提供作业区，配置电力系统和起重设备，还要为施工人员提供生活、办公、构件加工区。施工平台设计思路
41. 施工用钢平台是比较重要的临时结构，对一些设计参数的确定按照20年一遇的标准进行取值。对平台标高的确定则选用了两种标准：钻孔区平台按照5年一遇高潮位，并满足钻孔桩施工中水头高度要求，按照20年一遇高潮位确定其顶标、同时还要海浪的影响、考虑平台的下部焊接的可行性，标高确定为+6.5m。钢平台主要设计参数
42. 表3.1 钻孔钢平台主要设计参数表序号设计参数取值1设计高潮位＋3.06m2设计低潮位－2.21m3设计垂线平均流速涨潮：1.52m/s4允许冲刷深度3m(超过即进行防护)5设计风速台风期:36.3m/s6设计波高台风期: 2.57m7平台标高钻孔平台为+6.5m；两端的辅助平台为+6.5m8钻机荷载考虑6台钻机同时作业、隔孔布置，单机重量1600kN，动力系数1.29平台均载按10KN/m2考虑10起重设备布置一台80t履带吊和两台80t龙门吊
43. (本页无文本内容)
44. 钢平台计算工况类型及最不利工况确定根据平台的施工工艺、海床冲刷及使用期间可能出现台风侵袭，平台设计考虑以下工况： 1．单桩稳定验算； 2．台州湾大桥水流速不算太大，冲刷深度3m考虑； 3．成桩前抗台风； 4．平台未全部完成时的抗台风情况； 5．整个平台在最大冲刷深度时抵抗台风； 6．整个平台在最大冲刷深度时正常工作。第4种为最不利工况。
45. 1.护筒区平台施工护筒区平台是钻孔桩施工平台最核心的部分，是主要的受力结构，也是施工难度最大的部分。护筒区平台施工中最重要的是钢护筒沉放施工，沉放质量不但关系到护筒区平台的安全，而且还关系到钻孔桩施工能否顺利进行，如何保证钢护筒的沉放精度(包括平面位置及垂直度)，又是钢护筒沉放施工中的关键。护筒沉放工艺流程见图3.6示。水上钢平台施工
46. 整体式导向架沉放工艺1、安装导向梁2、安装定位调整装置3、插入钢护筒4、振沉钢护筒钢护筒沉放施工
47. 设计导向架摆放示意图钢护筒振沉施工现场导向架下放钢护筒施工ICE-V360振动锤整体式导向架沉放工艺桩基护筒采用导向架定位、ICE -V360液压振动锤振动下沉工艺；
48. a、导向架就位 b、护筒起吊 c、护筒进龙口d、测量定位 e、振动下沉 f、沉放设计标高移动式导向架沉放工艺g、移导向架，依次沉放
49. 4.主要施工方案介绍4.1主墩大直径超长桩施工1、桩基钢护筒施工主墩桩基钢护筒施工拟采用“长大海基”整根施沉工艺，关键控制因素：平面位置、垂直度。运桩船定位打桩船取桩精确定位锤击沉桩
50. 杭州湾大桥钢平台处的海底防护台州湾跨海大桥由于水流速小，冲刷不大，故此没有采取海底防护措施。杭州湾大桥、嘉绍大桥因流速大、冲刷快，为了确保钢平台施工以及钻孔桩施工期间的安全，在钢平台施工期间同时进行平台处海底防护。具体的防护方法为如下：由于钢平台及钢护筒是按照从下游至上游的推进法施工，所以抛填维护工作也是按照此方法进行。每沉放完一根护筒后，在高平潮或低平潮时段流速较小时，利用多功能作业驳上的起重设备将袋装砂用大型网兜吊运至该护筒周围进行抛填。待推
51. 钢平台处的海底防护进至两排护筒后，再对已经形成平台的区域进行补抛找平，保证抛填厚度达到1.5m以上。当钢平台施工全部完成后，再将抛填的范围扩大，对平台边缘向外侧15m的范围进行抛填，抛填厚度仍然按照不小于1.5m控制。在钻孔桩施工期间，还要求对平台处海底标高进行定期测量，了解冲刷情况，使钢平台始终处于设计的安全受控状态。
52. 5
53. 6
54. 小结台州湾大桥两个主墩平台，从2015年6月初开始进行搭设，2016年5月份完成桩基施工，平台开始拆除。在搭设过程中及后续进行的钻孔桩基础施工过程中经受了大风、大潮汛、大波浪的考验，状况良好，对此施工平台下面谈几点体会：
55. 小结1．采用入土深度达40m的钢护筒作为支撑桩的平台结构形式,能够满足流急、浪高、台风等条件下平台整体稳定性要求，同时节约施工成本。 2．采用打桩船进行海上钢护筒的沉放，能够满足钢护筒沉放精度要求，是一种行之有效的施工方法。 3．施工平台在施工过程中证明了平台的一些技术参数如平台顶标高、平台尺寸等，以及设计条件的确定是合适的，为其他海上桥梁施工平台设计提供了借鉴。 4．此施工平台采用的结构形式决定了现场焊接工作量很大，由于恶劣海况气候影响，有效工作时间比较少，工效低，所以还有可以改进的部分。例如由于焊接工作量大，应该尽量将一些构件在陆地上加工成品，运到现场安装，减小现场焊接工作量。
56. 采用全自动导向架， 3次精确定位插打钢桩装配式钻孔平台小结移动式平台
57. 四、跨海大桥深水基础钻孔桩施工技术1.超长桩主要施工难点 2.超长桩施工关键技术 3.超长桩施工主要创新点 4.施工中遇到的主要问题及处理技术 5.小结
58. 1. 超长桩施工主要难点桩基础施工是大桥顺利建成的关键，本工程通航孔主墩桩基直径2.5m，桩长最长达到150m，为大直径超长桩，其施工难点如下：（1）地质复杂，铁板砂层钻头磨损大，进尺缓慢，基岩面倾斜坡度大，易斜孔。（2）易塌孔地层多，泥浆要求高；黏土层易出现糊钻堵管。（3）主墩桩基数量多，桩长长，钢筋笼下方及水下混凝土灌注工期要求紧，施工组织复杂。
59. 2.超长桩施工关键技术2.1 超长桩快速成孔技术高强度胶结圆砾铁板砂层等多种复杂地质对成孔施工带来了超乎想象的困难。具体表现在： ① 由于胶结程度高、极密实，导致进尺非常缓慢，最慢的每小时进尺不到1cm； ② 钻头磨损严重，刮刀钻经常发生围裙及加劲板全部磨损、合金全部崩掉等现象，连牙轮钻的牙轮也基本磨平，伤害到牙轮底座，迫不得已需要经常起钻更换钻头；
60. 2.超长桩施工关键技术2.1 超长桩快速成孔技术 ③ 粉质黏土层极易糊钻，需要经常提钻清理，影响钻进效率； ④ 由于岩质坚硬倾斜，导致钻机扭矩大大增加，对设备要求更高，同时需经常起钻检查，占用起重设备。面对困难，项目部反复摸索，通过以下措施成功解决了大直径高强度胶结圆砾铁板砂层等复杂地质的快速成孔问题。
61. 2.超长桩施工关键技术2.1 超长桩快速成孔技术一、铁板砂层进尺缓慢的工艺改进通过前期实践摸索对比，此地层钻进刮刀钻头钻进速度优于滚刀钻头，但尚未达到项目所要求的进尺速度，针对此情况，主要改进措施： 1、加大配重，加厚护圈及钻尖钢板厚度增加钻头刚度避免钻进过程中钻头变形，增加钻压。刮刀钻头所需钻压： P—刮刀钻头所需钻压；E—刀具重复数，一般取1.2～1.5； —刀具单位刃长钻压；B—钻头在半径方向切削宽度，等于钻头半径。
62. 2.超长桩施工关键技术2.1 超长桩快速成孔技术一、铁板砂层进尺缓慢的工艺改进 2、将四翼刮刀改为三翼刮刀，减少破土的阻力，。 3、优化超前锥及刮板与中心管夹角，将超前锥角度从120°减少为110°，刮板角度从120°增大130°；使超前锥变“锋”，发挥其易钻进的特点，提高钻速；使刮板稍“钝”，利用其平稳钻头运转特长，达到钻速及钻头平稳运转两者均理想之目的。 4、更换K543优质合金刀具，并增设一道刀具底部合金，提高钻砂功效；同时加密刀具利于分解板结细砂。
63. 2.超长桩施工关键技术2.1 超长桩快速成孔技术一、铁板砂层进尺缓慢的工艺改进改进前四翼刮刀钻头改进后三翼刮刀钻头
64. 2.超长桩快速成孔技术2. 桩基施工主要创新点一、铁板砂层进尺缓慢的工艺改进改进前合金钻头改进后合金钻头
65. 2.超长桩施工关键技术2.1 超长桩快速成孔技术二、黏土层“糊钻”问题工艺改进在硬塑状的粉质黏土层钻进极易形成“糊钻”，钻渣无法排出，泥浆无法循环，不能正常钻进。形成糊钻的原因分析： ① 由于地层中存在塑性黏土层，粘度大，钻压大，钻头的进尺速度与旋转速度不匹配； ② 钻孔过程中泥浆性能指标差，粘度大； ③ 空压机风压少、风量少，无法将较深的钻渣及时吸出。
66. 2.超长桩施工关键技术2.1 超长桩快速成孔技术二、黏土层“糊钻”问题工艺改进 1、通过计算分析优化风包钻杆位置增强气举效果空气压力需根据分气管安装于导管泥浆面下最大深度而定： P—气源压力；H—分气管施放在导管中的深度；ρ—泥浆比重。随着泥浆密度、气管施放深度的增加，所需气源压力成正比升高。气举反循环二次清孔所需风量与导管面积和泥浆混合液提升速度相关：
67. 2.超长桩施工关键技术2.1 超长桩快速成孔技术二、黏土层“糊钻”问题工艺改进 1、通过计算分析优化风包钻杆位置增强气举效果 Q—所需供气量；K—系数，经计算K=0.45；d—导管直径；v—气举反循环提升泥浆混合液流速气举反循环工艺中，空气混合器（风包）沉入泥浆的深度H1，反循环泥浆出口至泥浆面的高度为H2, ,且该比值越大返浆效果越好。 2、通过对空压机双机并联，增加风压及单位时间的举升量，提高单位时间的液流速度及排渣量。
68. 3.超长桩快速成孔技术3.1 超长桩快速成孔技术空压机风管并联黏土层风管堵塞二、黏土层“糊钻”问题工艺改进 3、改进刮刀钻头的梳齿排列，将梳齿由密改疏，对吸渣水口的结构进行优化改进。 4、加强扒渣工与操作工的沟通，根据出渣情况及时调整钻进参数。
69. 2.超长桩快速成孔技术2.1 超长桩快速成孔技术三、斜孔的预防措施由于地质情况较为复杂，岩层埋置深且倾角大，且岩石强度变化较快，施工中很容易出现斜孔，主要采取如下预防措施： ① 提前更换滚刀钻头，根据地质情况并密切注意出渣情况，在一进入全风化岩层即更换滚刀钻头，同时增加钻头导向器进行钻进，明显提高了一次成孔的合格率； ② 更换滚刀钻头后采用减压慢速通过的方式依次通过全风化、强风化岩层，进入强风化岩层后每钻进２０～３０ｃｍ提起上下扫孔，直至确认全断面进入中风化岩层后再正常钻进。
70. 2.超长桩施工关键技术2.2 超长桩钢筋笼快速连接下放技术钢筋笼快速连接下放技术桩基施工中钢筋笼的对接一直是困扰施工单位的一个难题，钢筋笼对接一般占整个钢筋笼下笼时间的70%-80%左右，因此钢筋笼的对接速度直接影响到下笼的时间，特别是在一些地质条件不好的地区，威胁到成桩的质量。针对上述问题，我们采取如下的工艺措施，目的就是为了提高钢筋笼对接的速度，缩短下笼时间，保证成桩质量。 1、根据钢筋笼结构特点及重量，优化钢筋笼下放工艺，在满足起重要求的前提下，采用履带吊结合龙门吊下放钢筋笼工艺。
71. 2.超长桩施工关键技术2.2 超长桩钢筋笼快速连接下放技术钢筋笼快速连接下放工艺 2、优化钢筋接头，增设笼内作业平台，提高作业功效。在钢筋笼接头处单设两个短钢筋接头，增设笼内作业平台，以便于作业人员进入笼内进行钢筋笼内层钢筋套筒的施拧，提高作业功效。 3、提高后场钢筋笼制作精度，加强对钢筋套丝精度控制及对丝牙二次整形，加快现场接头对接速度。
72. 第四点第三点第一点第二点N0.1N0.2
73. N0.3N0.4N0.5
74. 2.超长桩施工关键技术2.3 超长桩水下砼快速灌注技术水下混凝土快速灌注工艺对于大直径钻孔灌注桩来说，水下灌注混凝土是关键工序，因为大直径桩孔的灌注时间长、难度大，很容易发生堵管、顶管、顶面混凝土初凝等问题。单桩混凝土方量达800方，对混凝土生产供应系统及现场灌注工艺要求高 1、采用大直径导管（Φ350mm导管）提高混凝土浇筑效率，履带吊配合提高拆管工效； 2、全过程采用12m3混凝土运输车直接浇灌工艺，加大混凝土浇筑强度，做好组织保障，确保>80m3/h。
75. 2.超长桩施工关键技术2.3 超长桩水下混凝土快速灌注工艺主墩桩基首盘砼灌注主墩桩基正常砼灌注水下混凝土快速灌注工艺
76. 3.超长桩施工主要创新点3. 主要创新点一、通过对不同地层使用不同构造钻头形式进行充分的分析，有效解决了黏土层“糊钻”、“铁板砂”层进尺困难以及倾斜岩面易斜孔的的难题，大幅提升了桩基成孔速度。二、通过改进钢筋加工及安装工艺，使得150m长钢筋笼安装下放时间控制在13h左右，大大提高了功效，降低了施工风险；三、通过灌注工艺的改进，提高了灌注效率，避免了泵送后混凝土性能变化带来的施工风险。
77. 施工中遇到的主要问题及处理技术1.护筒变形及处理平潭海峡大桥由于非常不利的特殊地质条件，也出现了杭州湾大桥钢护筒底口严重变形的情况。主桥主墩钢护筒的规格相同(均为φ3000×25mm)、入土深度为27m左右；虽然钢护筒的沉放工艺采用了移动悬挑式导向架和整体式大跨度简支桁架两种工艺。利用激振力大720t的液压振动锤将钢护筒拔出泥面，底口变形成丁字型，如图示。
78. 平潭海峡大桥钢护筒变形图
79. 平潭海峡大桥钢管桩变形图
80. 图4.4 杭州湾大桥护筒底口变形实例图
81. 施工中遇到的主要问题及处理技术1）钢护筒变形的原因分析 ⑴ 钢护筒下沉过程内、外土压力不均衡的影响 ⑵ 钢护筒刚度影响 ⑶ 钢护筒加工精度的影响 ⑷ 地层变化以及孤石影响。
82. 施工中遇到的主要问题及处理技术2）变形钢护筒的处理变形钢护筒处理采取以下三种方法，即水下切割变形钢护筒、千斤顶顶撑变形钢护筒以及回填片石冲机处理。由于千斤顶顶撑的施工方法无法解决顶撑后回弹的问题，所以该方法很难成功。
83. 环向箍1竖向肋环向箍2环向箍3钢护筒底节部分加固图片
84. 五、跨海大桥深水基础大体积承台施工技术1.概述 2.钢吊箱设计与施工 3.大体积承台混凝土施工 4.小结
85. 1．有关钢吊箱施工随着大跨径桥梁的不断涌现，桥梁基础的规模越来越大，钢吊箱作为桥梁大型深水基础承台施工的主要隔水结构，尺寸也越来越大，因钢吊箱比混凝土吊箱具有自重轻、可拆卸、可周转等优点，应用较多。钢吊箱的施工工艺也在不断推陈出新，超大型钢吊箱施工方法主要有如下几种：
86. 方法一⑴ 为减少主线施工时间，首节钢吊箱工厂内制作,船运至施工现场,采用大型浮吊整体吊装就位。例如舟山金塘大桥钢吊箱：金塘大桥钢吊箱长60.88m,宽38.12m,高9.858m,重约1623t，安装施工下图5.16示。
87. 图5.16 金塘大桥钢吊箱安装图片
88. 方法二⑵ 在钻孔桩施工结束后，在钻孔平台上搭建钢吊箱拼装平台，然后在平台上组拼钢吊箱，钢吊箱组拼完毕，采用浮吊或千斤顶等设备将钢吊箱整体下放到位。例如苏通大桥主桥墩基础钢吊箱施工即采用千斤顶整体下放到位。南京四桥南主塔钢吊箱采用浮吊下放。
89. 南京四桥南主塔钢吊箱重1700吨，浮吊抬吊。图5.17
90. 苏通桥主4号墩钢吊箱设计为双壁有底自浮式钢吊箱，安装完后形状为哑铃形，外壁长117.950m，外壁宽为52.300m，壁间宽度为2m，高度18.5m，总重约6180t。国内没有大型起重船能够整体起吊，钢吊箱采用工厂分块分节段制作，现场散拼、逐节沉放的技术方案。首节吊箱重3120t，钢吊箱采用连续千斤顶多点起吊、同步下放，入水自浮后，通过加配重沉放吊箱至指定位置。下图5.18示。
91. 千斤顶图5.18 苏通大桥钢吊箱安装图片
92. ⑶ 钢吊箱预先分几大块工厂进行制作，在钻孔桩施工结束后，分三部分先后现场用浮吊安装，最后在现场连接成整体。例如杭州湾钢吊箱施工，每部分重约600吨，下图5.19示。方法三
93. 图5.19 杭州湾大桥钢吊箱安装图片
94. 方法四⑷ 钢吊箱在船厂船台上制作完毕，解除钢吊箱固定装置，牵引钢吊箱沿滑道下滑入水自浮，浮运现场利用浮吊吊装就位，优点是可以克服桥区无大型构件加工场地的难题。上海隧桥工程主塔承台基础钢吊箱采用上述方法施工。
95. 上海隧桥主塔承台基础钢吊箱长72.4m，宽37.4m，高10m，吊箱重约1480t，在江苏靖江某船厂加工，由靖江八圩汽渡上游50米处船台出发，浮运至上海长江隧桥B5标施工现场，利用起重船安装就位，其浮运里程达220余公里，经过长江江苏省、上海市两地，下图5.19示。
96. 图5.20 上海隧桥工程钢吊箱浮运、吊装
97. (本页无文本内容)
98. 台州湾大桥钢套箱施工分块整体制作。既可以保证制作安装的精度，又可以解决安装设备起重量不足的难题。台州湾大桥主桥套箱，采用此种方式完美的实现了快速精确的防撞钢吊箱安装任务。主桥墩防撞钢吊箱尺寸长85.8m、宽28.7m、高8.8m，重量近900t。分四块制作，采用600t起重船分四次安装。
99. 台州湾大桥钢套箱施工
100. 台州湾大桥钢套箱施工

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