桥梁水中墩桩基施工方案
（1）水中墩钢护筒设计
主墩基础为22根φ2.0m钻孔灌注桩，钻孔桩钢护筒外径2.4m，钻孔桩施工平台顶面高程设计为+6.72m，墩位处河床高程约为-7.5m，淤泥层厚度约4.9m，淤泥层下为砾砂层作为持力层，初定钢护筒长度为28m，钢护筒壁厚δ=16mm，所有钢护筒内壁在底部1.5m高度范围用δ=16mm钢板加强；钢护筒在工厂定制，分为三节，1节节长8m，2节长10m，运到现场后先在地面将8m、10m节对接，形成18m的底节；采用1台DZ90型振动打桩锤振动下沉到位，利用岸侧的80t履带吊机先插打第一节钢护筒到平台顶上约1m左右时，现场对接顶节焊接后下沉，插打护筒到设计深度。
（2）钢护筒的制造及打设 ①钢护筒插打前的准备工作
a、护筒内两端应设置“米”字支撑，以保证钢护筒在制造、运输、起吊的过程中不变形。
b、为便于起吊，在每节钢护筒距上端1.5m处均应设置大吊挂点，在距护筒底部1.0米处应设置辅助吊点。
c、为便于墩位上对接时的焊接施工，除底节护筒外，其余护筒在出厂前均应在其底部做好16mm×16mm的坡口。
d、准备一些1mm、2mm、4mm、6mm、10mm的钢楔块，用于调平钢护筒。
②钢护筒插打的机具设备
钢护筒插打采用DZ90型震动打桩机，钢护筒吊装由1台80t履带吊和1台35t汽车吊机配合施工。
③钢护筒的垂直度要求和测量控制
钢护筒的垂直度必须满足钻孔桩施工的需要，即钻孔桩垂直度不超过1/100，在护筒底部处钻孔桩平面位置偏差不超过50mm。
④钢护筒插打的工艺
底节钢护筒就位：起吊竖立钢护筒底节并保持护筒底高于平台1.0米左右，将护筒底部的“米”字支撑切割掉（应贴着护筒切割，不得留下根部），然后，将护筒吊放入桩孔缓慢下放；缓慢下放护筒，使其吊耳支撑在上导环顶面，在4个垂直方向上吊线垂检查护筒垂直度，利用钢楔块抄垫吊耳底面，将底节护筒的垂直度调整在1/500以内。
割除护筒上部的“米”字支撑，在护筒外壁对称焊接4个卡位角钢，如图。
第二节钢护筒对接：按照起吊护筒底节同样的方法起吊第二节护筒，将第二节护筒下口对准4个卡位角钢中间缓缓下放，使护筒顺着
卡位角钢滑到底节护筒顶面，转动护筒使上下节护筒的某一段对位比较圆顺并使上面的护筒略微支撑在下护筒上，同时用两台全站仪沿相互垂直的方向测量调节护筒，将上护筒与下护筒的出露段调节到一条线上，并用小楔块将上下护筒对接口抄紧，吊机松钩（吊钩仅略微带劲，使护筒保持不倒即可），再次用全站仪测量、调整，直至松钩后上下护筒位于一条线上，护筒垂直度满足规范及施工要求；然后，从对接比较圆顺的位置开始焊接钢护筒，不圆顺的位置则采用大锤敲打、马口楔铁等措施调整，使上下护筒对接平顺并焊接，逐步将接头焊接完毕。
插打钢护筒：吊机吊起护筒，割掉下护筒的吊耳，用活动上导环调节护筒垂直度，同时两台全站仪观测护筒垂直度及平面位置，缓缓下放钢护筒插入河床，直至稳定下来，然后，松钩吊起DZ90震动打桩机将护筒向下打。同样原理对接护筒顶节下沉，直至设计深度。
（3）桩基施工 1）施工布置
33#、34#主墩基础施工各主配备1台80t履带吊机，负责起吊和插打钢护筒、平台上钻机移位、吊装钻具、下放钢筋笼等，另各配备一台25t汽车吊配合作业。
钻孔桩施工时，配备相应的钻机、压风机、泥浆泵、泥浆船、运渣船及备用电源等。
主墩共配备4台钻机，每台钻机配备1台500m3/h泥浆分离器，每两台钻机配备1台40m3/min空压机，另根据现场情况共配备相应数量的泥浆泵。
2）钻孔桩工艺流程
钻孔工艺流程为：安装钻机、钻孔→清孔→拆除钻具→检孔→安装钢筋笼、导管→二次清孔→浇筑水下混凝土、养护→桩身混凝土质量检查。
3）钻孔桩施工顺序
每个主墩共22根桩，按照两相邻孔不得同时成孔或浇筑混凝土的施工原则，拟布置2台钻机进行钻孔桩施工。
4）桩基施工方法 ①钻机安装
钻机摆放在平台桁架上，与桁架间固定牢靠，钻机对中位置以钻孔桩设计位置为准，中心允许偏差不得大于2cm；钻杆倾斜率小于0.5%。钻机组装就位，其底座应水平、稳定，钻架中心与钻机转盘中心的连线应与钻盘垂直，钻头、钻杆和桩中心在一铅垂线上，以保证孔位正确，钻孔顺直。
开钻顺序要统筹安排，相邻两孔不能同时进行钻孔作业或灌注混凝土，以免互相干扰。灌注混凝土完成24h或混凝土桩的强度达到2.5MPa后，其邻孔才能开始钻孔。为避免成孔后长时间等待灌注混凝土，各孔具体开钻时间应统筹安排。
钻机安装的具体步骤及要求严格按钻机说明。因主墩钻孔桩桩长为127m，因此接钻杆时要配中间风包和稳定器，以保证清孔效率和钻孔的垂直度。
②泥浆制备、泥浆循环系统 a泥浆制备
钻孔泥浆选用不分散、低固相、高粘度的PHP优质膨润土化学泥浆。泥浆由优质膨润土、碱(Na2CO3)、羟甲基纤维素(CMC)和聚丙烯酰胺(PHP)等原料组成。
制浆用水须满足要求。 b泥浆循环系统布置
钻孔时采用泥浆船进行泥浆拌制，由输送管将泥浆供应到各钻孔桩护筒内，钻孔泥浆采用孔位护筒与沉渣筒之间的循环方式进行循环。在钻孔施工过程中泥浆的净化采用机械强制净化方法，每台钻机配一台ZX-500型泥浆分离器，过滤出粒径大于1.5mm的钻渣颗粒，过滤后的泥浆再通过泥浆分离器进行最终处理。
分离出的钻渣通过溜槽排放到指定的接渣车上，当钻至泥岩层内视泥岩造浆情况，可以补入江水进行钻孔。
泥浆循环系统连接示意图
c废浆的处理
本工程采用泥浆护壁，施工过程将产生大量的废浆和渣土，为做到文明施工，满足环保要求，废浆和渣土用翻斗车运离施工区域，在指定地点进行无害化处理。泥浆和渣土的运输必须及时可靠，以不影响施工。泥浆和渣土严禁乱排乱倒。
③钻进成孔
钻孔前对钻孔的各项准备工作进行详细检查，钻孔时按设计资料及实际地质情况绘制地质剖面图，并与钻探资料比较。钻机安装检查合格，泥浆制备达到要求后，方可开钻。
当钻孔至护筒底口以后，对护筒壁进行清理，然后提出钻头复测护筒底口中心坐标并取下加焊的翼板和钢丝绳刷。根据复测的底口中心坐标，决定是否要挪动钻机，然后重新下放钻头快速通过护筒底口3米后转入正常钻进，以免长时间扰动护筒底口。
钻孔作业分班连续进行，如确因故须停止钻进时，将钻头提升放至护筒内或安全位置、以免发生埋钻事故，经常对钻孔泥浆抽检，不符合要求时要及时补充或调制泥浆。
钻进成孔过程中，及时补充浆液量，使孔内泥浆面始终超过外侧水面2.0m以上，防止塌孔或涌砂现象发生。
加接钻杆时，先停止钻进，将钻具提离孔底10～20cm，维持泥浆循环10分钟以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排净，然后加接钻杆。
钻杆连接螺杆应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头部位漏水漏气，使反循环无法正常工作。
及时详细地填写钻孔施工记录，正常钻进时，参考地质资料掌握土层变化情况，及时捞取钻渣取样，判断土层，记入钻孔记录表。根据核对判定的土层及时调整钻进参数。
停钻时，钻头须提离孔底才能停止供风。防止出渣口和风包被堵。由于孔深过深，气举反循环钻进时，可在钻杆的中部设置中间接力风包，以保证排渣顺利，钻孔达到设计高程后，进行成孔质量检测，符合要求后，立即进行清孔，目的是清除孔内钻渣，尽量减少孔底沉淀的厚度，保证钻孔桩的承载力。
④清孔及检孔
钻孔至设计高程，经检查无误后，立即进行清孔和检孔，严禁用超钻的方法来代替清孔。
清孔：先将钻头提离孔底20cm，钻头慢速空转，反循环抽净孔底沉渣，然后停钻2小时，再启动钻机，反循环清除孔内沉渣。
检孔：采用超声波测量孔内两个截面，检查钻孔桩孔径变化及倾斜情况，并根据测量情况判定合格或重新进行修孔。
⑤钢筋笼制造、安装
钢筋笼利用胎架长线法制作，运输、吊装均采用专用吊具，防止吊运时损坏或变形。分段钢筋笼纵向连接，全部采用镦粗直螺纹接头。钢筋笼安装时在孔位附近事先纵向接长，整段在孔位接长安装，以减少墩位处钢筋笼接长的时间。
a钢筋笼的分节及下料
利用滚焊机制作钢筋笼，钢筋笼以钢筋13.5m定尺长度分节。 钢筋下料可用砂轮切割机、专用切割机等设备下料。 b钢筋笼制作、运输
钢筋笼制作时，主筋利用胎架上控制间距，纵向从一端至另一端利用直螺纹套筒顺序接长，整根钢筋制作完成后，将钢筋笼各节标号，并标明接头方向、位置后，将直螺纹套筒松开后分节运输至墩位处。
钢筋笼在生产场地内加工完毕后，分节吊装、通过平板车由栈桥运输到墩位。
c钢筋笼孔位接长、下放
主筋接长采用直螺纹套筒连接方式，其余钢筋采用焊接或绑扎连接。钢筋笼制作过程中须严格控制钢筋笼接头安装质量，且钢筋接头必须错开布置，接头数不超过该断面钢筋总根数的50％。
吊放钢筋笼时，顺桩孔自然下放，钢筋笼定位高程力求准确，允许偏差为±5cm。
钢筋笼安装，拟将部分钢筋(含吊具)接长至护筒顶口，再将接长后的钢筋及吊具整体与钢护筒焊接，混凝土灌注结束24小时后，再解除连接。
钢筋笼安装时，由于钢筋笼自重大，主筋间距小，不能采用常规的扁担梁的方法进行钢筋笼临时吊挂，采用四周设置挂钩挂住钢筋笼加劲环，并对吊挂处加劲环焊接短帮条进行加固处理。
d钢筋机械连接施工
钢筋连接前，先回收丝头上的塑料保护帽和套筒端头的塑料密封盖，并检查钢筋规格是否和连接套筒一致，检查螺纹丝扣是否完好无损、清洁。如发现杂物或锈蚀要用铁刷清理干净。检查套筒的产品质量，套筒必须有供货单位的质量保证书。
先将锁紧螺母及标准套筒按顺序全部拧在加长丝头钢筋的一侧，将待接钢筋的标准丝头紧靠后，再将套筒拧回到标准丝头一侧，并用扳手拧紧，再将锁紧螺母与标准套筒拧紧锁定，连接即告完成，然后立即画上标记，以便质检人员抽检，并做抽检记录。
对接时，按照长线法拼接的标记对位，对接时工效要衔接迅速，减少作业时间，力争尽快下笼。
接头连接完成后，由质检人员分批检验，检查方式为目测。接头两端外露螺纹长度相等，且不超过一个完整丝扣(加长螺纹除外)。
e声测管安装
为了检测钻孔桩质量，在钢筋笼制作时，根据设计要求安装超声波检测管。
钢筋笼按设计图纸绑扎成型后，在钢筋笼内侧圆周布置声测管，各管路套丝后用管箍连接并加固焊牢，顶部接长至与施工平台平齐并封闭。声测管安装垂直度容许偏差不大于0.5％，且接头处孔壁过渡圆顺光滑。声测管底部焊接5mm厚钢板封闭。
⑥混凝土施工 a混凝土配合比
钻孔桩前应做好混凝土配合比的设计和试验工作，并将试验结果整理报请监理工程师审批。具体要求及内容如下：
主墩钻孔桩设计为C35海工混凝土，混凝土的可泵性、和易性必须满足要求。
水泥：P.Ⅱ42.5硅酸盐水泥； 掺合料：Ⅱ级粉煤灰，S95矿渣粉； 砂：中砂；
碎石：选用质地坚固的石灰岩； 水：采用自来水。
减水剂：TMS-YJ型聚羧酸高效减水剂。 b水下混凝土灌注方案
桩身水下混凝土灌注采用垂直导管法，采用拔球+隔水栓的方式。单桩混凝土量大，对灌注设备及工艺要求高，混凝土由混凝土工厂供应，通过栈桥运送至墩位。
c施工前准备工作
混凝土灌注所需的工具、设备等如储料斗、漏斗、水下混凝土填充导管、导管夹箍、填充水下混凝土隔水栓塞、测量混凝土面高程的测铊、测绳以及各种技术签证表格应准备妥当。混凝土填充导管经过水密及接头抗拉试验合格。
混凝土原材料如水泥、砂子、碎石、水、外加剂数量应能满足连续生产的需要，其质量得到工程师的认可。
拌合机、混凝土输送泵及管道、灌注等各设备的运转良好。 备用发电机组应试运转，状况良好，设备维修人员和配件应准备妥当，所有备用设备应保证原有设备在遇到意外事故时，混凝土生产、运输、灌注能继续。
d混凝土的运输
混凝土由混凝土工厂供应，利用高压输送泵泵送灌注。 e混凝土的灌注
a)安装导管，混凝土填充导管根据试压时的编号顺序安装，计算记录导管的实际长度以便与孔深、混凝土埋深相互复核，导管安装完毕，底口离孔底25～40cm。
b)检查孔底沉淀厚度，沉淀厚度满足要求后方可进行混凝土的浇筑施工，否则应进行二次清孔。
c)开始灌注首批混凝土时，首批混凝土需满足导管初次埋置深度要求。灌注混凝土前需在填充导管内安设泡沫隔水栓塞，待储料斗和
漏斗储满混凝土后，开始“拔球”灌注水下混凝土，拔球后混凝土要连续灌注，不得停顿，保证整桩在混凝土初凝前灌注完成。
d)混凝土灌注过程中要有专人测量混凝土面高程，正确计算导管在混凝土内的埋置深度，导管埋置深度适当，导管的提升和拆除，保证埋置深度不大于6m，不小于2m。
e)灌注过程规定高程中应记录混凝土灌注量及相对应的混凝土面高程，用以分析扩孔率，发现异常情况应及时报告工程师并进行处理。
f)混凝土灌注到距桩顶5m以内时，不再提升导管，待灌注至一次提出导管。拔出最后一节导管时应缓慢提出，以免桩内夹入泥芯或形成空洞。
g)平台布置及混凝土浇筑过程中需要注意的事项有以下几项： 由于小料斗和漏斗的高度不同，混凝土滑槽应设置成可上下调节式的，滑槽的下段可通过调节导链葫芦调节出口的高度。
在设计滑槽时应注意，在正常灌注过程中，滑槽不能阻碍导管的拆除。
由于桩孔深，导管数量大，为减少导管占用场地，需专门设置导管平台用于存放导管。
灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要程序，要特别注意，钻孔完毕经成孔质量检验合格后方可开始灌注工作。
灌注前对孔底沉淀厚度再进行一次测定。如沉淀厚度超出规定，可用喷射法，即向孔底进行高压射水或射风数分钟，使沉淀物悬浮然后立即灌注首批水下混凝土。
在拔球将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内的混凝土面高度，计算出导管埋设深度，如符合要求即可进行正常灌注。
注意观察导管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，计算导管埋置深度，正确指挥导管的提升和拆除，使导管的埋置深度控制在2～6m以内。
在灌注过程中当导管内混凝土不满、含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，以免在导管内形成高压气囊。为防止钢筋笼因混凝土的冲击力而上浮，要采取措施将钢筋笼与钢护筒固定。
为确保桩顶质量，在桩顶设计高程以上加灌一定高度的混凝土。一般不宜小于1.0m。
混凝土灌注接近设计高程时，工地值班人员要及时计算出还需要的混凝土数量，通知搅拌站按需要数量拌制，以免造成浪费。
在灌注接近结束时，由于导管内混凝土柱的高度减小，超压力降低，而孔内的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大，如果在这种情况下混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。
有关混凝土的灌注情况，灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象，要作好详细的记录。
根据首批桩灌注量调整钻头直径，做到护筒底部以下桩身混凝土的充盈系数不小于1，也不宜大于1.15。
灌注完毕后，要及时清洗好灌注工具。 ⑦钻孔桩施工常见问题预防措施 a斜孔、扩孔、塌孔预防及处理措施
安装钻机时，底座要牢固可靠，不得产生水平位移和沉降，并经常检查、调平。
钻进过程根据不同的地层控制钻压和钻进速度，尤其在变土层位置、护筒口位置更要采用低速钻进。
选用优质PHP泥浆护壁，加强泥浆指标的控制，随时注意孔内泥浆液面的变化情况，孔内泥浆应始终高于钢护筒外水面2.5m～3m，需要时补充新制泥浆，保持孔壁的稳定。
若出现斜孔，应扫孔至倾斜位置，慢速来回转动钻具，钻头下放时要严格控制钻头的下放速度，借钻头的重量来纠正孔斜。
局部坍孔或坍孔不严重时，采取改善泥浆性能、加高水头后进行钻孔；当护筒底口发生坍孔时应采取护筒跟进等办法进行施工。
钻孔过程中若发现有塌孔面积较大时，应立即提取钻头，停止泥浆循环，拆除钻具，向孔内抛填粘土至塌孔部位以上2～3m，静置3～5天后安装钻机重新钻孔。
当坍孔严重时，应尽快回填，采用粘土并加入适量的碱和水泥，回填高度应高于坍孔处2～4m，待其固化后，提高泥浆比重快速穿过该地层。
b泥浆渗漏预防及处理措施
采用浓PHP泥浆，加大泥浆比重和粘度，停止钻进并停止循环泥浆，补充泥浆保证浆面高度，观察浆面不下降时方可钻进。
如果漏浆得不到有效控制，则在浆液里加锯末，经过循环堵塞孔隙，或减小孔内外水头差，使渗、漏浆得以控制。
如果在钢护筒底口漏浆，在采用上述措施得不到控制后，将钢护筒接长跟进。
在采用上述措施后，若漏浆仍得不到控制，要停机提钻，填充粘土，放置一段时间后，再进行施钻。
c卡钻、埋钻、掉钻预防及处理措施
采用先进的、适合本项目地质条件的钻孔施工设备。
加强钻杆、接头连接质量检查，避免有裂纹或质量不过关的钻具用于施工中，同时钻进施工时要中低压中低速钻进，严禁大钻压、高速钻进，减小扭矩。
发生卡钻和埋钻时，宜采用冲、吸等方法，将钻头周围土层松动后提钻，并采取措施保持孔壁稳定。
d声测管底堵塞预防措施
控制好焊接工艺参数，不得烧伤声测管，焊接接长后要仔细检查。 声测管安装在钢筋笼上，要固定牢靠，下笼时管内要灌清水，江水经过净化处理后才能用来灌声测管，以免声测管底部沉淀、堵塞，导致超声波检测探头下不到位。
声测管接头焊接要牢固，不得漏浆，顶、底口要封闭严实，严防异物掉入或漏水。
e混凝土灌注过程中意外事故的预防 混凝土堵管:
a)、优化混凝土配合比，混凝土需具有良好的流动性、不离析性，防止堵管。
b)、保证灌注的连续性，尽量缩短混凝土泵送的间歇时间，灌注开始后，应紧凑、连续地进行，严禁中途停工。
c)、导管不宜埋置过深，拆除导管应迅速及时，拆装一次时间一般不宜超过15min，测量混凝土上升高度和导管埋深要勤、要准，避免计算出错。
断桩:
a)、选择和易性好的配合比，加缓凝剂，严格控制坍落度，并加强施工过程中混凝土的和易性控制。
b)、备用机械设备均应在混凝土灌注前作好准备，以便需要时能及时提供混凝土。
c)、混凝土灌注前对导管进行水密、承压和接头抗拉试验，以保证混凝土灌注过程中导管不漏水，提升导管时不至于拉断。
d)、严格按照《技术规范》要求，严格控制导管埋深，现场技术人员勤测孔深，保证实测数据和计算数据准确无误。
e)、保证施工过程中信息畅通，统一指挥。
