公路临水桥梁桩基础轻型永久钢护筒施工技术

公路临水桥梁桩基础轻型永久钢护筒施工技术

郎晓亮刘凤超

中交一公局第八工程有限公司 天津市  300000

摘要：公路改扩建工程在临水桥梁桩基础施工时，受地表水及软弱地质影响，成桩质量、混凝土超方成本难以得到有效控制，且后期桩基混凝土受水位冲刷耐久性无法保证。本文针对临水桥梁桩基础施工质量、成本控制及后期混凝土耐久性问题，通过采用轻型永久钢护筒施工工艺，确保了软弱地层下桩基成桩质量，并有效控制混凝土超耗，并大大提高了基础耐久性。

关键词：临水桥梁桩基础；轻型永久钢护筒；成桩质量；超耗；耐久性

0 引言

随着我国经济的深入发展，公路运输交通量逐年增大，各等级公路改扩建日渐增多。在河流、湖泊、水库等地表水丰富地区桥梁建设过程中，受临水软弱地质及汛期水位冲刷的影响，桩基成桩质量、混凝土超方成本难以得到有效控制，且后期桩基混凝土受水位冲刷耐久性无法保证。

长治国道208改扩建工程，北起晋中长治界，南至屯留小河北，全长108km，是山西省重点工程。其中后湾1号大桥全长757m，沿后湾水库边而设，上部结构采用 25-30m 装配式预应力砼T梁，下部结构桥台采用柱式台，桥墩采用桩柱一体墩，墩台均采用钻孔灌注桩基础。

桥梁基础设计最大桩长60m，基础成桩后采用均长6m玻纤套筒对桩身进行永久防护。

根据现场地勘显示，可塑软弱地质层深度约10m，针对较厚软弱地质层，常规采用加长临时钢护筒辅助施工，施工难度大、混凝土超耗量大，且长护筒振动拔除过程对桩基成桩质量造成不良影响；采用玻纤套筒防冲刷措施，成桩后临水安装难度大，且无法深入河床，防护效果较差。

1 工艺特点

（1）、通过先临时长护筒辅助成孔，后安装下方轻型永久钢护筒的工艺，降低了了软弱地质下临时长护筒振动拔除时振动对桩身混凝土的不利影响，防止了临时护筒拔除过程中周边土层回缩造成桩身混凝土缺陷，同时软弱地层混凝土超耗也得到有效控制，极大降低了施工成本。

（2）、通过轻型钢护筒与钢筋笼连接定位装置的应用，确保了钢护筒与钢筋笼总体安装精度，成功实现了钢护筒与钢筋笼整体下放，解决了大埋深钢护筒安装难度大的难题。

（3）轻型钢护筒采用镀锌防腐涂装措施，一次性安装就位，确保了深入地层深度，水下桩基结构耐久性也得以保证。

2 工艺应用

2.1、工艺流程

   ①采用液压振动设备安装临时钢护筒；②采用旋挖钻钻进成孔；③采用制作的专用吊具安装轻型永久钢护筒；④分节安装钢筋笼；④灌注桩基混凝土；⑤适时拔除临时钢护筒。

2.2、工艺要点

（1）、临时钢护筒安装

本工程桩基直径为1.5m，根据施工需求临时钢护筒采用直径1.8m，壁厚20mm。临时钢护筒分节长度3m、6m，根据不同墩位软弱地层深度情况接长使用，确保护筒安装应下至软弱地质层1.0m以下。钢护筒起吊、安装、拔除采用120t液压振动锤起吊辅助施工。钢护筒埋设时，应控制安装垂直度，确保钻孔质量；顶面标高应高出桩口地表30cm。

（2）轻型永久轻型钢护筒制作

永久钢护筒制作材料选型，应综合桩基成桩质量、后期防冲刷耐久性及成本等多项指标，经过数据对比，结合公司类似工程施工经验，确定制作材料采用3mm厚镀锌钢板。

护筒加工内直径1.52m，略大于设计桩径，能够确保桩基钢筋笼顺利下方安装，并避免钢筋笼安装时对护筒造成碰撞移位。护筒采用分节制作，根据实际需求现场连接成整节。采用镀锌钢板作为加工原材，并在钢护筒外壁采用防水防腐涂装层，能够大幅度提高桩身防冲刷性及耐久性。钢材3mm厚度选型，既能够满足永久钢护筒安装、混凝土灌注施工的结构强度要求，又降低了施工成本投入。

（3）、永久钢护筒定位装置设计

类似项目，常规永久钢护筒施工方法采用定型钢架平台辅助施工，将永久钢护筒先行竖直固定在钢架平台上，然后采用吊车将顶节钢筋笼吊放至永久钢护筒内焊接定位，最后整体安装下方至桩孔内。此施工方法在实际施工中存在诸多局限，一是定型钢架平台对空间要求较大，且制作成本高；二是钢平台高度高、重量大，多跨桥梁施工移运困难；三是对于软弱地层较厚、永久钢护筒长度需求高的情况难以适用。

本工程结合现场工程地质、施工环境，设计一套永久钢护筒定位、固定装置，大幅度降低了安装施工难度，缩短了工序时间，进一步提升桩基成桩质量。

（4）、轻型永久钢护筒施工技术

①、桩基钻进成孔后，采用汽车吊进行吊装下方轻型永久钢护筒；护筒安装采用专用定位、固定装置，通过4根均布的S型钢吊环+吊筋使永久钢护筒固定在临时钢护筒顶口，在永久钢护筒外壁上提前焊接限位钢板，确保永久钢护筒安装位置与设计桩基中心一致。

②、永久钢护筒安装顶面标高高于设计桩顶标高1m以上，确保桩头超灌混凝土高度满足规范要求，桩头部分护筒应采用专用短节加工。

③、永久钢护筒底标高应低于临时护筒底不少于1m，安装完成后应在两护筒间隙内人工回填2m厚粘土，有效防止桩基灌注时，混凝土进入护筒间隙内，确保灌注完成后临时钢护筒顺利拔除。

④、桩基灌注完成后，适时拔除临时钢护筒。临时钢护筒拔除时，应控制拔出设备的振动幅度、提升速度，尽量减小对永久钢护筒的不利影响。

⑤、破除桩头施工前，先对桩头部分永久护筒专用短节沿焊接线进行切割、拆除；下一个桩孔施工时循环利用，有效节约材料成本。

（4）、桩基混凝土灌注

桩基水下混凝土首封完成后，应控制灌注速度，防止因灌注速度过快造成钢筋笼上浮偏位，对永久钢护筒产生不良影响。

灌注混凝土面接近永久钢护筒底部标高时，应暂定3-5mim后缓慢灌注，防止混凝土压力过大挤进护筒间隙内。

3 结语

综上所述，本文结合工程实际对项目临水桥梁桩基础轻型永久钢护筒施工进行进行分析，通过对轻型永久钢护筒的材料选型、加工设计及安装控制等控制要点总结提炼，形成了轻型永久钢护筒施工技术。有效解决了临水桥梁桩基础施工中面临的超厚软弱地质层、汛期水流冲刷等技术难题，同时有效降低施工难度、减少材料超耗、节约施工成本，能够为后续类似工程提供施工经验。

参考文献：

[1] 韩朝宇. 桥梁桩基施工中永久钢护筒施工技术[J]. 工程机械与维修, 2022年2期。

[2] 梁玉杰，桩基永久钢护筒安装施工工艺控制及技术研究[J]，工程技术研究, 2021年4期。

[3]丁玉春 高波，小浪底库区黄河特大桥永久钢护筒沉放施工技术，公路交通技术，2020年3期。