影响钻孔灌注桩施工的老桥基础处理

随着社会经济的发展和交通量的急剧增加，对道路工程质量和等级的要求越来越高，许多道路和桥梁需要扩建以达到高标准的要求。然而，新建桥梁为了合理的设计和布局，往往会造成新旧桥梁基础的重叠。为了保证新桥建设的顺利进行，必须清除原桥基的障碍物。以泉河新桥工程为例，阐述了此类问题的处理方法。
1工程概况
阜阳市新建泉河大桥位于阜阳市城区。在拆除旧桥的基础上扩建，设计全长73995米，由一座主桥、一座引桥和两座引桥组成，其中主桥为8孔30 m预应力T梁，直径16m钻孔灌注桩基础。两岸引桥共18孔，为144m ~ 160m预应力空空心板梁，直径12m钻孔灌注桩基础。北岸和南岸分别有10010米和11457米的引道。桥址地质条件较好，主要在亚粘土层。主跨14、15、16号墩位于主河道上，墩位正常水位水深50 m ~ 90 m，受桥梁布置影响，新桥14、16号墩位于老桥1、3号墩。原桥为钢筋混凝土桁架拱桥，净距20 m，新桥施工前，旧桥上部结构已拆除。通过施工测量和多方调查，确定老码头墩身以下钢筋混凝土承台长8 2m，宽6 0m，厚2 0m，承台以下打入桩基础为长150 m ~ 170 m，截面为45 cm×45 cm的方桩。每个桥墩打入桩数为18根，墩身方向分为3排，桩间距从10 m到120 m不等，新桥施工前，桥墩已采用水下爆破拆除。爆破后，河床表面散落着一些混凝土残渣，这也给新桥的基础施工带来了困难。施工中发现旧桥分别驶入新桥14-2号、14-3号、16-2号桩桩基，占用桩位，导致钻孔工作无法进行。
2施工方案的制定
根据墩位处的地质、水文文件，并考虑到后续工序的施工要求，对旧桥桩基进行清桩必须做到以下几点:(1)如果一次成功，必须全部清桩，以便于钻孔桩施工，部分桩不能断桩留在地下。②在拔出方桩的过程中，尽可能保持桩周土的稳定，以保证灌注桩的施工质量。③新桥主跨墩为三桩墩，桩间距75m，待清理的旧桥打入桩与新桥灌注桩最近距离为58m。因此，在清桩过程中，应尽可能减小对附近土壤的冲击力，避免对新桥成品桩造成损伤。所以施工方案是把桩从土里剥离，用外力拔出来拟定的。该方案安全可靠，可一次性拔出，对桩体及周围土体影响小。打入桩拔出后，及时填土，短时间内即可进行钻孔桩施工。
3施工方法
3.1待拔桩
应设置钢护筒，待拔桩应在钢护筒内，最好距离钢护筒中心40 cm(图1)。将钢护筒打入河床面以下，打入深度根据河床土的密实度确定，使钢护筒在钻进时能承受一定高度的静水压力。
3.2待拔桩与钢护壁
在待拔桩与钢护壁之间的距离钻一个大直径孔。孔深在待拔桩尖以下不小于20m，孔径不小于80 cm。使待拔桩侧紧贴孔壁，以便潜水员从大直径孔的孔口入水，检查待拔桩周围的脱土情况，并固定捆绑好绳索。在待拔桩周围，从与大直径孔壁的连接处，继续钻小直径孔。小直径孔的深度不小于待拔桩的长度，孔径为20cm ~ 40cm。孔位应连续，以保证拔出的桩与周围土体完全分离。
3.3拔桩侧周围的孔接好后
，清理孔。清孔的主要目的是促进待拔桩侧土的完全剥离，减少拔桩的摩擦阻力。通过钻杆或其他管道工具输送高压水，自上而下进行清孔，出水口朝向桩侧。沉积在孔底的泥沙随泥浆从套管口流入沉淀池，一部分沉积在大直径孔底。清孔时，泥浆浓度应控制在120g/cm3，并注意保持套管内承压水头的高度，防止清孔时塌孔。
3.4清孔结束
清孔结束后，潜水员从大直径孔潜至一定深度，检查桩周围的脱土情况，固定并捆绑好顶丝，将桩拔出。
华东公路2002年4号4号唐倩郝志明刘虹图1待拔桩施工示意单位:mm
4实施步骤
4.1拔桩工作平台的搭设
工作平台是拔桩过程中的主要承重系统，应具有足够的承载力和稳定性。工作平台采用打入式钢管桩，钢管直径180 mm，壁厚6 mm，沿新桥墩中心线两侧双排布置，每排桩间距1 . 5m ~ 2 . 0m，排间距160 m，靠近桥墩的两排桩间距4 . 0m，满足钻孔桩和拔桩的施工要求。钢管桩顶部用槽钢连接成整体，焊接在桩顶，增加施工平台的整体稳定性。工字钢纵向布置在槽钢顶面作为荷载分配梁。为满足钻孔桩施工的需要，整个施工平台长220米，宽750米，打入44根钢管桩。根据河床土质计算和经验估算，施工平台可承受垂直荷载约350 t，可满足施工需要。拔桩前，在平台工字钢上放置一个1 . 0m×0 . 55m×4 . 40m的立体桁架作为承重梁。根据施工要求，增加平面堆放。
4.2埋地钢护筒www.examda.com
钢护筒由厚度为10 mm、内径为2.0m的钢板制成，为方便使用，将护筒加工成长度为2.0m的单节，节与节之间用法兰连接，底部为节的底部。将钢板切割成45°凹槽，以便于衬垫的夯实和下沉。衬管应准确就位，以满足大直径和小直径钻孔的需要。就位前，用冲锥清除待拔桩周围河床中的混凝土碎屑及其它杂物和淤泥，使待拔桩桩顶高出护筒内河床面30cm ~ 50cm，以利于钢护筒的准确就位。就位后，钢护筒由钻架吊起，垂直拼接并下沉。护筒底部切入河床后，整体吊装，潜水员引导护筒准确就位。捣固和下沉时应采取措施保证钢护筒不移位，就位后倾斜度不大于1%。套管底口穿过河床面淤泥，切入相对稳定的壤土层15m ~ 20m，根据经验可以满足钻探需要。钢护筒就位后，用直径50 cm的抓锥在钢护筒内壁四周抓取钢护筒内泥层中的混凝土碎屑。抓锥下落距离不宜过大，控制在25 m左右，冲孔时应避开待拔桩，防止桩头混凝土破碎，桩身钢筋向四周扩散，增加水下切割难度。如果套管内泥浆层过厚，冲刷效果不理想，应清除套管内的泥浆。