积石峡水电站黄河大桥钻孔灌注桩施工技术模板

1、积石峡水电站黄河大桥钻孔灌注桩施工技术积石峡水电站对外公路黄河大桥钻孔灌注桩施工技术曹双利1安世德2（1黄河上游水电开发有限责任公司2青海禹天监理咨询有限公司西宁 810008）【摘要】由于在亚粘土填土层、强风化含砾粉砂岩、碎石、块 石、亚粘土较多的第四系全新统坡积层等地质条件下钻孔成桩时 极易缩径、塌孔、斜孔、溶洞等工程恶性缺陷，本文结合工程实 际，经过及时采取调整泥浆比重、补焊钻头确保其直径要求、回 填片石（或卵石）法处理斜孔、灌注砂浆法处理溶洞、对不同地 层采用不同的钻进速度等切实可行的技术措施和施工工艺，保证钻 孔桩质量符合要求，促使后续各工序顺利衔接，着重介绍了钻孔过 程中的一些做法

2、和经验。【关键词】钻孔施工技术正向重力式冲击钻机成孔灌注桩作为一种成熟的桩基施工工 艺已被广泛采用,但在实际施工过程中,往往由于针对不同地质情 况所采用的工艺及控制指标掌握不准，特别在碰到亚粘土填土层、 强风化含砾粉砂岩、含碎石、块石、亚粘土较多的第四系全新 统坡积层等地质条件时，容易出现扩孔系数大、缩径、塌孔、斜 孔、溶洞等问题，造成一次性成孔率低、工效不高,甚至影响成桩质量。桥梁工程概况积石峡水电站对外公路黄河大桥位于积石峡水电站大坝下游 的黄河上，桥梁起点桩号为K0+015，终点桩号为K0+157.253,桥梁 总长142.253米，桥梁孔径布置为36+63+28米连续刚构+1x8米T

3、形组合梁，桥面宽度14米，设计荷载为汽-80级和挂-300级。横截 面为单箱单室箱形截面，根部梁高4.0米，跨中梁高为2米，从距墩 中心3米处到跨中按1.8次抛物线变化。箱梁顶板宽14米,底板宽 7.0米，翼缘板悬臂长为3.5米，全桥仅O号块及边跨端部设置横隔 板。上部结构采用三向预应力体系。桥梁下部构造：左岸O号桥台为桩基础配盖梁式轻型桥台，其 中桩基础为4根直径D=1.4米的钻孔灌注桩；1号、2号主墩采用 双薄壁空心墩,桥墩高21.0米,墩壁厚50厘米或75厘米，桥墩横向 与箱梁底部同宽为7.0米，顺桥向尺寸总宽为6.0米，每片壁厚宽 2.0米，间距2.0米。承台尺寸为8.0 x 7.5

4、x 3.0米，每个承台下设置 4根D=2.0米钻孔灌注桩；3号过渡墩为柱桩配盖梁，其中3根 D=1.4米钻孔灌注桩用系梁联结；右岸4号桥台为柱桩埋置式桥台, 其中盖梁下设8根D=1.2米钻孔灌注桩。全桥总计23根钻孔灌注 桩，其中除1号主墩桩基为嵌岩桩外，其余均为摩擦桩。从设计地质情况看，左岸0号桥台0.0012.00米为填土层，成 分以亚粘土为主，含1020%的碎石，18.0021.00米为强风化含 砾粉砂岩，21.00米以下为弱风化含砾粉砂岩；1号主墩为弱风化泥 质粉砂岩；2号主墩以强风化泥质粉砂岩为主；3号过渡墩0.00一 8.00米为填土层，8.0016.00米为第四系全新统的坡积层，

5、成分以 块石、碎石为主占5080%,亚粘土占2050%, 16.00一21.00米 为强风化含砾粉砂岩,21.00米以下为弱风化含砾粉砂岩；右岸4号 桥台0.006.00米为填土层，成分以亚粘土为主，含碎石1030%, 6.0018.00米为第四系全新统的坡积层,成分以块石、碎石为主 占5080 %,亚粘土占2050 %, 18.0022.00米为强风化含砾粉 砂岩,22.00米以下为弱风化含砾粉砂岩，全桥各桩基部位地质较为 复杂。桥梁钻孔平面布置根据本桥的桥址和桩位的特点，以及工期要求，选用了 4台钻孔 设备。在钻孔施工中，遵循了以下几项施工原则：1、相邻两孔不得同时钻孔作业，以防止发生串孔

6、或塌孔现象；2、对于同时作业的两台钻机，尽量增大两钻机的施工距离。本桥钻孔平面布置示意图如下:（以1号主墩群桩钻孔为例）机械选型及配套设施根据本桥地质条件多为亚粘土、含砾粉砂岩、泥质粉砂岩，考 虑各地层强度变化大、钻进难度大、桩基多为摩擦桩且桩长较长, 经经济论证选用了正向重力式冲击钻进成孔。选用钻机型号为 GJD-40H型冲击钻孔机，钻机由简易钻架、冲击钻头（亦称冲锤）、转向装置、护筒、泥浆泵以及35T的双筒卷扬机（带离合 器）等组成。钻机主要技术参数:钻孔最大直径2.0m、钻孔最大深 度50m、冲程1.010m、钻进速度（亦称冲击频率）030次/min、 卷扬提升力为39.2KN、驱动功率

7、为63KW。该套钻孔设备的特点 是：设备构造简单、适用范围广、操作方便、所成孔壁比较坚实 稳定、塌孔少、不受施工场地限制、无噪声和振动影响等。本 桥桩径有三种即2.0m、1.4m和1.2m,故采用直径分别为2.02m的 五翼钻头、1.42m的十字钻头和1.22的十字钻头。施工处理措施及工艺4.1施工准备由于地势较陡、地形落差大，钻孔施工平台工作面较为狭窄。在钻机就位前，采用回填或筑岛围堰法，扩充工作平台，同时也为后 续工作灌注水下混）疑土施工创造了有利的条件，钻机就位后及时检 查钻机底座和顶端的平稳性，检查平台是否稳定，所有动、静荷载 均能满足施工规范要求，以确保在后续施工中不出现位移和沉陷,

8、 一旦出现上述情况，应及时做好相关的应对处理，随时检查工作平 台的稳定性，对局部位移或沉陷区予以挖除，并进行二次回填或筑 岛夯实，以达到施工要求。a、测量放样根据设计文件中的桥梁桩基坐标值，采用全站仪导线坐标放样 法定位，施测出桩基中心桩，用水准仪进行高程控制,并打出中心桩 的十字护桩，供钻孔施工中随时检查和校核。b、护筒形式及埋设要求为固定桩位，保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水位高出 地下水位，以维护孔壁及下放混凝土导管、安设导管卡扣等目的， 采用L=1.5m、D=2.3m、 =2.5mm的钢制护筒（如图1），在埋设 护筒过程中严格控制中心位置。图1钢制护筒C、护筒埋设方法(如图2)图2围堰筑岛护筒护筒顶面高度高出地下水位至少1.5m,护筒内径比桩径至少 大 0.3m。4.2泥浆护壁钻孔灌注桩在施工过程中，泥浆的作用主要有以下几个方面:(1) 所产生的液压力压制平衡地下水位压力，并对孔壁有一定的侧压力, 成为孔壁的液体支撑；(2)泥浆中胶体颗粒分子在泥浆的压力下渗 入孔壁表层的孔隙中，形成泥皮,促使孔壁胶结，起到保护孔壁的作 用；(3)在循环排渣时，起