冲击钻在江上大口径深钻孔灌注桩中的施工

冲击钻在江上大口径深钻孔灌注桩中的施工摘要：xx特大桥2号墩2.5m直径钻孔灌注桩基础施工，在江上浅水区筑岛围堰平台上采用冲击正循环排渣方法成孔，施工质量和进度均符合业主和设计要求。这一成果证明：在一定条件下采用适当的措施，用正循环排渣方式在一般岩层及高水位中施工大直径灌注桩是可行的。关键词：xx特大桥冲击高水位泥浆1、工程概述xx特大桥位于xx县境内，起终点桩号：K9+498～K10+402。主桥横跨xx两岸，跨径组成为（118+210+118）m连续刚构+15×30m预应力砼T梁，桥梁全长904m。主桥上部采用三向预应力砼连续刚构，主墩采用双薄壁墩，过渡墩采用薄壁墩，主墩基础采用整体式承台钻孔灌注桩基础。两主墩基础分别位于xx南北两岸，2号主墩地处xx北岸河漫滩上，基础共有18根D250cm钻孔桩，桩间距为5.0（5.5）m，桩长57m，桩底嵌入中风化砂岩约4.4m，按端承桩设计。1.1工程地质条件主桥位于史东镇以南的xx拐弯处，该段xx河流呈“V”字型弯曲。2号主墩所处地位于xx北侧梁岗和阶地，属河流堆积漫滩及阶地地貌，根据工程勘察报告及岩石单轴抗压试验，具体地质分布情况自上而下：江水6.5m（后应施工需要回填粉质粘土夹中风化泥岩层厚6.5m）—卵石土3.2m—强风化泥岩7.5m—中风化砂岩7.0m—中风化泥岩7.2m—中风化砂岩7.0m—中风化泥岩3.5m—中风化砂岩5.6m—中风化泥岩5.7m—中风化砂岩8.1m。1.2水文自然条件桥址属亚热带湿润气候区，雨量充沛，多年平均相对湿度为80%，夏季湿度大，冬季湿度小，5月中旬至8月下旬为湿季，10月中旬至次年4月下旬为干季。多年平均降水量1027.7mm，年降雨天数为131-180天，主要集中在6-8月。降雪甚少，年平均雪日1-2天，个别年份终年无霜雪。桥位所处段xx规划渠化后航道等级为Ⅴ-Ⅱ级，远期渠化后的最高通航水位为303.87m，最低通航水位为295.50m，300年一遇的设计水位为314.81m。2、主要施工工艺针对本工程地质情况及水文条件，工程开工前我们对施工方案进行了认真细致地审查，并着重在以下几个方面采取相应的技术措施，从而保证了施工的顺利进行。

2.1施工平台因2号墩基础施工受水位变化的影响较大，洪期承台可能被淹没。施工期间正值冬季枯水季节故采用筑岛围堰迅速形成施工平台施工该墩基础。筑岛的顶标高比江水水位高60cm，筑岛范围为以承台周边加宽约12米，满足了施工需要和施工安全的要求。筑岛材料用挖方段粉质粘土夹中风化泥岩回填并压实，以防止基础施工时江水渗入。2.2主要施工设备该工程地层主要是泥岩和砂岩交叉分层分布（泥岩主要矿物成分为粘土、粉质粘土；砂岩主要矿物成分为粉砂级石英、长石等)，另外顶面还存有一层卵石土（卵石分布密度较大且为中小卵石）。根据地质条件，从质量、进度及经济方面出发对多种机型的方案比较。决定钻孔选用JK-8冲击钻机，其主要性能参数见表1，泥浆正循环排渣选用3PNL型立式泥浆泵送浆，其主要性能参数见表2，钻头提出孔外下放钢筋笼后用导管（300）二次正循环清孔。

JK-8冲击钻机主要性能参数表1冤基本参数

乱型号以钢丝绳

棵额定拉力

撑KN箭钢丝绳

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崭mm

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2460宪1210配48003PNL型立式泥浆泵主要性能参数表2归型号练流量膊扬蜓程亚(m)膏转妹速连n(r/mi恋n)家功释率透(桐kw)姿效对率特(骑%)埋叶轮直泥径抹D2伸泵重纪量泛(叮kg)扰m3/h个L/S起轴功率炮电机功率暮3PNL平151衬42珠15.5该1450筑16.7挥22诵37偿300狐450树2.3辣施工组陡织蛛塑为了在保证工错程质量的前提柄下提前稼在汛期到来之拒前完成主桥基鸦础部分扩，盏本项目部对主苹桥桩基工程施盟工设勿立拉1竞个钢筋组减和尸6乌个桩机组换施工园，织每个桩机组采会用了平行作业子分段流水的施正工方案。在有子限的筑岛上安积排准了魔6息台补JK-8惹冲击钻机连续泽施工。采用成恐孔与灌注平行绑作业法，以缩紧短施工时间，孝相邻工程桩采党用间隔跳打透。链杨2杆.4肯护筒埋毁设框唇为固定桩位、机导向钻头、诞隔离地表水、膜保护孔口及提元高内水位，增递加对孔壁的静藏压力以防坍塌说，应于钻孔前刺埋设护筒。孔义口护筒采用钢电板制作，内径冶比设计桩径大奏3创0达cm传，护筒高度宜能高出惑筑岛伟面创0.3违m甲，晨埋置深度宜大勉于删1.5m壶。碗其位置坐标垂鸭直度和高程由谋全站仪控制，筹护筒垂直下沉勒，顶面中心与式设计桩位偏差留不得超过浪50兽mm渔，竖直线倾斜胶不大剂于俱1电%车。律北2养.5斩泥浆配秒置境扬钻孔泥浆一般帐由水、粘忙土钞(坚或膨润谈土线)贞按适当配合比蒜配胡制眠而成，其性能低指标：相对密短度理1.20-1译.4牲0逝；粘代度奋(姨Pa折.s笑)22-3巡0客；含砂率不大通于午4肯%抗；胶体率不低盐于铃95冒%衔；温P管H蓄值补8-1朱1总；造浆能力不遍低于秧2.5L丈/K尤g这。常史面对直径为俱2.5m贿的大直径钻孔趣灌注桩且江利上高水位送有可能往基础洗渗透等因素的拜影响以及正循郑环排渣方式的辨特点，采用大取比重、高粘度许的泥浆。蝴在施工过程中打根据钻机钻进怖不同顺工程地质恒层配制不同性钳能的泥浆，以是满足排渣、护方壁的要求。吐在钻机开钻进夹入第一层土体岭粉质粘土夹中秋风化泥岩层时矩，因粘土、泥题岩（中、强风昆化）本身具有宇造浆能力，由景自身造浆比重排为悲1.33-1驾.3寇5乡，粘度执为捏23-2幼4产。嚼在施工进入卵案石土层成孔时瞒，采用自制泥惯浆，为了妥加固孔壁适当茧提高筑袜泥浆的比重贷达洗1.3编6纸-1.3贞8菜和粘度叉达音2趟5寿，来平衡钻进安成孔时孔壁的鸽稳定。像穿过砂岩（强祖、中风化）自爽制泥浆比重道为浸1.35-1鸡.3序6等，粘鸟度绘24-25幻。施工中定时尺（每次伏／健1旅小时）采渣取狐样判断地质岩军层变化，根据溪岩层变化及时钳调整泥浆各性臣能。最后进入生中风化砂岩（坦达到设计要求争）造浆窃比重亦为宵1.3饼0要，粘溜度础20-2喜1箩。判2.6抛钻进成忆孔淘次工程采用丘JK-8选冲击钻机，准违备工作完成后榆，将钻机就位支固定，将钻头要中心线对准桩霜中心线，平面忌偏差控制在碍20枝mm饿以内。钻进时矮详细记录，确龟保成孔桩中心触线偏差久控制在已50学mm躲之内窑，倾斜度不大避于业1晚%锤桩长。强转成孔方丈法弄夕开孔时先用小搏冲壁程椅(爷0.5~杀1.炒0袜m走)蒜轻打、慢钻火，垄以防止发生孔商斜产、艺塌孔卫以及串孔段。钻至护筒以异下退8莲-9肿m赶后可根据实际觉情况适当加大情冲程联。漠正常钻进冲程倾为鱼2m灭左右畅，历极限冲程为灿6m誉。根据底层情县况确定冲程大温小段，无松散地层与细孟小颗粒地层用个小冲程颗，付而大颗粒或漂语孤石集中地层烧用大冲程。在众钻进过程中要河始终保持孔内疲泥浆面高出地素下水掏位驳1.5~债2.0m股，灭并低于护筒顶矿面驶0.3m胶。怎每次下放钻头风至距孔底钻渣蠢面垒50~职80mm越时警，猜先开动泥浆泵荐使泥浆循辫环泥3~5min师，危然后将钻头慢杆慢放到孔勇底盆,海先用小冲程冲削击十几分钟上，疑使孔内泥浆搅答拌均匀。当钻使进达到要求孔狮深停钻时伍，归仍要继续循环脏泥浆一段时间悔，楼以清除孔底沉谁渣扑,弊直至到返出泥宫浆的钻渣含量牙小凶于丑4炸%朋。趴面正循环排渣帆出孔访正循环排渣系州统由泥浆泵、腹泥浆沉淀净化周池、泥浆沟、均软管、弯头及爸射浆管等装置什组顶成准,立并配有排水、猎清渣、排浆等盏设施。泥浆沟德和泥浆沉淀净慌化池内沉淀的苍钻渣需及时清辞除膀，镰清除的钻渣要源运离现场挺，循防止钻渣、废己浆污染施工现挤场及周围环境股。在离钻头底萄部暮0.8~1.织0m转处将泥浆射浆笑管点焊在钻头弟耳环处待，秩射浆管上口接过薄壁胶管并在贷钻头上部缠绕危一圈后与大绳奋上胶管相连接捡；饮胶管与大绳每请个帅3~式5m奸用结扣方法相努连辈，至在孔口上方胶例管与上部弯头浴连接印，塞弯头另一端又上通过胶管与泥趟浆泵相连接。游泥浆循环时布，挂泥浆泵将泥浆恨从泥浆沉淀净钓化池中抽出输剃入胶管并输送牵至泥浆射浆管扇从管口射出。键钻孔底部的泥要渣和细颗粒钻伐随着泥浆向上音运动并经过护翠筒溢流口流到解泥浆沟中龄。寨泥浆沟中的泥倚渣一方面向泥腐浆沉淀净化池西流遥动暗;童另一方面泥浆醒中的大颗粒钻锣渣则在泥浆沟忠中设置的浅小斧沉淀池内首先篮分离沉淀下来搏；国而小颗粒钻渣喇随泥浆进入大酱沉淀池。浅小盆沉淀池中的钻夺渣由人工不断芹清除庙，咬大沉淀池中的甘钻渣则隔一段皮时间用反铲挖宁除。矛造孔时使钻机萍钢丝绳与龙门轰桩两轴线交点剧重衣合预,彼每次交接班时完对钢丝绳位置奇进行检谋查掩粗,朗并做好记录。贺误差不得大于忽2cm宵。孔口与孔底英的中心点偏差威不能超过驱15mm币。统洗成孔、排渣注柜意事项胜钻机安装应平交稳绘,屈在钻进中发生店位移和沉陷时估应及时处理。馆钻头外形要保禁持圆昏正谷,膛重心要与圆心农相吻灵合伶;吃要经常检查钻缎头的磨损情凳况齿,陈及时补焊。钻羞头升降操作要碧平绢稳纲,华避免左右摆动指磕碰孔妇壁归;久起钻时应注意淋及时补充孔内宪泥浆。钻孔过哨程中要经常检背查泥浆的密史度私,往根据不同的地反层进行调秩整串,犯避免过浓和过凡稀。钻进操作馒要坚持少放绳恐、勤放绳的原液则狭;蓝要经常扶绳和甘转动钻阴头仇,诵随时注意观察观了解孔底地层败和孔内泥浆的凳变化情欧况隆,赞并做记录。造舅孔过程中应防扭止废浆、废渣负、杂物等进入陵孔内。钻孔过秒程中应经常检含查桩孔的倾斜宴度型,页发现问题及时董处理并填腊写记录。在漂伶卵石集中地地顺层中钻进际时梳,风孔内要常加、劲多加粘良土递,单以提高钻进效筹率。礼此外还应采取丢有效措施保证肾提高排渣效率稍，革能否解决大口才径钻孔正循环勾排渣泥浆上返忙速度底、排渣姓能力差的问题朝是本次施工成缓败的关锈键塞;休若大部分粗颗肝粒钻渣不能直渡接排勒出焰,返排渣效率过求低势,悟必然导致施工艇时间延长。泥泛浆正循环的排质渣效率取决于污孔内泥浆上返族速度和泥浆的序密度与粘责度思,滤因此提高排渣古效率须在这两乎方面采取措施啊。在孔径一定设的情况劣下兵,恭泥浆输送量越展大口,凭其上返流速度椒也越绳大鱼;冶在上返速度一晶定的情况幼下烦,眉泥浆的密度与垫粘度越讽大拍,扔其排渣能力越邻强。大孔径钻栽孔正循环排渣迟的基本原理就词是加大泥浆流造量的同服时扛,勺尽可能加大孔限内泥浆的浓薯度宅,众将泥浆的排渣再方式由悬浮变哭为握裹。泥浆王上返流速度和锁泥浆密度的增艇加均有一定的冷限锦制肉,茅均受到一定条待件的制触约墨,母其组合方案既煌要可搭行妨,婆又要合理。距本工程根据钻汪机钻进不同工冤程地质层配制去不同性能的泥妇浆，其有关性梯能指标见上舰2.5魔泥浆配置艘恒要，脾施工实践证明事此方案基本能蜂满足正循环排娱渣固壁要求偷。魔2.7争清孔换浆熟注本工程施工采妥用两次清孔方孔式。固清孔换浆结费束被1精h匪后族，廊孔内泥浆密度严小于芝1.丹10动g坑/cm3泛，雪粘度小于贝20盟Pa.刷s腰，富含剪砂率小迈于栏2汇%载，胶体率大瓣于视98遮%截，肠孔底沉淀厚度过小于犁5cm隶。纺第一次清孔是讨钻进至设计深牲度后直接利用肌钻具进行的清丛孔换浆工作蚁；肢具体方法是在万钻具微动及烤利用密度粘度亚较小的泥浆是正循环排渣使规携渣泥浆上返放并流出孔口进脖入沉淀池璃，垂直到返出的泥源浆中不含有猪泥块为止雄。暗第二次清孔是偿在下完钢筋笼蔑和导管以后利练用导管进行的哄清孔换浆工作甲；饥具体方法是在姨导管顶部安装誉一个弯头办，肆用泵将密度和尽粘度较小的新庄鲜泥浆通过浇仇筑导管送入孔工内朗，际孔底细颗粒沉董渣跟随泥浆返微出孔外近。左第二次清孔的序目的疑是裳:牺①住清除下设钢筋摘笼和导管过程猪中沉淀到孔底垃沉渣抚；摆②胁换入密度和粘颠度较小的泥足浆霸,悬以保证混凝土镜浇筑质量。鸡最2.8恢钢筋笼惹制安世及导管安嘱装匙伶钢筋笼长度根绞据设计要求制扛作，云共步分渴7激节敞。单节制作时慌在现场工棚固脏定架上焊制成株型，耕并同时在钢筋矩笼内侧平均分异布炕4摇根短声测管蜻用扎丝绑扎射。检为了防止起吊雅与放置过程变粘形，需在林每隔蛇2m岭的加劲箍上加材焊两根冬Φ侨32银钢筋甲呈十字内撑，决并在垒其导外侧每道沿圆辨周对称布最置剖4聪根门拉手形的排定位钢筋。安贱放钢筋笼，采搜取三点起吊，踏空中翻身护直哨入孔，孔口损钢筋采用鸣套筒连接霉成整体售，声测管采用歌螺纹连接确保己不漏水恩。钢筋笼的顶抱面标高控制，壁选用撇4小Φ东1度6斗吊筋固定在红钢护筒扔上，吊筋的长晚度根据事先测领量的孔口高度唉和标高计算。漂钢筋笼安放后京在泥浆中浸泡泥时间越少越好翼。要求做到入洲孔间内泪1-坏2上小时内浇注混交凝土，以便减暂少钢筋握固力港的损失脂。搜蚁导管用内径为裁300逗mm丧的钢管，壁厚镰4役mm京左右，每节颗2.5呆m眉，默配留1-缸2党节否1.5瓜m暗和耗1.0m吸短管，由法兰伯盘螺栓连接，筐接头处用橡胶湾圈密封防水。五安装导管前，园对全部导管进畅行密水试验，掏然后解体吊放歌入孔。混凝土芬浇注架用型钢秤制作，用于支滨撑悬吊导管及猪上部放置混凝某土漏斗锡。恰设2.9负灌注水下混凝筝土别晋水下混凝陷土是一种自密赛实混凝土，要呈求具有好的易撤性和大流动度准。拌制水下混陕凝土宜选普通授硅酸盐水泥，担最大粒径不大幻于导管内径瑞的潜1/佳6默，且不大于挤40骄mm国，使用碎石时告，粒径烫为也5菠-30涝mm滑，砂用级配良菜好的中砂，混悟凝土水灰比庆为冒0.吵6欠以下，水泥用请量不低于垃400不kg回/绢m掠3偏，含砂率澡为土40-50唉%丧，坍落寿度锁18应-20色cm县。嫁亿鉴首批砼由计算净确定，保证导疯管埋入深度顿1.5m紧。为确保安全瞒，取医10m3捎。砼在砼搅拌萌站集中搅和假，译采用悠砼罐车昆送至施工现场迎，经漏斗下料罪。封口时导管昂埋深不得小于宣1.5m锈。通常埋深印4羡-6m质。节灌注接近桩顶伤部位时，为了寇严格控制桩顶定标高，应计算苏混凝土的需要慨量，严格控制腊最后一次混凝制土灌入量