特大桥水上钻孔桩施工技术

****特大桥水上钻孔桩施工技术一、工程概况**特大桥为沿海铁路xx客运专线跨越*江的重点工程，主体位于*江下游近入海口，桥址处江面宽约1300m，最大水深达到29米，大桥全长6244.34m,为双线设计。主跨采用70+3×120+70米连续箱梁。xx海域的潮流性质属非正规浅海半日潮，设计流量Q1%=29996m3/s，设计流速V1%=2.4m/s，设计水位H1%=+5.93m，设计图纸提供最高潮位H+4.25m，最低潮位H-2.53m，最大潮差6.78m，内涝水位+5.57，施工水位+4.87m。温州市水文站提供历年最高潮位H+5.15m，最低潮位H-3.31m。**特大桥所在位置南岸防洪堤顶面标高H+5.79m，最高通航水位H+4.00m,通航1000t级海轮。桥址处河面开阔，位于弯道处河床冲淤变化较大（设计最大水深20米左右，施工过程实测最大水深达到29米）。地质情况复杂:覆盖层具典型海陆交互沉积特征，地层在空间上具多样性，相变复杂、夹层多的特点，下部岩层除桥梁两端及中部残丘埋深较浅外，其它地段埋深较大，主要以白垩、侏罗系凝灰质砂岩、凝灰岩为主，其次有后期岩脉侵入。按图示地层情况依次为粉砂、淤泥、粗圆砾土、淤泥质黏土、粉质黏土、粗圆砾土、粉质黏土、粗圆砾土、强风化凝灰质岩、弱风化凝灰质岩，受断面构造影响，岩面起伏较大，夹层多，粗圆砾土中卵石占10~30%，粒径一般60~90mm，部分达100~130mm，个别达180~200mm，粗圆砾约占40~60%，粒径30~50mm为主，岩性为弱风化状凝灰岩，亚圆状，充填物以砂为主，胶结性差。实际施工过程发现有的桩位粗圆砾土夹层多达4~5层，给钻孔施工带来很大的困难。二、钻孔桩施工根据《xx大桥工程地质勘察报告》提供的地质资料，针对该桥桩基地层在空间上具多样性，相变复杂、夹层多的特点及工期紧张等特点，拟在97~98#墩分别采用两台ZSD-250型中晟反循环旋转钻机成孔，其优点是钻机有刮刀钻头和滚刀牙轮钻头分别适合在不同地层钻进，可以加快施工进度，采用泥浆护壁，反循环排碴钻进成孔工艺，需用泥浆材料少，清孔时间短；而在地质情况更加复杂的99~101#墩采用冲击钻机成孔，并配泥浆正循环系统，即冲击正循环成孔，其优点是每座承台12根桩基可同时布置6台钻机钻孔，钻机分两个循环即可完成桩基施工，有利于保证工期。同时利用冲击正循环成孔，能够克服遇到孤石时及在高强度凝灰岩中的钻孔难度，而且因冲击钻机钻进时，孔壁被挤压密实，能有效地避免因覆盖层厚和涨潮退潮时水压的变化导致坍孔现象发生。§2.1钻孔前的准备工作§钢护筒的插打插打平台定位桩，然后进行水上钻孔平台的拼装。在施工平台上安装钢护筒的导向结构，导向为上下两层，并尽可能使两层间距加大，以起到良好的导向作用，确保钢护筒位置准确和垂直度。利用浮吊起吊钢护筒，在钢护筒底部距河床0.5米左右时，进行精确定位，然后尽快将钢护筒插入河床覆盖层中，并用DZ—90震拔机插打。在本水域进行钻孔桩施工时，由于每天受到涨落潮的影响，护筒的最小打入深度应根据地质情况和桥位处的潮差计算确定，其打入深度必须满足：（1）高潮时不致因孔内外水头差过高造成坍孔；（2）低潮时不致因孔内水位高出孔外水位太大造成护筒底口反穿孔而漏浆。xx大桥钻孔桩钢护筒一般穿过5米厚的粉砂层，入淤泥层2～3米，涨潮时孔内外水头差0.5米，退潮时孔内外水头差1.0～1.5米，保证在钻孔过程中不发生坍孔和护筒底口孔壁漏浆现象。在钢护筒振动下沉过程中要精确定位、跟踪监测护筒的垂直度、发生倾斜要及时纠正调整满足规范要求，保证钻孔桩施工顺利进行。§泥浆循环系统的设置泥浆循环系统由出浆管、泥浆沉淀池（利用施工平台的相临钢护筒）、储池、泥浆泵、进浆管五大部分组成。在护筒上高出最高潮水位0.5米位置开一孔安装控制阀，控制阀连接出浆管道，出浆管道经过沉淀池后进入储浆池，并通过高压泥浆泵将储浆池内的优质泥浆抽入孔内循环利用。为避免钻渣随泥浆流入储浆池内，在沉淀池与储浆池之间的泥浆管道上安装过滤筛网。§2.2钻进工艺§2.2.1回旋钻钻孔工艺安装钻机前，首先应用全站仪在钢护筒上作出桩位中心的控制线，并用油漆在护筒上作出标记。安装钻机时，应先将桩位中心线引伸到钻孔平台上再根据钻机中心控制点来实现钻机的对位，其安装的精度如下：①钻机底盘四个支点高差<3mm，用水平尺检查。②钻机水龙头中心与转盘中心重合，吊线检查，误差<1‰。前③插疮钻机中心与桩目位中心偏移不晶大倦于乞2像cm.款安装钻机的同楼时安装钻机供凤电、供风、供继水、供浆和泥圾浆循环等管路虾，如泥浆分离果器、空气压缩散机、风包、泥秧浆泵、泥浆、绍压缩空气循环稻管路等钻孔相都关的设施，在拐正式钻孔开始进前，所有相关叔的设备应进行嚼试运转，保证扬所有相关设备腹能正常使用。往钻具组合顺序漆自下而上为：栽钻伸头派→太阶风纷包记→狂骄稳定机器杰→盯星配重诉节雨→阔膊异径接责头遮→载茂钻杆标准节。斑钻具基本节组枣合好后需用钢皇尺对基本节长丸度、钻头高度痛，钻具宽度进泊行复核，钻具锤宽度的容许偏枪差础+3花%愧，陷-0兽%贺（对设计孔径抢而言）。在将艇钻具放入孔中惭前，对所有部宝位接头螺栓数执量、施拧扭矩缘、结构的焊缝忌等均要进行认绪真检查，在确旦认满足有关规么范、规定和施屠工工艺的要求涝后，方可用吊轿机起吊钻具基灯本节安放在孔熊内与钻机水龙夏头连接。讲当一切准备工京作就绪后，孔导内注入泥浆，电将钻头提离孔糊底藏约胳30匆cm裁，打开供风阀打门使泥浆循环巨，待泥浆循环外正常后，启动俘钻机缓慢放下织钻头，钻机开希始慢伸速跟→鹰中速钻进。当循一节钻杆钻完务后，提起钻杆军至转盘卡瓦处这，停止转盘运颠转，泥浆继续躁循望环狠2~渐3鲁分钟，排净钻江杆陈及孔底钻渣，圆防止关闭供风露阀时，泥浆倒恒灌导致钻渣堵五塞风包。奴当钻机钻孔时唇，根据钻孔速揉度、垂直度、侵扩孔率、孔壁痒稳定性等综合搏因素在整个钻夕孔过程中采用为不同的钻头，伏对于粉砂和粗祖圆砾土地层，援采用锥形的刮现刀钻头；在钻散进困难的密实溉圆砾土层或硬粗度较大的凝灰船岩层开始采用绸滚刀钻头成桩盗。根据钻机工序作状况和不同率地质条件采用栋不同的钻进钻乡压、转速、进逃尺速度。由于授本桥的地质主黎要为粉砂、淤杰泥、粗圆砾土舍（夹杂有部分园粒径较大的卵悉石）和凝灰岩傻，一般情况下爽钻机采用如下孤的钻进参数进董行钻进：钻压洒（衡10凳~塔20皆t跃）、转速陪（精5债~岁7慨r/min揪）、进尺速度触（拆1~2m灶/h仗）。如发现钻挨杆转盘运转不喘正常，钻架晃浸动较大或钻具祖跳动较大时，绩则表明钻压过迅大或孔底有异仗物，如遇有孤洞石，铁件或是恨钻具部件脱落慰等，遇此情况挎可将钻具略向类上提起，减小播转盘运转速度剥。若钻机运转纯恢复正常，则乳说明钻压过大宫；若钻机还不麦能正常运转，外则可再次将钻扛具向上略微提粪起，减小转盘尾运转速度钻进耗，待恢复正常忽后再缓慢加压蛮钻进；若经过修往返几次操作涝，钻机仍不能永恢复正常工作手，则需拆除钻志具，弄清情况膀或打捞起异物葡后重新安装钻嫁具继续钻进。欢当钻头钻至护仅筒底口标高上悬下融各饲0.5阳m伐时，要减小钻过压和降低转盘范运转速度，仔叨细观察钻头与遮护筒是否有摩鞠擦现象出现，谨若有则适当调粥整钻机的平面鼓位置直至摩擦慕现象消失，否蝴则，拆除钻具扛时可能导致钻壁头挂住护筒底朗口。编钻机在反循环葡钻孔中，为排伤除孔底岩渣所屠需泥浆的多少晴和速度，是反缝映孔底工作面榨洗净程度的重嘉要标志。泥浆柏在孔底的流量贼愈大，流速愈炼高，工作面的杏孔底角愈大，恳则洗孔效果愈猪好。在钻进过朱程中，出浆量浮显著减少或管研路被堵无流量敢，应停钻处理此。静本融桥朋98馅#践桩基施工时由骑于合理地选择栏了钻孔方式和筋除碴系统，创粮造最尤快批1掠5贪天成桩（桩敞长遮7意5输米）的记录。州§2.2.铺2残冲击钻钻孔工亲艺世本大桥位于瓯惭江下游近入海妻口，粉砂及淤萝泥层厚，冲击全钻钻孔施工时乏，钻前宜在孔姿内少量投放粘撇土，并适量加贸入直印径置15c吩m失左右的片石，库顶部抛平，为亦防止坍孔、粘记钻或埋钻等事阴故的发生，采赏用蜜1.0旨m草～息2.0偷m亩的低冲程高频裕率反复冲砸，父将片石、泥膏邮挤入孔壁，确痰保孔壁坚实不劣致坍塌。在覆咸盖层中钻进时合，一般泥浆较陡浓，其相对密海度不1.2钥0讽～抗1.4津0巡，粘哗度沃20傻S躁，胶体答率洽95忍%寻以上。并通过泊泥浆正循环排贴碴，在出沉淀酬池处人工配合顺清渣。括撒绸在情况复杂的归粗圆砾土层中勇钻进时，经常嫩会发生歪钻、盏滑钻及卡钻等芬现象，给施工侄带来很多困难炸。处理类似问锈题通常的作法景是回填片石，脉采用小冲程冲墙砸。通过泥浆性正循环净化泥盈浆时，要求勤冶排渣，尽量将控含砂率降低朗到蹄10检%束以下，并保持简泥浆相对密熄度炮1.2次0宴～屡1.3甘0话，胶体联率盛95察%慰以上，同时将旧粘度适当增大艘到违22纱S各，以增强泥浆摊悬浮携带钻渣那的能力，材但粘度也不应赴过大，否则会制影响泥浆泵的护正常工作，增宜加泥浆净化难冲度。在该桥施映工过程中，通爬过回填片石的货处理办法取得积了一定的效果羊。违在强度较高弱尸风化岩层中钻出进时，为了使丧钻头以较大的怜能量冲击岩面室，加快钻进速召度，采玻用侧4用m私～耍5吗m伤冲程冲砸，此殊时冲程也不宜得过大，否则，见钻头磨损太快迎，甚至会发生京钻头断裂现象永，严重影响施乌工进度。服本大份桥迹100误#刊桩基施工时由刻于合理地选择姨了钻孔方式和薪除碴系统，创豪造水上冲击钻刚最置快如1例8极天成桩（桩鞋长右3弱5炕米）的记录。慢棕§2.3寨母泥浆的制备及格清孔、夹§2.3.于1射泥浆的制备禾钻孔泥浆由水戏、粘土（或膨盘润土）和添加啄剂组成，钻孔奴过程中泥浆在蒙孔壁形成一层康泥皮，阻隔孔束内外渗流，保些护孔壁；同时谋泥浆还能起到盆悬浮钻渣及时泪循环出碴的作哑用。俱粘土以水化快露，造浆能力强白、粘度大的膨线润土或地表土斜为好，当粘土庄性能较差时，塑可在泥浆中掺蹲入适量纯风碱牛Na循2扫CO拌3环，增强泥浆的肠黏度和浮渣排篇渣的能力抗。钩绪§2.3.稍2左风清孔差钻孔达到设计傻标高，经终孔永检查后，应立危即进行清孔，喷以达到降低泥池浆的相对密度网、粘度、含砂邻率等指标及清各除钻渣，减少箩孔底沉淀厚度腐的目的，防止关桩底沉渣过厚拿而降低桩基的谷承载力。同时衣确保桩基水下特混凝土的顺利抱灌注及桩基质秒量，避免断桩异事故的发生清谎孔时，泥浆池吃中应有足够的苹泥浆以供泥浆熄循环，如果泥打浆量太少，则脾循环时泥浆就头会把砂又冲进荷孔中，达不到众清孔的目的。营用取浆筒从泥惨浆分离器中采共集未经过分离微的试样进行泥胳浆指标监测工蚀作，主要是为虫了监测泥浆的邻含砂率是否满我足要求，一般够情况下控制床在权0.5弱%失，这样在灌注奴砼前孔底就不堤会太多因泥浆阻沉积的沉淀而贸造成二次清孔各，影响整个施鹊工的进度，若急不满足要求则畅需继续换浆清珍孔，直至满足拣要求为止跟，识尝xx谅大桥桩基施工伟时间紧、任务败重、质量要求溜高，在施工过石程中必须对每规道工序尤其是猴混凝土灌注前明的泥浆指标及沃孔底沉渣厚度梦进行严格控制丽，确保桩基一桶次优良喝率地100菠%颜。赢§2.3.课3蝴清孔要求码孔底沉渣厚度朗＜培5论㎝纲泥浆相对密饲度卫1.0承3壶～她1.1踏0垫，粘躲度蜂1付7粉～炎20厨S竭，含砂率酸＜察2森%湿，胶体还率勒98节%况。月§2.3.踩4浙清孔设备泥浆净化器盈泥浆净化器主翼要适用于基础慌工程施工采取撑泥浆固壁、循效环钻进工艺的尾大孔径的桩基形工四程，有以下几讲个方面的优点短：乞（针1求）泥浆的充分其净化，有利于饰控制泥浆指标瓜和减少卡钻事梦故，提高成孔段质量；抖（世2粉）对土渣的有跑效分离，有利耐于提高造孔功揭效；骑（简3招）泥浆的重复来使用，有利于必节约造浆材料鞭，降低施工成切本；骨（脚4港）泥浆的闭路惕循环净化方式器及较低的渣料棚含水率有利于闲减少环境污染毛；莲（视5纱）泼相最大泥浆处理晶能力可根据工穴程需要选定，独xx啄大桥选用洪了纲ZX-20争0碑型泥浆净化器扣，泥浆净化达华到吹20选0键立方局米划/椒小时，净化除印砂灯（训0.07低4槽㎜粒级）效率英高，可躲达岗90盛%堪以上；稠（煮6狂）渣料筛分能望力可根据钻孔隐进尺快慢调整神，筛分出的渣堪料含水率小大于闻30总%炕；椒（添7警）处理泥浆最杨大比重小冰于陡1.毅2脂，粘筐度派4紫0乒秒以下，含砂树率小液于语20当%锹。亭主要组成部分趁：振动筛、泵蛙系统（渣浆泵魂、驱动电机、种流量控制分配浑阀）、旋流器例工作原理：反旷循环泥浆泵由油孔底抽吸出的粪泥浆通过总进末浆管输送到泥疗浆净化装置的捷粗筛，经过其百振动筛选将粒血径翁在乓1.央5颗㎜以上的渣料葱分离出来，经戏过第一道筛的镜泥浆进入装置铸的储浆槽，由援除砂机的渣浆揪泵从槽内抽吸欧泥浆，在泵的膨出口具有一定型储能的泥浆沿橡输浆软管从水钳力旋流器进浆欺口切向射入。倍通过水力旋流尾器分选，粒径柜微细的泥砂由鸣旋流器下端的毅沉砂嘴排出落绞入细筛，细筛钻脱水筛选后，降较干燥的细渣沫料分离出来。顾经过第二道筛乳选的泥浆循环沫返回储浆槽内眼，处理后的干脸净泥浆从旋流蜂器溢流管进入葱中储箱，然后租沿总出浆管输彼送回孔内。延在渣浆泵出口云安装了一条由克反冲阀控制的设支路与储浆槽她连通，通过开届启反冲阀可以散扰动储浆槽内组沉淀的渣料，爱使储浆槽不致惨因长期使用导团致淤积漫浆。泥浆泵参泥浆净化器必滚须与泥浆泵配踢合使用，泥浆礼泵的作用是将驼孔内泥浆抽吸高到泥浆净化器翠中，并进行净蚕化处理。误泥浆泵由孔内异吸管部分、泵赠头部分、轴封俩部分、传动部冰分及出浆管组注成。它主要依案靠大气压力抽垒吸孔内泥浆，幻因此在具体操磨作时，必须保膊证泥浆泵旋转记轴承中心至孔朵内泥浆面高度吵不得超侮过壳3双米；泥浆含砂嚷率尽量不要大以于菌10样%于，相对密院度犬1卧.4劣0顿以下，当含砂焰率和相对密度未过大以后，渣啦浆泵出浆孔流如量减小，抽吸撑泥浆速度慢，贺效率低；泥浆王泵抽吸泥浆过流程中，吸浆管花必须从上至下幅逐渐缓慢吸至精孔底，否则，巷会因吸浆管内雨泥浆浓度和高哪度过大造成无筝法抽吸甚至出闭现堵管现象。屡~~毅~污特大桥主桥桩兆基在成孔后通胆过正确使旁用坊ZX-20也0挖型泥浆净化器骗和河2P猜N莲型泥浆泵，不暖仅清孔速度快荡，而且清孔质冶量高，泥浆的晴各项指标均优严于设计及规范妄要求。灌注桩跟基混凝盟土也非常顺利笔，经超声波检膛测主慨桥铸5蛾7蒸根钻孔灌注桩稼全部归为娘Ⅰ杂类桩。明三、灌桩过程方事故处理怜§3.1南导管漏水抓水下砼灌注过盖程中，导管漏予水现象常有发芬生，易诱发断拥桩。对于该类毕问题，导管在背使用前应做水庙密性实验和抗徐拔实验来避免悉。一旦导管漏芒水，应先确定输漏水位置和水取量大小，若漏锦水位置在孔口市附近且水量较忆小，可加快灌复注速度，尽早麦拆除漏水导管泥。对于有缺陷梅的导管（如内欧壁凹馅，法兰羽盘丝扣不合）见，在使用前必懒须处理，消除已隐患。浩§3.席2委、导管堵塞君水下砼灌注过颗程中，因砼质裂量缺陷、机械白设备故障、停环电及埋深过大