辽河特大桥主39#墩钻孔桩施工

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1、辽河特大桥主39#墩钻孔桩施工：本文介绍了辽河特大桥超大、超长钻孔灌注桩在严寒、低温、海水环境情况下的施工技术，介绍了海水泥浆原材料、新浆制备、钻孔过程泥浆指标、混凝土灌注等方面内容。　　关键词：钻孔桩海水泥浆制备海工混凝土制备与灌注　　　　1概述　　1.1工程概述　　辽宁省滨海公路辽河特大桥主39#墩工程桩为摩擦桩，φ2.5m桩长110m共有钻孔桩39根。　　1.2地质条件　　桥址所处的滨海平原基岩为震旦纪混合花岗岩及第三系砂岩、泥岩，基岩埋深180m～300m。区域内主要为第四系地层，自上而下依次为：　　①层杂填土、②层亚粘土、③层粉砂、④层亚粘土、⑤层细

2、砂、⑤-1层亚粘土、⑥层亚粘土、⑦层细砂、⑦-1层粘土、⑦-2层粘土、⑦-3层粘土。　　主墩土层为亚粘土、粉砂、细砂、粘土层，钻进成孔时易坍孔。　　　　2海水泥浆制备　　由于本桥处于渤海湾入口位置，淡水资源缺乏，而桩基施工工期较紧，钻孔施工所需要的淡水较多，且淡水资源缺乏，若采用淡水施工费用昂贵。为此我部进行大量的现场试验，提出了采用海水制作不分散、低固相、高粘度的优质海水泥浆。　　2.1海水泥浆的原材料、配合比及性能　　2.1.1制备泥浆的原材料　　1）膨润土：　　选择以蒙脱石为主的钠基膨润土。蒙脱石含量高的膨润土，阳离子交换容量大，膨胀性及分散性能好，造浆

3、率高，配制的泥浆流变性能好，失水量小。　　2）分散剂　　分散剂的首要作用是使进入水中的膨润土颗粒分散开来，形成外包水化膜的胶体颗粒，减少了内部阻力，泥浆中如含有Mg2、Ca2、Na等金属离子，泥皮的形成性能降低，比重增加，致使膨润土凝聚、泥水分离，有可能造成孔壁坍塌。使用分散剂可以解决这些问题，改善泥浆的性能。本工程采用纯碱（Na2CO3）作为分散剂。　　3）增粘剂　　由于海水中阳离子和Cl-的大量存在会降低泥浆粘度，使用增粘剂可增强防止钻孔坍塌的作用，在泥浆受盐分或水泥污染时起保护凝胶的作用，同时可提高钻孔效率。本工程采用的PAC是羧甲基纤维素CMC的衍生物

4、，是一种阴离子型线性高分子物质，能在海水中不降粘，具有增稠性、保水性、抗盐性及较好的薄膜成形性。　　4）水　　采用桥位区的海水，比重约为1.04×103kg/m3。　　2.1.2海水泥浆配合比　　通过多次试验，海水泥浆采用如下配合比：　　表1辽河大桥海水泥浆施工配合比　　　　　　　　2.1.3海水泥浆性能　　由于工程项目位置的特定环境，受涨落潮影响，河水随时变化不是纯粹的海水也不是纯粹的淡水，对泥浆胶体率影响太大，在进行试验时只能达到95%，故施工中通过高粘度来增强泥浆的悬浮能力，各地层泥浆指标如下：　　表2各地层钻进时的泥浆性能的技术指标　　　　　　　　2.

5、2海水泥浆的制配和调整　　2.2.1泥浆的制配和调整　　泥浆的制备包括开孔时的泥浆制备、钻孔过程的泥浆补充以及终孔后的泥浆调整三个部分。根据以往的施工经验，采用孔内造浆、并各护筒之间循环的方式。　　开孔时的泥浆制备方法是：钻机就位后，在护筒内纯海水钻进，当钻至护筒底口2～3m左右时停止钻进，根据护筒内海水的体积向护筒内加入相应数量的膨润土，循环一定时间后向护筒内再倒入相应数量的纯碱（Na2CO3）、增粘剂PAC等，利用钻机转动以及反循环的反复循环调整，使孔内泥浆均匀；同时进行孔内泥浆各项技术参数的检测，根据检测结果调整膨润土、纯碱、PAC的掺量，直至泥浆的各项

6、技术参数符合要求。　　钻进过程中泥浆的补充：本工程的地质情况，淤泥质亚粘土、亚粘土均具有较强的自身造浆能力，钻进过程中泥浆会出现粘度、比重越来越大的情况，所以需要排浆，此时需要向孔内加入海水、纯碱、PAC调整泥浆技术参数。在砂层中钻进则需要根据进尺及泥浆水头高度情况向孔内加入海水、膨润土、纯碱、PAC等调整泥浆的技术指标。若需要补充泥浆则可以利用6.0m3的造浆桶配制泥浆，待各项技术指标均合格后向孔内补充。　　终孔时的泥浆调整仍然采用上述的方法进行施工。　　2.2.2泥浆的循环　　泥浆的循环系统（见图1）是通过空压机、供气管、钻机、出渣管、气水分离器、护筒、连

7、通管、ZX-250型振动筛（见图2）、3PNL泥浆泵等构成。开动空气压缩机，孔内泥浆通过气举经过钻杆和泥浆管进入泥浆净化器，经过筛分、旋分、沉淀三个环节，将钻渣分离出来，筛分是泥浆通过振动筛将大块的钻渣分离出来；然后经旋流器利用离心力的原理将直径0.074mm以上的颗粒旋分出来；再流入护筒内沉淀。钻渣装入储渣筒内，净化后的泥浆进入循环池（循环池为桩周的钢护筒），通过连通管流入钻孔的孔内；钻渣装在运渣船上运送到指定地点进行集中处理。　　　　　　　　为确保开钻瞬间护筒内能及时补充泥浆，防止泥浆面急剧下降，将钻孔作业的护筒与周围2～3根桩的护筒用钢管连通，作为泥浆循

8、环回路的一部份。　　　　3泥浆处理系统