化学泥浆在跨胶州湾特大桥海中桩基旋挖成孔施工中的应用研究

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1、化学泥浆在跨胶州湾特大桥海中桩基旋挖成孔施工中的应用研究摘要：本文结合新建青连铁路跨胶州湾特大桥海中桩基旋挖成孔施工情况，介绍了钻孔过程中使用化学聚合物造�{，在海洋海水环境有较厚的砂层的地质条件下利用海水、化学剂、火碱等材料成功造浆并护壁成孔的施工技术。此施工技术在海水、砂层厚的施工环境下旋挖快速成孔施工中推广应用。中国7/vie　　Abstract：binedarinepilefoundationinJiaozhouaiorbridgeofQinglianRailudmakingbychemicalpolymerinthedril

2、lingprocess，andtheconstructiontechnologyofmudmakinganddadopore-creatingbyseaicalagent，causticsodaandothermaterialsundertheenvironmentofgeologicalconditionsofthicksandlayerinseaentofseaicalpolymer；submarinepilefoundation；rotaryexcavationpore-creating；constructiontechniqu

3、e　　中图分类号：U445.55+1文献标识码：A：1006-4311（2017）12-0124-03　　0引言　　近些年来，我国针对以旋挖作业为主的桥梁工程中的钻孔速度、成桩质量以及环保指标提出了严格的要求，加之高速铁路建设规模的扩大，旋挖钻在建筑施工领域得到了广泛应用。采用旋挖成孔工法施作覆盖层，不仅能在保证成孔质量的前提下满足快速成孔的施工要求，而且整个作业过程无噪音，对周围环境无污染或者污染小，得到了工程领域的一致认可。旋挖成孔工法以静态泥浆稳定液护壁代替了循环造浆的设计，通过对钻孔持续补浆来平衡钻孔内外的水压，所以泥浆的选用

4、及性能指标在成孔过程中显得尤为重要。　　目前工程领域仍采用膨润土矿物泥浆护壁法进行钻孔施工，这种工法不适用于相对复杂的地质环境。随着施工技术的发展，化学聚合物泥浆技术逐渐从国际工程领域引入到国内，在国内的一些地质条件相对复杂的工程中取得了较好的应用效果。本文通过青连铁路跨胶州湾海中桩基工程的实例来阐述化学聚合物泥浆在海中复杂地质条件下桩基旋挖成孔施工中的应用。　　1工程概况　　青连铁路跨胶州湾特大桥位于青岛市城阳区，其中跨海部分2.1公里，41个墩，采用桩基础，其中桩径有？准1.25、？准1.5m两种，平均桩长45m，东西两侧填筑部分

5、桩基采用360旋挖钻施工。　　1.1工程地质条件　　设计勘察地层主要为第四系全新统人工堆积层（Q■■），第四系全新统冲海积层（Q■■）淤泥质粉质黏土、粉质黏土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂，下伏基岩为白垩系下统（K1）流纹岩、安山岩、砾岩、泥质砂岩及凝灰岩。　　胶州湾海中地层主要为：第四系全新统人工堆积层（Q■■），第四系全新统冲海积层（Q■■）淤泥质粉质黏土、粉质黏土、粉砂、细砂、中砂、粗砂，第四系上更新统冲洪积层（Q■■）黏土、粉质黏土、粉砂、细砂、中砂、粗砂及砾砂，下伏基岩为白垩系下统（K1）流�y岩、安山岩、角砾岩、泥质粉砂岩

6、。DK10+900附近揭露断层。　　1.2水文地质特征　　桥址区地下水主要为第四系孔隙潜水，主要接收大气降水补给及海水影响，设计单位勘察期间测得钻孔稳定水位0.90m～3.60m，高程1.20m～3.08m，水位季节变化幅度2～4m。　　海中段位于典型半日潮潮汐的胶州湾内，潮汐最高潮位5.3m，最低潮位-0.57m，平均高潮位3.85m，平均低潮位1.08m，平均潮差2.7m，最大潮差约6.8m。　　1.3地质条件特点　　桩基施工的地质条件复杂，海床以下最深达5m的淤泥质粉质粘土，为软塑状态，易造成塌孔。以下6m～35m的范围内分布着

7、粉细沙、细沙层、中砂层和粗砂层，中间夹薄层粉质粘土，30m范围内塌孔的可能性较大。　　2泥浆选择过程　　2.1泥浆的重要性　　按照相关技术规程，泥浆比重宜为1.15～1.20g/cm3，泥浆粘度应该在18～22Pa・s之间，泥浆的含砂率应不大于4%。钻孔泥浆质量差将导致以下问题：　　①护壁泥膜黏附力不足，容易脱落，或者根本不能形成护壁泥膜，导致孔壁缺乏稳定性，钻进时容易塌孔或缩颈。　　②泥浆的比重和粘稠度超标，含砂率高，使得泥膜过厚，没有足够的粘附力，钻进时造成桩的侧摩阻力过大。　　③浓稠的泥浆沉积粘附在钢筋笼上，破坏了钢筋与混凝土之

8、间的握裹力，而且泥浆比重超标增加了混凝土水下灌注的阻力，影响了混凝土的流动性，造成大量混凝土骨料在桩芯处积聚，造成钢筋笼内外骨料分布不均，桩的侧摩阻力很难发挥，最终影响了成桩质量。