复杂地质大直径超长钻孔灌注桩施工与控制

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1、复杂地质大直径超长钻孔灌注桩施工与控制摘要晋陕黄河特大桥主桥桥墩桩基施工水文地质情况复杂，本文阐述了在黄河砂性地质上施工钻孔灌注桩的工艺方法、遇到的主要问题及如何采取有效措施保证钻孔桩施工质量的方法。关键词大直径超长钻孔灌注桩施工与控制1、工程概况晋陕黄河特大桥位于陕西省与山西省交界处禹门口至潼关段黄河上，东起山西永济市楮機镇西敬村，西至陕西合阳县黑池镇廉庄村。桥梁全长9.8km,桥高约52m,桥梁孔跨布置为:31-32m简支箱梁+(54+2-90+54)m连续梁+23-48m简支箱梁+14-(2X108m)单T刚构钢桁加劲组合结构+79-4张简支箱梁+(48+80+48

2、)m连续梁+7-48m简支箱梁+1-32m简支箱梁。全桥桩基均为摩擦桩，英中主桥14-(2X108m)单T刚构钢桁加劲组合结构主墩单个承台钻孔桩桩数为30根，钻孔桩桩径为2.0m,有效桩长92心边墩单个承台钻孔桩桩数为18根，钻孔桩桩径为1.8m,有效桩长80m。2、水文地质情况桥址处地表水主要为黄河河水，常年流水，季节性变化明显，枯水期水量较小，雨季洪水暴涨。主桥位于黄河一级阶地、漫滩及河床区，上部为笫四系全新统冲积层，下部为更新统冲积层；该处地质主要为粉砂、细砂、屮砂、粗砂、砾石(孤石)、湿陷性黄土。3、钻孔桩施工工艺主桥桩基施工需搭设水上施工平台和栈桥，根据水深分为

3、主河道深水区及滩地浅水区两部分。深水区采用钢管桩钢平台施工，浅水区内采用草袋筑岛围堰形成钻孔平台。采用常规的钻孔桩施工工艺，其施工顺序为:护筒埋设一钻孔一清空一成孔检测一安放钢筋笼一二次清孔一水下混凝土灌注f桩基检测。3.1护筒埋设护筒长度为15m、13.5m、12m三种，采用12mni钢板卷焊，在加工场内加工完成后运至现场埋设。为防止开钻后邻近钻孔桩孔位坍塌，钻孔施工前将同一墩台的所有钻孔桩护筒全部预先埋设好；由于场地限制，同一墩台的钢护筒还可兼做泥浆池，用于造浆和泥浆循环。护筒采用60T振动锤打设护筒，埋设时采用导向架精确定位保证护筒的垂直度。施工过程中注意保护四个放

4、线护桩，并对护筒中心位置和标高进行复核。3.2泥浆制备及循环装:泥浆的主要作用有：（1）悬浮和携带钻渣，清洗孔底；（2）形成泥皮，增强孔壁的稳定性，防止塌孔，达到护壁的功能；⑶维持孔内外压力平衡，防止穿孔；⑷润滑和冷却钻头，提高钻孔速度。主桥桩基采用优质膨润土做为造浆材料，以机械和人工的方法制作循环使用。大直径钻孔桩施工开钻时泥浆需求量大，且钻进中泥浆的补给量大。因此，非特殊悄况不宜直接用钻机在孔内造浆。桩基在施工前，在钻孔钢平台上制作钢箱做为泥浆池，和预埋的其他钢护筒一起做为泥浆循环装置.3.3钻孔根据本工程施工特点，桩基施工采用GPS220正反循环钻机。成孔是控制桩基

5、质量的关键工序，本桥主桥桩基位于黄河上，地质条件比佼复杂，钻进过程中泥浆比重、含砂率、黏度等侑的选取成为成孔质量的关键，特别是含砂率的控制成为主桥桩基施工的一个难点。由于桩位处主要为砂层地质，使得钻进过程中的含砂率高达13%-1596。含砂率过高，使得钻渣无法排除还增大了清孔难度，且形成的泥皮质量差、厚度大，大大降低了桩的侧摩阻力。此时泥浆比重、黏度的选取也会受到影响。例如当黏度在设计标准范围内时，泥浆中砂在循环过程中不易沉淀，使得砂随泥浆再次进入孔内达不到降砂的效果，故应合理控制黏度值。除合理控制黏度值外，增大泥浆循环路径、加设泥浆循环池增加循环次数也是降砂的主要措施。

6、若此时砂率述是未能得到控制，采取的办法为先停钻一段时间，让砂在孔内先沉淀，待沉淀一段时间后在钻进抽渣使得钻渣排出孔外。钻进过程中，还应做好磴样取样工作，实时核对地质情况，发现与设计不符时通知设计方，做好变更工作。3.4清孔及成孔检测钻孔达到设计深度后，开始清孔。清孔采用抽浆换浆法进行，钻头提起距孔底20〜30cm时，采用稍高的转速转动钻头,一边继续气举反循环，把孔底泥浆、钻磴混合物排出孔外，一边向孔内补充己净化后的优质泥浆，清孔时应保持孔内液面稳定，直到孔内泥浆的各项指标符合规范及设计要求为止。清孔完成后，用JJC-1D孔径检测仪对桩长、桩径及垂直度等进行检测，检查完成后

7、才能下放钢筋笼进入下道工序。3.5安放钢筋笼钢筋笼在标准化加工厂内分段成型，钢筋笼主筋搭接采用焊接，箍筋与主筋梅花绑扎，主筋与加劲箍100%点焊牢固。市于钢筋笼直径比较大，故在钢筋笼内加焊十字撐，以加强钢筋结构的整体性,防止钢筋笼在吊装过程中变形。钢筋笼制作时注意安装声测管，声测管下管口用钢板封焊上管口用木塞封口。钢筋笼保护层用7cm厚混凝土垫块在每个加劲篩四周各垫一块。分段加工好的钢筋笼采用平板车运至现场，根据己做好的接头标记进行现场吊装对接接长下放，接长时应保证钢筋笼的垂直度及焊接质量。由于钢筋笼长度长，接头数量多，导致接