东海大桥海上大口径超深钻孔灌注桩施工工艺

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1、东海大桥海上大口径超深钻孔灌注桩施工工艺　　东海大桥主通航孔钻孔桩直径Φ2500，桩长110m，又属海上施工，施工难度较高，本文详细论述了主墩钻孔灌注桩试桩的施工工艺。1概述　　东海大桥工程是上海国际航运中心的集装箱深水港重要的配套工程，起始于上海浦东南汇区芦潮港，跨越杭州湾北部海域，止于洋山港区一期交接点，工程全长31.5km。由上海建工集团承建的东海大桥Ⅴ标段主通航孔为主跨420m的钢混结合梁斜拉桥，主墩桩基础采用大口径钻孔灌注桩。为验证地质报告提出的相关数据，分析桩侧的分层极限摩阻力和桩端极限摩阻力，并对海上钻孔灌注桩的泥浆级配、水下混

2、凝土级配、成孔、成桩等施工工艺进行验证，故先在Pm336墩外海侧防撞墩内进行试桩。试桩桩径Φ2500mm，桩长108.5m，桩顶标高―3.5m，桩尖标高―112m；钢筋笼全长118.55m，底标高―111.55m，顶部设计内外双层钢筋笼。桩身内共布置2道荷载箱，分别位于标高―110m和―66m处。　　本试桩采用静载试验法——桩承载力自平衡测试方法（OTSBURG法）。其原理为：荷载箱内布置大吨位千斤顶，将荷载箱放在桩身指定位置，通过测试直观地反映荷载箱上下两段各自的承载力。将荷载箱上段桩的侧摩阻力经处理后与下段桩端阻力相加，即为桩极限承载力。

3、2工程地质条件2.1根据地质资料，试桩位置大致地层情况如下：土层层号地层名称层厚(m)土层描述标贯击数③1淤泥质粉质粘土5.4夹较多薄层砂，土质极软④1淤泥质粘土9.75夹少量薄层砂，水平层理发育⑤1粘土5.4局部有粉细砂夹层⑥粉质粘土2含氧化铁斑，下部变为砂质粉土⑦1-1砂质粉土5.65土质不均，局部夹少量薄层粘性土28.5⑦1-2粉细砂10.25夹薄层粉质粘土，局部含Φ2~5cm砾石39.3⑦2粉细砂32.5局部含少量Φ1~5cm砾石，下部夹薄层粉质粘土及粉土61.1⑨含砾中粗砂8.4夹较多薄层粉砂，含有5cm厚的半腐木材62.2⑩粉质粘

4、土11.4夹粉土，局部为坚硬状态，下部含有40mm砾石3711-1粉细砂13.3夹少量粉质粘土及粉土70.42.2影响成孔主要地层⑦2层粉细砂标贯击数大于60，相当密实，且该层厚度达32~33米，是全孔钻进耗时最多的地层。须严格控制泥浆的含砂率，减少孔内沉渣厚度。⑩层粉质粘土局部呈坚硬状态，下部有粒径达40mm的卵砾石，且埋置深度较深。11-1层含砾粉细砂，标贯击数基本上都在60~80，桩端进入该层10米以上。3施工工艺和设备的选择3.1施工工艺的选择根据地质资料，结合试桩的设计和设备情况等因素，钻孔灌注桩施工采用回转钻进、泵吸（气举）反循环

5、为主的成孔工艺，水上自动拌和船搅拌砼、泵送水下混凝土灌注工艺。3.2成孔设备的选择钻机的扭矩是影响工程施工进度的关键因素，根据本工程的地层情况和钻孔深度，选配郑州QJ-250型钻机（底盘直径φ3000mm，扭矩120KN.m，额定功率135kw），洛阳九久公司双壁大通径（φ273mm）高强度抗扭气举钻杆。钻头选用防斜梳齿钻头（刮刀钻头），根据计算钻头配7t配重块，以防止孔斜与提高钻进效率。另外再备用一只牙轮滚刀钻头。4试桩施工方法4.1试桩施工平台本工程钢平台采用预制导管架现场安装、在导管内打设钢管桩、上面铺设甲板层形成，钢平台顶标高+9.0

6、7m，平面尺寸42.4×30m，试桩施工即在导管架钢平台上进行。4.2钢护筒设计施工根据地质资料计算，为隔离海水，并能形成一定的静水压力，以保护孔壁免于坍塌，钢护筒埋置深度应不少于11.5m。为防止海水冲刷造成埋置深度减少，以及抵抗波浪力会相应产生的静水压力，决定钢护筒入土深度为18m，持力层为⑤1层（粘土层）。试桩钢护筒在施工时不承受竖向荷载。设计钢护筒内径Φ2800，壁厚16mm，上下两端1m范围设14mm厚加强箍。护筒长度为38m，顶标高+9.07m（与钢平台标高一致），整根加工、吊装。根据设计要求，在护筒顶部往下5m~13m范围内采取

7、防锈措施（涂600μm重防腐涂料）。钢护筒用定位架作导向，用350t浮吊挂D100柴油锤“吊龙门”施打。下沉好的护筒，与施工平台连接成整体。钢护筒实际锤击数为18击，平均贯入度约1m，最终贯入度20cm左右。4.3钻孔4.3.1泥浆配制方案泥浆采用淡水配置。由于粘土层较厚，在钢护筒内进行自然造浆，利用反循环钻进，直接把护筒内的钻渣抽出孔外，出护筒后根据泥浆性能在砂质粘土层或粉细砂层中利用反循环进行人工造浆，同时加入纯碱对膨润土进行钠化改良。设计泥浆比重为1.10左右，粘度在23~28秒左右，加碱量为膨润土量的5%。每方泥浆配制比例为（膨润土和

8、纯碱的掺量根据泥浆性能进行动态调整控制）：水（kg）膨润土（kg）纯碱（kg）9081839钻进过程中，泥浆比重控制在1.10~1.25，使泥浆具有一定的液柱压力，