青岛海湾大桥海上大直径桩基旋挖钻施工成孔工艺介绍

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1、万方数据公路2009年9月第9期HIGHWAYSep．2009No．9文章编号：0451一0712(2009)09一0087—03中图分类号：U443．154文献标识码：B青岛海湾大桥海上大直径桩基旋挖钻施工成孔工艺介绍王晓乾1，刘元良2，杜清3(1．山东高速青岛公路有限公司青岛市266061I2．青岛市高速公路管理处青岛市266034f3．中交第二公路工程局有限公司西安市710065)摘要：青岛海湾大桥所在的胶州湾海域地质情况复杂，以沉积层为主，问有多个夹层，上软下硬且基岩岩性延桥轴线有较大变化，以

2、青岛海湾大桥工程实体为依托．开展海上大直径桩基旋挖钻成孔旋工工艺研究，并与传统桩基施工工艺进行对比，为类似条件下的桩基施工提供有益的经验。关键词：海上大直径桩基；旋挖钻；施工；工艺l工程概况1．1概述青岛海湾大桥位于胶州湾北部，主线全长28．880km，其中跨海大桥长27．089km。桩基工程环保要求高、工期紧、数量多，涵盖了摩擦桩、嵌岩桩两种钻孔灌注桩类型。根据目前国内小口径桩基旋挖钻施工的成功应用，结合桥址处地质情况进行科技攻关，将旋挖钻机成功应用于跨海大桥大直径桩基施工中。1．2工程地质分析青岛

3、海湾大桥桥位处地质情况相对比较复杂，岩土层由淤泥、淤泥质亚黏土、中砂、粗砂、砾砂、强风化含角砾质泥岩、弱风化泥质砂岩、弱风化角砾岩等组成。第四纪覆盖层由淤泥、淤泥质亚黏土、中砂、粗砂、砾砂等组成，厚度26ITI左右。淤泥和淤泥质亚黏土为流塑～软塑，承载能力低，易垮塌。中砂、粗砂和砾砂层颗粒大小混杂，分选性差，厚度15m左右，密度为中密到密实，垮塌严重。桥址处岩层主要为泥质砂岩和含角砾质砂岩，在弱风化层中局部夹弱风化角砾岩。砂岩为泥质胶结，层状构造，裂隙较发育，岩芯采取率在60％～80％，岩石质量指标R

4、QD一般小于30。弱风化角砾岩夹层为泥质胶结，胶结差，岩芯破碎，岩石质量指标RQD为o～20，裂隙发育，易于破碎。1．3钻孔工艺的选择收稿日期：2009一08一07青岛海湾大桥海上钻孔灌注桩施工均采取搭设工作平台进行施工，传统的施工方案采用工艺比较成熟的大功率回旋钻施工，但这种工艺在施工过程中存在占用场地大、施工进度慢、配套设施多等诸多制约因素。本工程施工工期紧、环保要求高、海上施工限制条件多，采用旋挖钻施工功效高、占地面积小、对环境基本无污染，特别适用于本桥施工特点，海上旋挖钻孔施工图如图1所示。圈

5、1旋挖钻海上钻孔施工2海上钻孔平台设计钻孔平台设计采用梁柱组合式结构，由簪820钢管桩、HW582mmX300mm承重梁、321贝雷、125a分配梁和10mm面板组成，如图2所示。采用旋挖钻机钻进时会在平台结构上产生很大的水平扭矩，因此，在旋挖钻作业之前，需有针对性地加强各种平台结构的连接构造，增强平台的整体性。万方数据一88一公路2009年第9期圈2海上钻孔平台搭设3施工工艺研究近几年来，旋挖钻机在国内公路、铁路及各类工程桩基施工中的应用不断普及，应用范围不断扩大，但在跨海大桥桩基施工中却很少见。特

6、别是青岛海湾大桥桥位处地质情况相对比较复杂、桩径大、海上施工条件复杂，不同于陆地及一般概念上的水中桩基施工，所以，必须针对本桥的实际情况研究制订成孔工艺，以提高海湾大桥的施工速度与成孔质量。3．1旋挖钻钻进原理旋挖成孔首先是通过底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土、卸土，直至钻至设计深度。本标段桥址处存在松散易坍塌地层，有地下水分布。孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆进行护壁。3．

7、2成孔工艺钻孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程中对钻头磨损超标的及时更换。根据试钻的成果总结，以拳2．5m直径桩基旋挖钻施工为例介绍旋挖钻施工工艺。(1)先以j11．8m钻头钻到设计孔底标高，然后用拳2．513"1钻头扩孔。(2)第四纪覆盖层的淤泥、淤泥质亚黏土这类地层比较松软，选用摩擦钻杆和双底板捞砂钻斗钻进，以便于捞取钻渣。对于含水丰富的中砂、粗砂、砾砂等易坍塌地层，也采用双底板捞砂钻斗钻进。(3)强风化含角砾泥质砂岩、弱风化泥质砂岩这类地层选用截齿钻斗钻进工艺成孔。(4)

8、对于硬度较大的弱风化角砾岩、弱风化泥质砂岩、弱风化含角砾泥质砂岩这类地层采用短螺旋钻头钻进。(5)以乒1．8rn钻头钻进时，在根据地层选用钻斗的同时，还要注意在钻进时进尺的控制。在使用旋挖斗时依据斗体的容量，一般在斗体2／3处为合适。一般淤泥和淤泥质亚黏土层，每钻进50cm提一次钻；砂层每钻进50---60cm提一次钻；岩层每钻进30"--50cm提一次钻。(6)根据前述原则选择钻头，扩孔时用乒2．5m钻头作业。第一次扩孔到约40～45m深时，钻孔中钻渣