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338 昆阳特大桥大直径深孔钻孔桩施工 昆阳特大桥大直径深孔钻孔桩施工 Construction of the Large Diameter Deep Hole Bored Pile of the Huge Bridge in Kunyang 陈红柳 Chen Hongliu 摘 要 本文结合温福铁路昆阳特大桥主跨钻孔灌注桩施 工，介绍了大直径、深孔钻孔桩的施工方法，主要从钻孔、 清孔、钢筋笼制安、水下混凝土灌注等几个方面进行了论 述。 关键词 大直径;深孔 钻孔桩施工技术 Abstract This paper took the construction of the main span bored piles of the huge bridge over the Wenfu Railway in Kunyang as a case introducing the construction method of the large diameter, deep hole drilling piles. The author discussed mainly from the perspectives of whole drilling, whole cleaning, the making and installation of reinforcement cages, concrete pouring underwater. Keywords large diameter, deep hole, construction techn- ology of drilling pile 一、 工程概况 温福铁路昆阳特大桥横跨在甬台温高速公路之 上，主桥总长 264 m，主跨 136 m。下部采用 12 根 2.5 m 的钻孔桩基础，其中 48#墩处的施工平台地 面标高为+3.9 m，孔底设计高程-84.55 m，设计钻孔 深度 88.45 m，设计有效桩长 84 m。49#墩处的施工 平台地面标高为+3.8 m，孔底设计高程-92.55 m，设 计钻孔深度 96.35 m，设计有效桩长 92 m。设计均为 摩擦桩。48 #墩49#墩为连续梁拱结构，所处地层自 上而下为： （1）-2 软塑粉质粘土、 （2）流塑状淤泥、 （3）-1 硬塑粘土、 （3）软塑粘土、 （4）硬塑粘土、 （5）软塑粘土、 （6）硬塑粘土、 （9）全风化花岗岩、 （9）-1 全风化花岗岩。其中流塑状淤泥层距地表 2 m 左右，且淤泥层均较厚，平均厚度达 35 m，施工 中易出现坍孔、埋钻、颈缩等情况。 二、 施工方案 施工步骤：施工平台填筑桩位测量放线埋 设护筒钻机就位钻孔施工清孔拆除钻具 检孔安装钢筋笼、 导管二次清孔灌注水下砼、 养护桩身砼质量检查。 1. 钻孔施工 （1） 在钻头护圈上加焊翼板和钢丝绳刷钻孔至 护筒底口，对护筒壁进行清理。然后提出钻头并取 下加焊的翼板和钢丝绳刷，重新下放钻头，钻孔至 设计标高。 （2）不同地层的钻孔指标为：对淤泥质土层和 亚粘土层采用中速、优质泥浆、大泵量钻进的方法 钻进；对粘土层采用中等钻速大泵量、稀泥浆钻进； 对砂层采用轻压、低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进， 以免孔壁不稳定，发生局部扩孔或局部坍孔，并充 分浮渣、排渣，以防埋钻现象；对砂砾层，采用低 档慢速、优质浓泥浆钻进，确保护壁厚度以及充分 浮渣。 （3）钻孔时减压钻进，钻压不超过钻具重力之 和（扣除浮力）的 80%，并保持重锤导向作用，保 证成孔垂直度和孔形。钻进成孔过程中，及时补充 浆液量，保持对孔壁一定的水头压力以保证孔壁稳 定，防止塌孔。当钻进至接近钢护筒底口位置 1 2 m 左右时， 采用低钻压、 低转数钻进， 并控制进尺， 以确保护筒底口部位地层的稳定；当钻头钻出护筒 底口 23 m 后，再恢复正常钻进状态。在钻进施工 中，通过及时的捞取钻碴来判断土层，并根据地层 的变化来调整钻机的转速和进尺。 （4）加接钻杆时，先停止钻进，将钻具提离孔 底 0.81 m，维持泥浆循环 5 min 以上，以清除孔 底沉渣并将管道内的钻渣携出排净， 然后加接钻杆。 升降钻具平稳， 尤其是当钻头处于护筒底口位置时， 严禁钻头钩挂护筒。 （5）停钻时，钻头提离孔底才能停止供风，防 止出渣口和风包被堵。由于孔深太大，气举反循环 钻进时，在钻杆的中部设置中间接力风包，以保证 排碴顺畅。 2. 清孔及钢筋笼就位 由于地质情况复杂，考虑到要在各类粘土、淤 泥质土壤和低强度的岩层中进行成钻作业，采用具 有快速成孔能力的 S500 自走反循环履带式旋转钻 机，气举反循环首次清孔。钻机排出的携带钻渣的 泥浆直接排入泥浆净化器内进行净化，净化后的泥 浆排入泥浆池内再次净化， 同时为加快泥浆的净化， 向泥浆池内投入絮凝剂，经此净化后的泥浆性能满 足要求后直接流入孔内，泥浆不足部分使用储浆池 的原浆补充。注意事项为： （1）终孔后立即进行清孔，不使泥浆、钻碴沉 淀增多而造成清孔工作的困难甚至塌孔。 （2）清孔时利用钻机的泥浆循环系统，通过换 浆进行清孔，即将钻头提高距孔底 1520 cm，钻机 慢速空转，保持泥浆正常循环，持续换浆直到排出 泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近，并且含砂 率0.5%，孔底沉渣厚度5 cm 后方可停止清孔， 再拆除钻具，移走钻机。 利用 30 t 吊车下放特制检孔器进行成孔检测 （特制检孔器采用50 的槽钢制作成长 10 m，外径 2.5 m 的圆型检孔器） 。采用多点起吊钢筋笼，超 声波法进行桩基检测、二次清孔等工艺。 3. 水下砼灌注 清孔完毕即进行水下灌注桩身混凝土，利用清 孔用导管安装初灌斗直接灌注，以缩短灌注时间。 （1） 首盘砼用量应能满足导管初次埋置深度大 于等于 1.5m 和填充导管底部间隙的需要， 经如下计 算应不小于 12.0 m 3： c 2 1 2 H 4 D h 4 d V （2） 灌注混凝土前在填充导管内安设泡沫隔水 栓塞，待灌注架上的 11.5m 3集料斗和 1.5m3料斗储 满混凝土后，开始“拔球”灌注水下砼，拔球后混 凝土连续进行灌注，中途不停顿，以保证整桩在混 凝土初凝前灌注完成。 （3） 混凝土灌注过程中采用两根测绳分别在不 同的位置测量混凝土面的标高，同时以测量导管长 度和混凝土已灌注数量来复核混凝土灌注标高，以 正确计算导管在混凝土内的埋置深度(控制在 2 6 m 的范围内)。混凝土灌注接近钢筋笼底部时，适 当放慢灌注速度，减小混凝土的冲击力，防止钢筋 笼上浮。混凝土灌注到桩上部 5 m 以内时，不再提 升导管，待灌注至规定标高一次提出导管。由于桩 径大，导管埋深相对较深，由此造成浮浆较厚，因 此实际灌注的桩顶标高比设计标高高出 1.0 m 左右。 通过采用以上措施，且两座 HZS90 的搅拌站同 时拌合，实际灌注一根桩的时间为 810 h，混凝土 充盈系数在 1.071.09 之间。 最后采用声波透射法 100%进行桩基质量检测。 三、 结语 对于大直径、深孔钻孔灌注摩擦桩在以淤泥质 粘土为主的地层中施工时，要缩短从成孔至灌注之 间的时间，控制好泥浆的各项指标，以防止出现塌 孔、埋钻、颈缩等现象。同时在钻孔施工时采用小 于桩径 2 cm 的钻头也可以保证其孔型、孔径、垂直 度符合关相验收标准要求，并可以有效的控制混凝 土灌注时的充盈系数，提高经济效益。混凝土灌注 时应采用专用灌注架，并配备满足首盘封底混凝土 数量要求的集料斗，同时在灌注混凝土时要确保有 备用设备， 以确保混凝土供应的连续性。 在采用S500 一类型的反循环钻机时，因其成孔速度快，排浆量 大，需准备较大的泥浆池和及时将废浆外运。 国内客专第一跨温福铁路昆阳特大桥，由于平 阳县地下有 30 多米的软土地质层，工程中采用了 2.5 大口径深度 100 m 的钻孔桩、超大型承台施工以 及铁路钢管拱施工等高难技术。其中大直径大孔深 的钻孔桩基础的施工，为