响礁门大桥10—12号墩钻孔桩施工.pdf

响礁门大桥 1 O 1 2号墩钻孔 桩施 工 毛照华 5 5 文 章编 号 1 0 0 3 4 7 2 2 2 0 0 3 0 2 0 0 5 5 0 3 响礁 门大桥 1 0 1 2号墩钻孔桩施工 毛 照 华 中港第 三航 务工 程局 四公 司 江苏 宁波 3 1 5 2 0 0 摘 要 舟 山连 岛工程响礁 门大桥 1 O 1 2号墩 为 声 1 6 O 1 8 0 m 变径 钻孔 桩 桩 长 6 2 6 6 m 嵌岩 厚 度 1 2 2 4 m 施 工 区域水 深 流急 介 绍该钻 孔桩 施 工方 法和施 工过 程 中遇 到 的技 术 难题 及 其处理办法 供同类工程借鉴参考 关键 词 桥 梁基 础 钻孔 灌 注桩 桥 梁施 工 中图分 类号 U4 4 5 5 5 1 文献 标 识码 A Co n s t r u c t i o n o f Pi e r s N1 0 N1 2 Bo r e d Pi l e s o f Xi a n i a o me n B r i d gXi a n o me n B r i d g e M Ao Zh a o h u a The 4t h Eng i n e e r i ng Co mpa ny of t h e 3r d Na v i ga t i ona l Eng i n e e r i ng Bur e a u of Ch i n a Ha r bor En gi ne e r i n g Gr o up Comp a ny Ni ng bo 3 15 2 00 Chi n a Ab s t r a c t Th e f o u n d a t i o n s o f P i e r s N1 0 N1 2 o f Xi a n g j i a o me n Br i d g e o f Z h o u s h a n I s l a n d s Li n k Pr o j e c t a r e d e s i g n e d a s b o r e d p i l e s wi t h v a r i a b l e d i a me t e r s 1 6 0 m a n d 1 8 0 m p i l e l e n g t h 6 2 6 6 m a n d p i l e d e p t h i nt o r o c k 1 2 2 4 m a nd t h e wa t e r a r e a whe r e t h e p i l e s a r e b e i n g c on s t r uc t e d i s d e e p a nd s wi f t I n t hi s pa p e r t he c on s t r u c t i on me t h od s f o r t h e pi l e s t e c h ni c a l c r ux e s e n c oun t e r e d du r i n g t he c on s t r u c t i on a n d s ol ut i on s t o t h e c r ux e s a r e e l a b or a t e d whi c h a r e e xp e c t e d t O s e r v e a s r e f e r e nc e t O t h e c o ns t r uc t i on of t h e s i mi l a r k i n d Ke y wo r d s br i d ge f oun da t i on b or e d p i l e b r i dg e c o ns t r uc t i o n l概况 响礁门大桥是舟山大陆连岛工程项 目中重要组 成部分 连接里钓岛及富翅岛 全桥长 9 5 1 7 5 n l 共 设 1 6个桥墩 其中 1 O 1 2号墩桩基础设计采用每 个桥墩 8根直径 1 8 O 1 6 0 m 变径嵌岩钻孔灌 注 桩 中微 风化 层 以上 直 径 1 8 0 m 嵌 入 中微 风 化 层 直 径 1 6 0 m 分 2排布 置 图 1 均 为端 承摩擦 桩 1 O号 1 1 号 1 2号墩桩设计桩长 分别为 6 6 6 5 6 2 m 桩 身要 求进 入 中风化 凝 灰质 粉砂 岩 嵌 岩 深度 达 1 2 2 4 m 施 工 采用 自然 泥浆 护 壁 正 反循 环 相 结 合成孔工艺 由于施工 区水 深深 桩 直径 大 长度 长 嵌岩厚等 施工中遇到了一系列技术难题 本文 着重 介绍处 理 这些技 术 难题 的方 法 图 1桩位布置 单位 c m 2 主 要施工 技术 措施 2 1 钻 孔平 台搭设 施工区域水深达 2 0 3 O m 采用打桩船在桩位 直接打入 1 8 0 0 mm壁厚 1 4 mm的钢桩 钢桩既作 为钻 孔灌 注桩 的护筒 也作 为平 台承力基 础 钢桩 入 收稿 日期 2 0 0 2 1 2 3 1 作者简介 毛照华 1 9 5 3 一 男 亡程师 1 9 9 3年毕业 于北京交通 干部管理学 院道路与桥梁专业 1 一 00 一 0 0 一一 0 0 一 维普资讯 5 6 桥梁建设 2 0 0 3年第 2 期 土深度 1 5 2 0 m 钢桩 上 设 牛腿 用 双 榀 3 6号 槽 钢作 主梁 2 2号槽 钢作 次 梁 上 铺 1 0 c m 1 5 c m 围 囹木枋 作 为钻 孔 平 台 为 了增 加 平 台及 各 钢 桩 整 体稳定性 各钢桩之间用 2 O 号槽钢设置剪刀撑 钻 孔平台标高比平均高潮位 高 1 5 m 实践证明 利 用钢桩 作 为钻孔 平 台 的 支 承桩 是 可 行 的 能 满 足 施 工需要 具 有较 强 的稳 定 性 经 受 住 了夏 季 台 风 大 浪 的考验 但需 注 意 的 是平 台上 材 料 堆 放 机 械 设 备布排应均衡 成孔的先后顺序要安排得当 每根桩 终 孔后 应及 时 浇筑混 凝 土 防 止平 台失 稳 2 2成孔 根据地质资料 成孔孔径 孔深 嵌岩厚度等 选 用 上海 探矿 机 械 厂 产 的 GP S 一 2 0型 转 盘 式 钻 机 选 用该 机可 以满 足成孔 要求 但 钻具 配 置相对 薄 弱 本 工程 中已达其 极 限 在施 工 中要 经常 提钻 检查 以 免 发 生断杆 事故 由于 中等风 化 凝 灰 岩岩 质 并 不 坚硬 选 用 更 换 方 便 成 本 较低 的牙 轮钻头 进行 嵌岩 施工 实 践证 明 该 钻头具 有 钻进平 稳 钻效 较 高 成 本低 的优 点 泥浆护壁利用原土造浆 第 四系覆盖层钻进采 用 正循环 基 岩钻 进 则 采 用 正 反 循 环 相结 合 即 先 正循 环钻 进 反循 环 吸 渣 清 渣 以确 保 岩 粉及 时 排 出 f L t l 提高钻进效率 在钻孔过程 中 将相邻钢桩 用连通管连接起来作 为循环路径 可有效地保证泥 浆面稳定高 出水 面 2 0 3 0 m 保持 了合适 的水 头 为钻孔 成 功提 供 了重要 的保 障 2 3 钢 筋笼 制作 与安装 1 O 1 2号 墩 钻 孔 灌 注 桩 钢 筋 笼 长 达 6 O多 米 钢筋 笼采 用钻 机安 装 受 钻塔 高度 的限制 每节 钢筋 笼长 度设 置为 6 9 m 由于 钢筋 笼 自重 较 大 为 防 止 钢筋笼 在 吊装过 程 中发 生 变 形 采 取 如 下 加 固措 施 加强 筋采 用 内外 双层 设 置 每 节钢 筋笼 上下 两端 利用钢筋或槽钢制作并字形 内支撑 4个吊点部位 用钢 板 与主筋 焊接 加强 钢 筋笼 变径 部位 应严 格 与 成孔时变径部位一致 并按要求变径段长度不小 于 2 m 避免突变 便于钢筋笼 的安放 为确保钢筋笼 净保 护层 厚 度 每 隔 2 m 对 称 设 置 4组 混 凝 土 保 护块 2 4清孔 为保 证 桩 身混 凝 土 与桩 周 孔 壁 良好 接 触 采 用 二次 清孔 第一 次 清孔 当钻 孔至 设计 标 高后 将钻 头提 离 孔 底 1 O 3 0 c m 中 速 空 转 泵 吸 反 循 环 清 孔 清孔至泥浆质量合格 第二次清孔 混凝土灌注 前利 用直 径 2 5 0 mm 的导 管 采 用 泵 吸 反 循 环 清 孔 清孔时导管底 口放人孔底 并经常活动导管 四周清 扫 根据设计要求 清孔 至孔底沉渣小 于 5 0 mm 后 灌注 混凝 土 2 5混凝 土 灌注 由于 海上 施 工 单 桩 混 凝 土 约 2 0 0 m 为 确 保 一 次性顺利灌注 采用全 自动混凝土搅拌船 生产能 力 6 0 m h 通 过输 送 泵直 接 泵送 至储 料 斗灌 注混 凝 土 混凝 土 导 管 采 用 经 过 水 密 试 验 的 2 5 0 mm 卡扣 快速 连接 导管 储 料 斗有 效 容积 为 6 m 确 保 混凝 土初 灌量 隔 水栓 采用 砂包 初 灌混 凝土 灌 注 完成后 把容积为 6 m 储料斗换成 1只容积 1 m 左右的插入式喇叭状下料 斗 方便施工 导管初始 埋深控制在 1 m 以上 由于桩较长 灌注过程 中 导 管 埋 深控 制 在 4 6 m 灌 注 混 凝 土速 度控 制 在 3 O m h 在施工 中对导 管连 接 的牢 固性 水 密性 初 灌 时 导 管底 口距 孔底 的高度 及灌 注过 程 中导管 埋深 等都 必 须进 行严 格控 制 并 实行检 查 签证制 度 避免 意外 事 故 的发生 3 钻 孔 中几个 技术 难题 处理 3 1 打捞 钻具 施 工 中发 生 多起 钻 具 折 断 事 故 事 故 发 生 后 首 先探 明孔 内情 况 确定 钻具 断裂 的深 度位 置 根据 实 际情 况进 行钻 具打 捞 1 钻杆 连 接 处 螺 丝 断 裂 孔 底 钻 具 保 留法 兰 盘 对 于该 种情 况 采 用 平 面 打捞 钩 首先 用 厚 度 大 于 3 mm 厚 钢板 割 成 内螺 旋 形 打 捞 钩 通 过 螺 丝 与 钻杆 连接 到 一起 下 入到孔 内 至钻 杆断 口处 超过 法 兰约 1 m 旋转 打捞 钩使打捞钩钩住 钻具 提 动钻 杆 通过卷扬机负荷的大小判明是否钩牢钻具 确定 钩 牢后 提 钻 2 钻 具断 裂在 钻头 与 加重 块 接 口处 牙 轮 钻 头 的法 兰盘 没有 明显 的 台 阶 采 用 平 面打 捞 钩 无 法 打捞 可 以 采 用 门 架式 打 捞 钩 图 2 打捞 钩 采 用 钻杆送到孔底后套 中钻头连接法兰板 确定活动钩 打开 钩稳 钻 头后 提 钻 3 加重 块 内钻杆 断 裂 孔 底有 钻 头 与加重 块 G P S 一2 O型 钻机 配 重 块 直径 8 0 0 mm 长 约 1 m 利 用直 径 1 0 0 0 mm 长 约 1 8 m 的钢管 自制筒 式 打 捞 器打 捞 图 2 筒式 打捞 器法 兰接 钻杆 下 底安装 3 个均布的活动钩 使用时筒式打捞器用钻杆送至孔 内套中加重块后 提升钢丝绳使活动钩打开 钩稳钻 具 提 钻 维普资讯 响礁 门大桥 l O l 2号墩 钻孔桩施工 毛照华 5 7 a 门架式打捞钩 b 筒式打捞器 图 2打 捞 设 备 3 2 牙轮 牙轮掌脱落处理 在牙轮 的使用过程 中经常发生牙轮 牙轮掌脱 落的事故 牙轮 牙轮掌脱落时钻机钻进跳动剧烈 甚至于钻机无法回转 发生这种事故时必须采取措 施进行处理 否则无法成孔以致于影响工期 造成 牙 轮 掌 牙 轮脱 落 常 见 原 因是 焊 接 质量 不 过关 牙轮 轴承 已严 重磨损 未 及 时更换 预防措 施 保 证 牙轮 掌焊 接质 量 专人 负责 牙轮 掌焊接 采 用质量 较好 的牙 轮 掌 及 时检 查及 更换 已 磨损严重的牙轮 修复牙轮挡板 处理措施 牙轮 牙轮掌脱落后 可采用潜水员 进 行打 捞 适 用 于孔 深较 浅 的作 业 区域 电磁 铁 永 久磁铁 打捞 特 制钻 杆 打捞 适 用 于 小 重量 牙轮 或 者 打 1个直 径 2 5 0 mm 的先导 孔 让脱 落 的牙 轮 牙 轮掌落人其 中 然后采用牙轮钻头正常钻进 3 3块 石处 理 l 1 号 墩 5号桩 在用 三翼 刮 刀 开孔 施 工 时 在 泥 面 下 2 m 左 右 卡钻 严 重 无 法 进 尺 经 潜 水 员 水 下触摸 判明为直径 8 0 0 4 0 0 mm块石 经潜水员 下入孔内绑扎打捞 排除障碍物后施工正常 3 4 坍 孔处理 1 O号墩 8号桩 施 工 成 孔 后 安 放 钢 筋 笼 过程 中有轻微坍孔 在灌注混凝 土前二次清孔时发生严 重坍孔 孔内坍 至与护筒底平 并且单 侧与海水贯 通 护筒内外液面标高一致 分析坍孔原因为 1 从地层地质分析 一5 3 8 0 一5 0 2 0 m 的 z 层为含碎石 亚粘土 含较 多角砾及 碎石 含 量约 占 3 0 质地不甚均一 具有较强的软塑性 该层土土质 差 埋深深 受侧压力较大 受水浸泡软后 极易坍塌 而且该层土下即为中风化岩层 由于本工程采用 自然 造浆 在岩层钻进中泥浆 比重及粘性都有一定下降 故此判断该土层土质为引起坍孔的主要 因素 2 钻孔 时 间长 由于 钻 孔 过 程 中 断杆 2次 处理孔 内事故时间较长 成孔用 了整整 1个月 由 于成孔后未及时移位钻机 安放钢筋笼及灌注混凝 土 成孔后至浇灌混凝土前二次清孔间隔时间达 1 0 d 孔壁 土 特别 是 z层 土 长 期 在 水 中浸 泡 易 软 化 坍 塌 3 为 赶抢 施工 进度 1 0号 墩增 加 了 1台 2 5型 钻机 2台钻机 同时作业 施工平 台振动较大 容易 扰 动护筒 周 围孔 壁 土 4 未能重视泥浆性能 的控制 导致成孔结束 时泥浆性能下降 事故发生后 经分析确认此桩已严重坍塌 护筒 周围土松动较大 为保证工期质量 采用接长护筒 的处理办法 将 8号桩的钢护筒接长 8 m 用打桩船