大护筒钻孔灌注桩在水上桥梁工程上的应用

1、大护筒钻孔灌注桩在水上桥梁工程上的应用随着社会经济的快速开展，世界各地之间德望联系日益密切。交通作为连接各地的纽 带，在高新科学技术力量的支持之下，在国内的开展蒸蒸日上。特别是近些年来， 各地的跨 海、跨河桥梁工程更是搞的轰轰烈烈。诸如南昌生米大桥、杭州湾大桥、舟山金塘大桥等此 起彼伏。钻孔灌注桩技术在桥梁的桩基工程上也得到了充分的应用。但是近些年来，为了响应国 家资源规划的要求， 本着节约的目的， 再加上在跨海、 跨河工程上施工的平安可靠性和特殊 环境情况， 对钻孔灌注桩工艺的开展也有了新的要求。 正是在这样的情况之下， 我们经过大 胆的设想和研究，并且与实践相结合，探索出了一套采用大护筒施

2、工的方法，特别是在海、 河桥梁工程上单桩单柱河床面以下作桩，以上做柱型桩根底施工中取得了明显的效果。 下面就详细地介绍一下这种方法： 一、施工工艺的选择在工程开工之前，必须系统的了解工程的概况，根据图纸设计的要求和施工场地 详细准确的工程勘察资料，综合分析桩位布置、桩型、钻孔深度、 地质情况并结合现场考察 的实际情况，选择适宜的施工工艺进行施工。目前在国内常用的有正循环施工法和反循环施工法两种。 正循环施工法：该法泥浆流速不大，携渣能力弱，成孔效率低，并且在较厚的粘土地 层易糊钻，钻孔深度又极大的受到限制。故在海、河桥梁工程上及少使用。反循环施工法：常用的有气举反循环、泵举反循环和泵吸反循环三

3、种。 气举反循环是在钻管底端喷吹压缩空气，当吹口至地下 67 米是即可压气作业。 现场 施工时由于机械密封效果较差建议吹口沉至地下1015米气压一般控制在 0.5mpa，由此产生比重较小的空气的泥浆的混合体，形成钻管内水流上升。即“空气升液。一般每钻进35 米进行一次压气排渣。这种方法适用于深孔作业，排泥及钻孔效果好。在6 米以上因吸风时往往会将压缩空气喷出地面， 影响排渣效果， 所以在上面 6 米仍采用正循环施工。 此法 被广泛地应用在跨海、跨河工程的深桩基施工上。泵举反循环是有砂石泵随主机一起潜入孔内，可以迅速将切碎的泥渣排出孔外，钻头 不必切碎土成浆状， 钻进效率较高。 它是将潜水砂石泵

4、同主机连接， 开钻时采用正循环开孔， 当钻深超过砂石泵叶轮位置后， 即可启动砂石泵电机， 开始反循环作业。 这种方法在水上桥 梁桩基施工中也被普遍采用。泵吸反循环那么是将钻管上端用软管于离心泵连接，并可连接真空泵，吸泥时是用真空 将软管及钻管中的空气排出，然后启动离心泵排渣。此种方法成孔质量好，效率高。在水上不太深的桩基工程施工中经常使用。总之，水上桥梁桩基施工中，如果孔深超过 80 米的深桩基，一般采用气举反循环或泵 举反循环；如果孔深在 80 米以内宜采用泵吸反循环施工。二、施工程序1、下沉护筒 泥浆护壁成孔时，宜采用孔口护筒。其主要作用是保证钻机沿着桩位垂直放向工作， 同时还起着存贮泥浆

5、， 使其高出地下水位或水面， 保护孔口土层不会因为钻管反 复上下升降、机身振动而导致坍孔。尽量使护筒底在跨海、 跨河桥梁工程上单桩单柱的桩根底施工中， 选择护筒时， 应在大于桩径的 前提下，超出柱径800 1000mm，护筒一般采用8 12mm厚的钢板制作，护筒长度由 水上作业空间、水深以及河床面以下埋设深度综合考虑决定。护筒在河床面以下埋设深度应根据河床面以下地层的综合地质情况， 部坐落在密实的不透水层上， 最少不应小于 5 米，如果护筒兼做其它受力构件， 应根据 实际情况，经过详细计算进行加深。下沉护筒时，采用油压式振动设备。 要特别注意位置准确、稳定、 护筒中心与桩位 的偏差不得大于 5

6、0mm 。为了防止护筒受力不均匀产生过大偏斜，宜在护筒顶加设平衡器，尽可能的使护筒振动下沉时周边受力平衡。2、钻机就位钻机就位前， 首先要在护筒上作上标记定好桩位中心。 就位时先打好水平， 再进行 对中。 在对中时要保证桩位中心、 转盘中心和钻架上吊滑轮三点在同一垂直线上， 钻管 位置偏差控制在 20mm 以内，对中后再复平钻机，一切准备就绪后应马上固定钻机。 3、搅浆钻进1. 泥浆的主要作用 在钻孔时泥浆的主要作用是防止坍孔， 保护孔壁的作用。 此外在泥浆循环排渣时还 具有携渣、润滑钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力等作用。2. 泥浆的制备 护壁泥浆是由高塑性粘土膨润土或陶土和水拌和的混合物，

7、并根据需要掺入 少量的其它物质，如加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等以改善泥浆的性能。 除了能自 行造浆的粘性土层外， 其它地层均需要制备足够的优质泥浆。 一般在制备泥浆中常用的 外加剂有纯碱Na2CO3和羧甲基纤维素CMC 等。3.钻进 钻进过程中要注意几个问题 在开孔之前要防止孔内掉物，特别是较大的钢材，假设发现有掉物应及时处理。 在松散土层中钻进时， 需根据泥浆的补给情况控制钻进的速度， 遇到较硬地层 或在岩层中钻进的速度通常以钻机不发生跳动为宜。 为了保证钻孔的垂直度，钻机应设置效果较好的导向装置。首先应选用双腰带钻头，也可根据现场实际情况在距离钻头35 米的钻杆上加设防振腰带，假设带有

8、配重设备钻进时应加设扶正器。 此外在钻进过程中要随时检查钻机水平情况， 发现问题及时 纠正。 加接钻杆时应先停止钻进，将钻具提高孔底2030cm维持泥浆循环以清洗孔底，将钻杆内的钻渣携出排净， 然后再停泵加接钻杆。连接钻杆时必须拧紧上牢， 防止 螺杆、螺帽以及拆卸工具掉入孔内。 在较厚的粘土层钻进时，要控制好钻进速度，不宜过慢，并切要及时排除钻渣， 防止糊钻。 如果发现在粘性土层中钻进时毫无进尺或者进尺非常慢， 而且泥浆循环时出 水口不出水或水量很小，那么判断很有可能糊钻，应进一步查明原因及时处理。 钻进过程中如果发现孔斜、坍孔和护筒周围冒浆时，应立即停钻待采取相应的 措施后再进行钻进。 4、

9、第一次清孔清孔处理的目的是使孔底沉渣厚度、 泥浆中含渣量和孔壁泥皮厚度等符合质量要求 或设计要求，同时也为下钢筋笼和灌注混凝土创造良好的条件。在海、 河桥梁工程深桩基施工过程中，一清泥浆主要指标要求，一般控制如下：相对密度1.151.18之间、含砂率w 2%、粘度在20s左右、胶体率95%、PH值810。 5、吊放钢筋笼在成孔一清满足要求后， 应及时提钻下放钢筋笼。 下钢筋笼时一是要注意对中， 二 是底笼笼底钢筋尽量到角，防止钢筋笼对孔壁的刮刷扰动。 6、安放导管进行二次清孔吊放完钢筋笼后立即安放导管准备二次清孔。 安放导管时要仔细检查， 发现接头变 形、裂纹等有问题的切勿使用。 二清标准，首

10、先孔深要到达设计要求， 复测沉渣厚度在 100mm 以内、泥浆比重控制在 1.101.13 之间、含砂率 <1%、粘度 18s 左右。清孔完成 后即刻进行混凝土浇注工作。7、灌注水下混凝土、起拔导管在二次清孔过程中， 灌注班组作好开盘前的所有准备工作， 一旦二清工作完成马上 开盘。在灌注过程中尽可能使混凝土连续浇注，以保证桩体质量。8、清理桩头灌注结束后及时安排人员清理桩头。 首先排除护筒上部多余的泥浆， 再用带压水流 冲洗桩顶浮浆， 直到河床面处较好的混凝土时为止， 最后处理干净护筒内所有污水杂物， 为上面柱体施工作好准备。9、柱体的施工等到下部桩体承载能力到达一定要求后 ，在护筒内进

11、行柱体的焊接钢筋笼、支模 板、浇注、拆模等一系列工作。10、拔出护筒在柱体施工和一些辅助工作等都顺利完成并到达合格要求后， 拔出护筒进行回收。 、施工特点1、该施工法不需另设泥浆池 护筒埋设时我们采用了大护筒，那么护筒内从河床面到护筒顶就形成了较大的空 间，不但为我们前期造浆提供了条件， 而且可以存放钻近过程中所需的泥浆， 节省了再 设泥浆池的麻烦。这样一来，首先有利于现场环境卫生的管理，不会像陆地上施工时，如果泥浆池 漏水或着跨塌， 泥浆到处乱流， 场地难以作业， 严重影响环境， 给施工带来极大的不变； 其次， 节约了现场施工场地。 我们到知道在海上或河上桥梁桩基工程上都要搭建施工平 台，在

12、有限的平台上既要保证机械设备有足够的施工空间， 又要有堆放材料所需的地方， 还要有工人正常生活的范围， 从而显得施工平台的狭小拥挤。 所以少设置个泥浆池可以 一块腾出地方，或堆放材料，或放集装箱供人居住都行。2、钻进过程中穿护筒时克服了窜孔现象在海上或河上施工过程中， 经常受到河水流动或涨潮退潮的影响， 如果护筒埋设比 较浅或者护筒底部坐落在透水性强的地层上， 稀泥浆会向孔外漏失， 在护筒刃脚处发生 漏浆，再加上钻头穿护筒时水流的冲刷， 严重时在护筒刃脚处内外贯穿， 泥浆全部流失。 即我们常说的窜孔现象。 处理起来尤其是在水上施工费时费工， 严重影响正常的施工进 度。而我们在这里采用了比桩径大

13、的护筒，一般在护筒内部形成一周 2030cm 厚的天 然保护层， 在护筒底部刃脚处也不会产生薄弱环节。 这样就有效的克服了窜孔现象， 对 成孔质量和施工进度都起到了保障作用。3、上部柱体施工便于操作上部柱体施工时， 由于我们埋设的是大护筒， 一般护筒直径比柱径大出 0.81.0 m， 这样不仅创造了足够的操作空间， 而且护筒隔开了河水， 工人可以在护筒内进行柱子钢 筋笼的安放和焊接， 以及支护钢模板、浇注混凝土、拆模等工序的施工，有效地防止了 潮水对施工的影响。 从另一方面来讲， 由于是在护筒内进行柱体的干作业施工， 也能更 好的控制柱体的施工质量。 比方支护钢模板， 我们都清楚模板支护的程度如何将直接影 响到柱体的成形， 在陆地上施工是由于机械车辆较多， 支好的模板有时也会受到影响产 生变形， 矫正又比拟困难， 而这里我们在护筒内支好模板固定在护筒上， 做好后很少受 到其它不利因素的影响，所以呢可以保证良好的施工质量。4、护筒回收率高，不会浪费在以往的海、 河桥梁工程桩基施工完成后， 回收护筒时因为桩体本身有较长的局部 与护筒结合， 并且由于时间较长， 护筒很难全部拔出， 所以只能从混凝土面处切割回收 其上面局部，回收率不到 30%，浪费较大。此外有时还会受到河水的影响，要进行水 下切割操作，极为不便。 前面我们采用的大护筒， 在这里情况就不同了，