宁安铁路安庆长江大桥水中大直径钻孔桩施工

1、宁安铁路安庆长江大桥水中大直径钻孔桩施工         【摘要】：本文介绍了安庆长江铁路大桥主桥墩水中基础大直径钻孔桩施工方法。主要从平台搭设、钢护筒插打、钻机就位、钻孔桩成孔、钢筋笼制造及安装、灌注水下砼方面进行论述。 【Abstract】This paper introduces the Anqing Yangtze River railway bridge pier foundation in water construction method of large diameter bored pile. M

2、ainly from the platform erection,steel casing plugged, driller present, drilling pile, steel reinforcement cage fabrication and installation, Under -Water Concrete Grouting. 【关键词】：钻孔桩施工；水中基础； 大直径 【Key words】 Bored piles ；Water base；Large diameter 1工程概况 安庆长江铁路大桥是南京至安庆城际铁路和阜阳至景德镇铁路的重要组成部分，位于安庆前江口汇合口处下

3、游官山咀附近。 7号墩基础采用2.5m钻孔灌注桩，采用行列式布置，桩基为高桩承台基础，按摩擦桩设计，持力层为微风化泥质粉砂岩，桩长为75m。 该墩处于长江河床中，上覆第四系地层呈松散中密状，承载力低，不能做为大桥的基础持力层，覆盖层厚，以稍密状粉砂、中密状细砂、密实状细砂组成，近水边地表覆盖松散状粉细砂，下伏基岩为泥质粉砂岩夹砾岩。 2施工方案 宁安铁路安庆长江大桥7号墩钻孔桩施工内容包括：平台搭设、钢护筒插打、钻机就位、钻孔桩成孔、钢筋笼制造及安装、灌注水下混凝土。 2.1 平台施工 为满足钻孔桩施工需要，在墩位处搭设水上施工平台，施工平台基础为800mm钢管桩。充分考虑墩位河床冲刷，结合栈

4、桥位置及靠船需要，平台钢管桩设计为沿墩位四周布置，数量和范围分布上不仅考虑平台荷载要求，还需要起到抵抗洪水冲击力的作用。 平台施工顺序：插打钢管桩安装桩间连接系及桩顶分配梁布置平台贝雷梁，形成护筒插打平台安放钢护筒下沉导向架，钢护筒吊放就位后，用水上吊船（履带吊）悬吊振动打桩锤下沉钢护筒至设计标高，并将平台贝雷梁支承在钢护筒上，完成钢护筒支承，形成钻孔工作平台。 2.2 钢护筒插打 钢护筒在工厂分节制作，标准节段长12m，用平板车倒运至墩位进行接长。钢护筒插打采用DZJ-240振动打桩机，插打过程中要重点控制钢护筒的垂直度，以防给后期钻孔带来困难。 2.3钻孔桩施工 2.3.1工艺流程 2.3

5、.2 钻机选型 7号墩处于长江河床中， 地质条件复杂，需要在稍密状粉砂、中密状细砂、密实状细砂中钻孔，为保证成孔质量，采用两台KPG-3000C型回旋钻机进行钻孔桩成孔施工。 2.3.3 钻机安装 （1）钻机摆放位置和行走方向为顺平台主桁方向。回旋钻机走道钢轨与平台面板间固定牢靠，以承受钻孔时的扭矩，走道要顺直，位置要准确。 （2）钻机对中位置以钻孔桩设计位置为准，中心允许偏差不得大于2cm；钻杆倾斜率小于1%。钻机组装就位，其底座应水平、稳定，钻架中心与钻机转盘中心的连线应与钻盘垂直，钻头、钻杆和桩中心在一铅垂线上，以保证孔位正确，钻孔顺直。 （3）若钻孔桩施工和钢护筒插打同时进行，要求钻孔

6、中心和护筒中心的水平间距不得小于14m。相邻两孔不能同时进行钻孔作业，以免互相干扰。灌注混凝土完成24h或混凝土的强度达到5MPa后，其邻孔才能开始钻孔。 2.3.4 泥浆制备、泥浆循环系统 （1）、泥浆制备 钻孔泥浆选用不分散、低固相、高粘度的PHP优质膨润土化学泥浆。泥浆由优质膨润土、碱（Na2CO3）、羟甲基纤维素（CMC）和聚丙烯酰胺（PHP）等原料组成。 （2）、泥浆循环系统布置 回旋钻钻孔采取在孔位护筒与沉渣筒之间进行泥浆循环。在钻孔施工过程中泥浆的净化采用机械强制净化方法，每台钻机配备一台泥浆分离器。过滤出粒径大于1.5mm的钻渣颗粒，过滤后的泥浆再通过泥浆管回流至孔内。泥浆分离

7、器分离出的钻渣排放到指定的接渣船上。 2.3.5 钻进成孔 （1）成孔 钻孔前应对钻孔的各项准备工作进行详细检查，钻进过程中应按设计资料及实际地质情况绘制地质剖面图,并与钻探资料进行比较，发现问题及时通知设计单位。钻机安装检查合格，泥浆制备达到要求后，方可开钻。 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，然后提出钻头复测护筒底口中心坐标并拆除加焊的翼板和钢丝绳刷。根据复测的护筒中心坐标，决定是否要挪动钻机位置。重新下放钻头，慢速钻进，待超过护筒底口3m后方可正常钻进，避免护筒底口漏浆，通过护筒底口3米后转入正常钻进，以免长时间扰动护筒底口。 钻具应加足够的配重块，钻孔时减

8、压慢速钻进，钻压不得超过钻具重力之和(扣除浮力)的80，并坚持每班检查钻机水平偏差以保证成孔垂直度和孔形。 不同地层的钻进参数 地 层 钻压(KN) 转数(rpm) 进尺速度(mh) 砂层 150-200 6-10 3-5 泥岩 200-400 6-10 2-3 钻孔作业连续进行，如确因故须停止钻进时，将钻头提升放至护筒内或安全位置、以免发生埋钻事故，经常对钻孔泥浆抽检，不符合要求时要及时补充或调制泥浆。 钻进成孔过程中，采用泥浆船存储泥浆并及时补充浆液量，使孔内泥浆面始终超过护筒外水面2.5m以上，防止塌孔或流砂。 加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底1020cm，维持泥浆循环10分钟以

9、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。 钻杆连接螺杆应拧紧上牢，认真检查密封圈，以防钻杆接头部位漏水漏气，使反循环无法正常工作。 及时详细地填写钻孔施工记录，正常钻进时，应参考地质资料掌握土层变化情况，及时捞取钻渣取样，判断土层，记入钻孔记录表。根据核对判定的土层及时调整钻进参数。 停钻时，钻头须提离孔底才能停止供风。防止出渣口和风包被堵。由于孔深过深，气举反循环钻进时，可在钻杆的中部设置中间接力风包，以保证排渣顺利，钻孔达到设计高程后，应进行成孔质量检测，符合要求后，应立即进行清孔，目的是清除孔内钻渣，尽量减少孔底沉淀的厚度，保证钻孔桩的承载力。 （2）清孔 清孔分为一次

10、清孔和二次清孔，全液压回旋钻机一次清孔时先将钻头提离孔底20cm，钻头慢速空转，反循环抽净孔底沉渣，然后停钻2小时，再启动钻机，反循环清除孔内沉渣。 一次清孔完毕后，应进行检孔，孔径及孔形检查用检孔器检查，孔深和孔底沉渣用标准测锤检测。待钢筋笼安装完成，导管下放到位，再进行二次清孔。 2.3.6 钢筋笼制造、安装 钢筋笼按设计图制作，以12m一节分节制作，每节重约5t。钢筋笼制作必须有胎架，运输、吊装均采用专用吊具，防止吊运时损坏或变形。分段钢筋笼纵向连接，全部采用镦粗直螺纹接头，接头质量必须满足相关规范要求。        

11、;  （1）、钢筋笼制作、运输 钢筋笼制作采用整根在长线胎架上制作，制作完成后将直螺纹套筒松开后分节运输至墩位处。 钢筋笼在生产场地内加工完毕后，分节吊装、通过起重码头下河，由专用运输船运输至墩位。 （2）、钢筋笼安装 钢筋笼在桩位处以12m为一节接长吊装，接长利用履带吊机，在钢筋笼外侧每隔一定距离（2m左右），于同一横截面上主筋外侧对称安装保护层垫块，以使钢筋笼在孔中保持竖直并有足够的保护层厚度。在钢护筒范围内的钢筋笼，应根据护筒与桩位偏差调整保护层厚度，以使钢筋笼保持顺直，并在混凝土灌注时，不致挤压移位引起孔位中心偏差超限。 （3）、 声测管安装 为了检测钻孔桩质量，在钢筋笼制作

12、时，根据设计要求安装超声波检测管。声测管布置于钢筋笼内侧圆周上，各管路套丝后用管箍连接并加固焊牢，顶部接长至与施工平台平齐并封闭，底部焊接2mm厚钢板封闭。 2.3.7 水下混凝土灌注 （1）、混凝土灌注 施工前准备工作 1）钻孔桩开钻前应做好砼理论配合比的设计和试验工作。 2）混凝土原材料如水泥、砂子、碎石、水、外加剂数量应能满足连续生产的需要，质量符合要求。 3）混凝土灌注所需的工具、设备应准备妥当。 4）导管应做水密试验和接头抗拉实验。 混凝土的拌合 1）开盘前试验人员必须测定砂、石含水率，将理论配合比换算成施工配合比。 2）开盘前要检查砂、石的质量情况，核实使用原材料与配合比通知单是否

13、相符。 3）开盘前外加剂的浓度应进行确认，外加剂的掺量应精确。 4）混凝土拌合采用强迫式拌合机，搅拌时间不少于2min。 5）混凝土自搅拌加水至入孔时间不得超过60min。 混凝土的浇注 1）开始灌注首批混凝土时，首批混凝土储量控制在18m3左右。 2）导管安装 a 混凝土采用刚性导管法灌注，导管接头为卡口式，壁厚=8mm，直径=377mm，容许承受的最小压力为1.5Mpa。 b 在桩砼灌注前，对导管应逐段进行水密承压和接头抗拉试验。试验压力考虑桩孔泥浆面标高至桩底标高压力和导管自重的影响，约为1516kg/cm2。导管压至实际压力后检查有无渗漏情况，在无渗漏的条件下持荷时间不少于5分钟。 c

14、 砼填充导管安装前应在导管上用油漆划上编号，以便砼灌注时与测量深度相互复核。导管插入桩孔前应认真复查导管的实际长度与所划刻度是否相符，确认无误后插入桩孔并进行接长。导管安装完毕，底口距离孔底2540cm。 b钢筋笼安装完毕，应及时检查孔底沉淀厚度，沉淀厚度满足要求后方可进行混凝土的浇注施工，否则应进行二次清孔。清孔完毕后，拆除二次清孔反循环吸泥机头及胶管，安装2.0 m3砼漏斗即可进行水下砼灌注工作。 c灌注砼前需在填充导管内安设泡沫隔水栓塞，储料斗和漏斗储满砼后，开始“拔球”灌注水下砼，拔球后混凝土要连续灌注，不得停顿，保证整桩在混凝土初凝前灌注完成，首盘灌注完毕后导管内可用探照灯在导管内进

15、行检查。 d砼灌注过程中要有专人测量砼面标高，正确计算导管在砼内的埋置深度，导管埋置深度适当，正确指挥导管的提升和拆除，保证埋置深度不大于6m，不小于2m。 e灌注过程中应记录混凝土灌注量及相对应的混凝土面标高，用以分析扩孔率。 f混凝土灌注到桩上部5m以内时，不再提升导管，待灌注至规定标高一次提出导管。拔出最后一节导管时应缓慢提出，以免桩内夹入泥芯或形成空洞。 g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应比设计标高高出1.0m左右。 2.4钻孔桩施工质量检测 钻孔桩混凝土强度达到设计规定后，对每根桩进行超声波检测，检测结果显示桩基A类桩为100%。 4结束语 安庆长江铁路桥主桥水中基础采用2.5m大直径钻孔桩，因地复杂，钻孔深，工期紧，施工难度大， 我部前期经过精心筹备，在钻孔施工中采用大桥局生产的KPG-3000旋转钻机，钻孔过程中配备优质泥浆护壁，成孔后采用超声波成孔检测仪，钢筋笼接长采用机械接头连接，清孔过程采用反循环和大功率泥浆分离器清孔，封孔过程配备了性能良好的汽车泵和搅拌车。有效地缩短了成孔