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Ｉ工程施工技术 ｌ ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 【文章编号】１００７．９４６７（２００７）０６．０１００．０４ 深水钻孔灌注桩施工工艺 ■赵静波（中铁十八局集团科研设计院，天津３００２２２） 【摘要】通过灵江特大桥基础处理，介绍了深水钻孔灌注桩 ｗｉｔｈ ｈｔｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆＬｉｎｇｉｉａｎｇ Ｅｘｔｒａ－ｌａｒｇｅ Ｂｒｉｄｇｅ． 的施工工艺。 ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ｄｅｅｐ ｗａｔｅｒ；ｂｏｒｅｄ ｃａｓｔ－ｉｎ—ｓｉｔｕ ｐｉｌｅ； 【关键词】深水・９钻孔灌注桩；施工工艺 ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 【中图分类号】ＴＵ７５３．６ 【文献标志码】Ａ １工程概况 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｂｏｒｅｄ 灵江特大桥是甬（宁波）台（州）温（州）客运专线 Ｃａｓｔ．．ｉｎ．．ｓｉｔｕ Ｐｉｌｅ ｉｎ Ｄｅｅｐ Ｗａｔｅｒ 上的一座特大桥，在灵江主干流长甸附近，跨越灵 ＺＨＡＯ Ｊｉｎｇ－ｂｏ 江，桥位位于三江口上游。该桥起讫里程为 （１￣Ｃｈｉｎａ ｒａｉｌｗａｙ１８ｔｈｂｕｒｅａｕ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ，，Ｌｔｄ ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ ＤＫ１３８＋３４．４￣ＤＫ１４０＋２１７．５９，全长２ １８３．１９ｍ。主 ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎｓｔｉｕｔｔｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００２２２，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｔ ｉｓ ｔｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 桥为一联（７０＋３Ｘ１２０＋７０）ＩＴＩ单箱单室、变高度变截 ｏｆｂｏｒｅｄ ｃａｓｔ－ｉｎ－ｓｉｔｕ ｐｉｌｅ ｉｎ ｄｅｅｐ ｗａｔｅｒ ｔｈｒｏｕｇｈ ｈａｎｄｌｉｎｇ 面预应力混凝土连续箱梁。 ・＋一＋－＋＊＋－＋－—。●一＊—。●一 角度大的先进行补焊，然后再进行打磨，使之符合 理均得到了核电公司、监理部门的认可，为常规 要求。③对口处不平直，对口时引起局部间隙过大。 岛其它安装工作的开展打下良好的基础。这与 对此，修整间隙比较小的对口边，对间隙过大处补 超前规划、整体协调、变形预控措施的落实是分 焊进行打磨，保证对口间隙符合要求。④有２块侧 不开的。 墙板拼板有较大裂纹。对此重新购买钢板、进行更 田湾核电站１撑凝汽器壳体在施工单位、监理 换。⑤４号凝汽器热井在拼装时，两侧焊缝未按防 和核电公司的共同协调、有效的监督和管理下，按 变形措施用槽钢加固，结果在焊接时产生较大的焊 期保质地完成了安装工作任务，为后续的安装工作 接变形。对此，用氧乙炔焊烘在变形处加热，并用 积累了大量的、宝贵的经验，尤其对２撑常规岛凝汽 千斤顶顶压的方法将其矫正好。之后，其它类似焊 器壳体的安装有直接的指导作用，也希望本文能对 缝焊接前均先用工字钢进行加强再进行焊接，焊接 其他电站的冷凝器拼装有所帮助。渗 变形均得到了控制。 【收稿日期】２００７ ０２．１４ ４结束语 通过落实各项有效措施和严格进行过程控制， 参 凝汽器拼装工作得以优质、经济并提前完成，其各 李淑娜（１９７５￣），女，陕西西安人，ｑ－程师，从事核电站 项检测数据符合制造厂图纸的要求，现场施工及管 施工的质量控制ｑ－作，（电子信箱）ｌｓｎｌｓｎ＠ｔｏｍ．ｃｏｒｎ。 １００ 维普资讯 http://www.cqvip.com
工程施工技术ｌ ——— 工程所处流域河床冲刷非常大，主河槽一般冲 刷深度为２５．１２ｍ，局部冲刷深度为３３．２ｍ，对钢管 坏将直接影响施工质量、进度和文明施工。一般用 原土造浆，泥浆质量和指标主要包括密度、黏度、含 沙量（见表２），当发生坍孔或漏浆时，应立即增加泥 桩和钢护筒的要求较高。另外，由于水中桩桩径较 大，直径为２．５ｍ，深度达９９．５ｍ且穿越沙砾层等复 浆密度、甚至向孔内投入黏土。 表２泥浆性能技术指标 循环方 Ｅ循环。≤１１５ ．杂地层，且要求嵌岩４ｍ，因此水中钻孔桩是施工中 的一个难点。在该工程中４１＃至４４＃墩是主墩，即 一 深水桩基础。施工之前需要首先搭建水上作业平 台，然后利用振动打桩机埋设钢护筒，通过护筒和 ≤１．３ ≤１．２ 。１８，，～２２，， ２０，，—２６，，—般≤４％，在 ＜１．１钢管桩共同受力组成钻井平台。现以４２＃墩的桩基 础为例具体介绍深水钻孔灌注桩的施工工艺。 泥浆循环分为正循环和反循环两种。正循环护 壁好，但不适合大直径的钻孔；反循环效率高，钻孔 越大越明显，其泥浆在孔内下降速度０．０３ｍ／ｓ为宜， 过大意冲塌孔壁，泥浆在钻杆内上返速度以３ｍ／ｓ￣ ４ｍ／ｓ为宜，过小排渣效果差，过大消耗功率大。钻进 过程应根据具体情况，采用合适的循环方式。 ２．１．４成孔钻进 ２施工技术 深水钻孔灌注桩施工同普通水中钻孔灌注桩 施工相近，可分为成孔、钢筋笼、成桩三部分，每部 分又分若干道工序，下面对各步骤进行详细介绍。 ２．１成孔施工 ２．１．１护筒埋设 成孔钻进前必须量测钻头直径和钻头长 度，直径应符合设计桩径要求，并经常检查，如有 磨损应调换或焊接。开钻时宜轻压慢进，防止孔斜 或断钻杆。钻进过程中应根据不同的桩径、桩深、水 位、穿越地层和桩端持力层等情况对钻进机械和 钻头进行适当的调整。桩孔允许偏差及检测方法 见表３。 表３桩孔允许偏差及检测方法 项次 项目 １孔径ｄ承重桩 围护桩 ２孔深 平台搭设完成后，利用振动桩机埋设钢护筒。 钢护简要保证入土深度以防冲刷；为防止坍孔、缩 孔等质量事故，须确保钢护筒的规格、质量，并适当 加深钢护筒使其穿过易塌层。 钢护筒顶面位置允许偏差≤５ｃｍ；护筒中心允 许偏差≤５ｃｍ；筒径比钻径达１０ｃｍ～２０ｃｍＩ护筒的 倾斜度≤１％。 ２．１．２钻机就位 钻机采用ＧＷ．４０移动全液压式工程钻机（见 表１）。架设时须使钻机底盘和转盘固定水平。 钻机必须垂直，钻头中心，钻盘中心和护筒中 心三点成—铅垂线，以确保桩位精度和钻孔垂直度。 表１ ＧＷ－４０移动全液压式工程钻机性能 允许偏差检测方法 ＿０，＋ｏ．０２ｄ用井测法 ＿０，＋ｏ．１Ｏｄ． －０，＋３００ｍｍ钻具或钢绳 ３垂直度 ≤１％ 用井测仪 ４桩位单桩、条桩沿垂直轴线方向 ～ 基坑开挖 和群桩基础边桩 后，重新放出纵 条形桩基沿顺轴方向和群 … 横轴线，对照轴 桩基础中间桩 …’ 线用钢尺检测 基坑围堰桩、垂直轴线方向ｄ１１２ ２．１．５清孔验收 终孔后立即清孔称为第一次清孔。第一次清孔 髓斌泵 环 ５Ｏ０ 行撇外形肘 力 （工作状态 ｚ ８５０Ｘ ２５０ ８×９８００是否彻底对成孔质量是关键，要求泥浆中不含小泥 块，孔底沉淤≤１０ｃｍ，泥浆密度１．１５左右（含沙量高 时可１．２），黏度１８ｓ￣２２ｓ，含沙量≤４％。下入钢筋笼 钻杆 主 苎 ，…。钻杆／ｍｍｍ ）＝（ ８００ｍ ３２５×３０００Ｏ ２．１．３泥浆循环 主机重量／ｌ 一…一 ２２ 和导管后再次清孔称为第二次清孔。要求沉淤厚度 端承桩≤！Ｏｅｍ，摩擦桩≤３０ｃｍ，或按设计要求执行 注浆密度１．１５，含沙量高时可酌情放大。第二次清 １０１ 泥浆循环系统事先一定要全盘考虑，泥浆的好 维普资讯 http://www.cqvip.com
Ｉ工程施工技术 Ｉ ＣｏｎａｒｕｅａｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 孔对成桩质量有直接影响。 ２．２钢筋笼施工 ． ２．２．１钢筋笼制作 钢筋笼制作应严格按钢筋笼设计图纸施工，钢 筋笼分节制作，每节长度视成整体刚度。来料钢筋 长度及起吊设备的有效长度合理确定。在笼上每 ４ｍ￣－６ｍ，对陈设置四只混凝土滚动填块，以确保钢 筋笼居中。其制作允许偏差见表４。 表４钢筋笼制作允许偏差 ２．２．２钢筋笼焊接要求 主筋搭接长度单面焊为８ｄ（Ｉ级钢筋），或ｌＯｄ （ＩＩ级钢筋）；双面焊为４ｄ（Ｉ级钢筋），或５ｄ（ＩＩ级 钢筋）。焊缝宽度不小于０－３ｄ。主筋≤５０％的接头位 于同一平面上，应上下错开，其上下间距＞３Ｏｄ， 且≥５０ｃｍ。所有箍筋用点焊间隔固定。 ２．２．３钢筋笼安装 钢筋笼在制作、搬运、吊起时应确保笼子挺直、 牢固、不变形。钢筋骨架垂直度允许偏差骨架长度 的１％。钢筋笼主筋、加强筋必须全部焊接且宜整体 吊装进入孔内。当条件困难时，可分段入孔，上下两 端须顺直，钢筋接口采用套管连接。为了保证骨架 起吊时不变形，宜用两点吊。股价进入孔后，应将其 扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁。钢筋的保护层 厚度不小于７ｃｍ。 ２．３成桩施工 钻孔灌注桩的施工中，成桩施最后一个环节， 也是最容易出现问题的环节。灌注过程中对一些问 题的应对至关重要，另外好的混凝土质量是工程的 保障。 ２．３．１混凝土 负责拌合的人员应注意混凝土的配合比一 定要符合设计要求，试配强度应比设计强度高 １５％￣－２５％或高出一个强度等级。同时混凝土还应 １０２ 具有良好的和易性，塌落度应控制在１８ｃｍ￣－２２ ｃｎｌ 之间。 ２－３．２初灌 首批封底混凝土应满足导管埋入混凝土中的 深度不小于ｌｍ，漏斗底口处必须设置严密、可靠的 隔水设施，并且保证能够顺利排出（如隔水球塞）。 导管下口至孔底距离为３０ｃｍ￣－４Ｏｃｍ。 ２－３．３灌注 灌注过程中保持导管在混凝土中的埋深不小 于３ｍ，当桩身较长时导管埋入可适当加大。拆除导 管动作要快，时间不能超过ｌＯｍｉｎ，并防止螺栓、橡 胶垫和工具等掉入水中。拆下的管节要立即清洗， 码放整齐。灌注混凝土时，灌至钢筋笼主筋根数变 化处，应放慢灌注速度，减少导管埋深（允许最小值 ２ｍ），以防止钢筋笼上浮。灌注最后，超灌量应为 ８０ｃｍ￣－ｌＯＯｃｍ，以确保桩顶质量。 ３施工中常见质量隐患的防治 ３．１坍孔 主要原因：护筒埋设太浅，回旋钻进时泥浆密 度和黏度偏小。冲击钻钻进时，钢丝绳太松，钻具碰 撞孔壁。 防治办法：尽可能加大护筒埋深，回旋钻进时 泥浆密度控制在１．２左右，黏度在１８ｓ￣－２２ｓ之间。 如果是冲击钻进时密度和黏度可适当放大，钢丝绳 适当吊紧，使钻具不碰撞孔壁。 ３．２扩径 主要原因：钻孔浅部有流沙层，钻进时钻具晃 动太大。 防治办法：遇到流沙层加大泥浆黏度，尽量减 少钻具晃动。 ３．３缩孔 主要原因：由流塑黏性土或高岭土成分的黏性 土和膨润土。 防治办法：在缩径地段进行扫孔。 ３．４孔底淤泥偏大 主要原因：清孔不彻底，泥浆密度或含有的小 维普资讯 http://www.cqvip.com
工程施工技术Ｉ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩ 泥块或含沙量偏大。 防治办法：清孔一定要彻底，含沙量控制在４％ ３。１０断桩 主要原因：导管埋深太小或拔出水面。 以内，合理调整泥浆密度和黏度。 ３。５钢筋笼上拱 防治办法：导管埋深保证３ ｍ￣ｌＯｍ，严禁拔出 混凝土面，一旦拔出需再次清孔，二次剪球灌注混 凝土。 主要原因：孔底沉淤偏大、泥浆密度偏大或含 沙量偏大。混凝土面灌至钢筋笼底时猛烈冲击钢筋 笼上升，导管起拔时钩笼上升；混凝土初凝。 防治办法：孔底沉淤≤１０ｃｍ，混凝土灌至笼底 时放慢灌注速度；导管居笼中心；初凝时间须大于 灌注时间的两倍。 ３。６桩上部夹泥 主要原因：清孔不彻底，泥浆密度偏大，导管埋 深太小。 防治办法：彻底清孔，沉淤≤ｌＯｃｍ，导管埋深 ３ｍ～ｌＯｍ。 ３．７桩混凝土部分离析 主要原因：混凝土质量不好（未按设计配合比 实施，搅拌时间太短 塌落度太小等），导管不密封、 漏水；相邻桩施工间距太小。 防治办法：混凝土质量要好，确保导管密封不 漏水，相临桩施工间距≥４Ｄ或时间间隔￣＞３６ｈ。 ３。８导管堵塞 主要原因：导管变形，混凝土质量不好、离析或 有大石块和水泥袋碎屑等堵塞导管或操作人员操 作不当。 防治办法：导管须圆直光滑不变形，每次用完 须及时冲洗、码放；混凝土拌合和制作质量一定要 好，进料时偏大的石块和水泥袋碎屑要捡出；避免 导管插入孔壁或孔底。 ３．９导管被埋 ，、 主要原因：导管埋深大于ｌＯｍ，混凝土因故初 凝，有异物使导管和钢筋笼卡住。 防治办法：导管埋深控制在３ ｍ￣ｌＯｍ，水泥中 不能含有无水石膏成分，水泥案定性要合格，不能 用不同品种、不同强度等级的水泥；预防导管和钢 筋笼卡住。 ４总结 深水钻孔灌注桩和其它桩种比较，主要有以下 优点： １ 钻孔灌注桩适应能力强。对各种地层和黏 土、沙性土 碎卵石和岩石都可以施工，且不受地下 水位高低的，以及噪音小、无震动、对邻近建筑 及地下管线没有影响。 ２ 能够满足各种荷载的需要。根据建筑物荷载 和地层情况，可设计不同的桩径和桩长，其单桩承 载力可由几十吨到几百吨甚至上千吨。还可以设计 扩底桩和嵌岩桩，充分发挥桩身强度和端持力层的 承载力，同时既能承受竖向压力，又能承受轴向 拔力和水平推力，还可以桩身不同位置的受力 情况相应的配置钢筋增强桩身的强度，满足荷 载的需要。 ３ 造价适中、工期较短、节约钢材。大直径、大 跨度、大深度的水中作业技术难度相当高。综合上 述优点，深水作业中钻孔灌注桩无疑是最理想的施 工方法。在选用深水钻孔灌注桩的同时，应当注意 钻机的适当选用和对施工队伍的科学管理。本工程 基础处理采用深水钻孔灌注桩进行施工，仅用２个 月就完成全部桩基施工，且效果良好，为整个大桥 顺利施工完成提供了保证，且产生可观的经济效益 和社会效益。渤 【收稿日期］２００７一Ｏ１—３０ 赵静波（１９８２￣），男，河北邢台人，技术员，从事桥梁 设计，（电子信箱）ｇａｏｊｉａｎｇ１６８＠ｙａｈｏｏ．ｔｏｍ．ｃａ。 １Ｏ３
