寧安鐵路安慶長江大橋水中大直徑鉆孔樁施工

1、寧安鐵路安慶長江大橋水中大直徑鉆孔樁施工肖江文（中鐵大橋局集團第二工程有限公司，江蘇 南京 210000）【摘要】：本文介紹了安慶長江鐵路大橋主橋墩水中基礎(chǔ)大直徑鉆孔樁施工方法。主要從平臺搭設(shè)、鋼護筒插打、鉆機就位、鉆孔樁成孔、鋼筋籠制造及安裝、灌注水下砼方面進行論述?！続bstract】This paper introduces the Anqing Yangtze River railway bridge pier foundation in water construction method of large diameter bored pile. Mainly from the pl

2、atform erection,steel casing plugged, driller present, drilling pile, steel reinforcement cage fabrication and installation, Under -Water Concrete Grouting.【關(guān)鍵詞】：鉆孔樁施工；水中基礎(chǔ)； 大直徑【Key words】 Bored piles ；Water base；Large diameter1工程概況安慶長江鐵路大橋是南京至安慶城際鐵路和阜陽至景德鎮(zhèn)鐵路的重要組成部分，位于安慶前江口匯合口處下游官山咀附近。7號墩基礎(chǔ)采用2.5m鉆孔灌

3、注樁，采用行列式布置，樁基為高樁承臺基礎(chǔ)，按摩擦樁設(shè)計，持力層為微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，樁長為75m。該墩處于長江河床中，上覆第四系地層呈松散中密狀，承載力低，不能做為大橋的基礎(chǔ)持力層，覆蓋層厚，以稍密狀粉砂、中密狀細砂、密實狀細砂組成，近水邊地表覆蓋松散狀粉細砂，下伏基巖為泥質(zhì)粉砂巖夾礫巖。2施工方案寧安鐵路安慶長江大橋7號墩鉆孔樁施工內(nèi)容包括：平臺搭設(shè)、鋼護筒插打、鉆機就位、鉆孔樁成孔、鋼筋籠制造及安裝、灌注水下混凝土。2.1 平臺施工為滿足鉆孔樁施工需要，在墩位處搭設(shè)水上施工平臺，施工平臺基礎(chǔ)為800mm鋼管樁。充分考慮墩位河床沖刷，結(jié)合棧橋位置及靠船需要，平臺鋼管樁設(shè)計為沿墩位四周布置，數(shù)量

4、和范圍分布上不僅考慮平臺荷載要求，還需要起到抵抗洪水沖擊力的作用。平臺施工順序：插打鋼管樁安裝樁間連接系及樁頂分配梁布置平臺貝雷梁，形成護筒插打平臺安放鋼護筒下沉導(dǎo)向架，鋼護筒吊放就位后，用水上吊船（履帶吊）懸吊振動打樁錘下沉鋼護筒至設(shè)計標高，并將平臺貝雷梁支承在鋼護筒上，完成鋼護筒支承，形成鉆孔工作平臺。2.2 鋼護筒插打- 1 -鋼護筒在工廠分節(jié)制作，標準節(jié)段長12m，用平板車倒運至墩位進行接長。鋼護筒插打采用DZJ-240振動打樁機，插打過程中要重點控制鋼護筒的垂直度，以防給后期鉆孔帶來困難。2.3.2 鉆機選型7號墩處于長江河床中， 地質(zhì)條件復(fù)雜，需要在稍密狀粉砂、中密狀細砂、密實狀細

5、砂中鉆孔，為保證成孔質(zhì)量，采用兩臺KPG-3000C型回旋鉆機進行鉆孔樁成孔施工。2.3.3 鉆機安裝（1）鉆機擺放位置和行走方向為順平臺主桁方向。回旋鉆機走道鋼軌與平臺面板間固定牢靠，以承受鉆孔時的扭矩，走道要順直，位置要準確。（2）鉆機對中位置以鉆孔樁設(shè)計位置為準，中心允許偏差不得大于2cm；鉆桿傾斜率小于1%。鉆機組裝就位，其底座應(yīng)水平、穩(wěn)定，鉆架中心與鉆機轉(zhuǎn)盤中心的連線應(yīng)與鉆盤垂直，鉆頭、鉆桿和樁中心在一鉛垂線上，以保證孔位正確，鉆孔順直。（3）若鉆孔樁施工和鋼護筒插打同時進行，要求鉆孔中心和護筒中心的水平間距不得小于14m。相鄰兩孔不能同時進行鉆孔作業(yè)，以免互相干擾。灌注混凝土完成2

6、4h或混凝土的強度達到5MPa后，其鄰孔才能開始鉆孔。2.3.4 泥漿制備、泥漿循環(huán)系統(tǒng)（1）、泥漿制備- 2 -鉆孔泥漿選用不分散、低固相、高粘度的PHP優(yōu)質(zhì)膨潤土化學(xué)泥漿。泥漿由優(yōu)質(zhì)膨潤土、堿（Na2CO3）、羥甲基纖維素（CMC）和聚丙烯酰胺（PHP）等原料組成。（2）、泥漿循環(huán)系統(tǒng)布置回旋鉆鉆孔采取在孔位護筒與沉渣筒之間進行泥漿循環(huán)。在鉆孔施工過程中泥漿的凈化采用機械強制凈化方法，每臺鉆機配備一臺泥漿分離器。過濾出粒徑大于1.5mm的鉆渣顆粒，過濾后的泥漿再通過泥漿管回流至孔內(nèi)。泥漿分離器分離出的鉆渣排放到指定的接渣船上。2.3.5 鉆進成孔（1）成孔鉆孔前應(yīng)對鉆孔的各項準備工作進行詳

7、細檢查，鉆進過程中應(yīng)按設(shè)計資料及實際地質(zhì)情況繪制地質(zhì)剖面圖,并與鉆探資料進行比較，發(fā)現(xiàn)問題及時通知設(shè)計單位。鉆機安裝檢查合格，泥漿制備達到要求后，方可開鉆。在鉆頭護圈上加焊翼板和鋼絲繩刷鉆孔至護筒底口，對護筒壁進行清理，然后提出鉆頭復(fù)測護筒底口中心坐標并拆除加焊的翼板和鋼絲繩刷。根據(jù)復(fù)測的護筒中心坐標，決定是否要挪動鉆機位置。重新下放鉆頭，慢速鉆進，待超過護筒底口3m后方可正常鉆進，避免護筒底口漏漿，通過護筒底口3米后轉(zhuǎn)入正常鉆進，以免長時間擾動護筒底口。鉆具應(yīng)加足夠的配重塊，鉆孔時減壓慢速鉆進，鉆壓不得超過鉆具重力之和(扣除浮力)的80，并堅持每班檢查鉆機水平偏差以保證成孔垂直度和孔形。不同

8、地層的鉆進參數(shù)鉆孔作業(yè)連續(xù)進行，如確因故須停止鉆進時，將鉆頭提升放至護筒內(nèi)或安全位置、以免發(fā)生埋鉆事故，經(jīng)常對鉆孔泥漿抽檢，不符合要求時要及時補充或調(diào)制泥漿。鉆進成孔過程中，采用泥漿船存儲泥漿并及時補充漿液量，使孔內(nèi)泥漿面始終超過護筒外水面2.5m以上，防止塌孔或流砂。加接鉆桿時，應(yīng)先停止鉆進，將鉆具提離孔底1020cm，維持泥漿循環(huán)10分鐘以上，以清除孔底沉渣并將管道內(nèi)的鉆渣攜出排凈，然后加接鉆桿。鉆桿連接螺桿應(yīng)擰緊上牢，認真檢查密封圈，以防鉆桿接頭部位漏水漏氣，使反循環(huán)無法正常工作。及時詳細地填寫鉆孔施工記錄，正常鉆進時，應(yīng)參考地質(zhì)資料掌握土層變化情況，及時撈取鉆渣取樣，判斷土層，記入鉆孔

9、記錄表。根據(jù)核對判定的土層及時調(diào)整鉆進參數(shù)。- 3 -停鉆時，鉆頭須提離孔底才能停止供風(fēng)。防止出渣口和風(fēng)包被堵。由于孔深過深，氣舉反循環(huán)鉆進時，可在鉆桿的中部設(shè)置中間接力風(fēng)包，以保證排渣順利，鉆孔達到設(shè)計高程后，應(yīng)進行成孔質(zhì)量檢測，符合要求后，應(yīng)立即進行清孔，目的是清除孔內(nèi)鉆渣，盡量減少孔底沉淀的厚度，保證鉆孔樁的承載力。（2）清孔清孔分為一次清孔和二次清孔，全液壓回旋鉆機一次清孔時先將鉆頭提離孔底20cm，鉆頭慢速空轉(zhuǎn)，反循環(huán)抽凈孔底沉渣，然后停鉆2小時，再啟動鉆機，反循環(huán)清除孔內(nèi)沉渣。一次清孔完畢后，應(yīng)進行檢孔，孔徑及孔形檢查用檢孔器檢查，孔深和孔底沉渣用標準測錘檢測。待鋼筋籠安裝完成，導(dǎo)

10、管下放到位，再進行二次清孔。2.3.6 鋼筋籠制造、安裝鋼筋籠按設(shè)計圖制作，以12m一節(jié)分節(jié)制作，每節(jié)重約5t。鋼筋籠制作必須有胎架，運輸、吊裝均采用專用吊具，防止吊運時損壞或變形。分段鋼筋籠縱向連接，全部采用鐓粗直螺紋接頭，接頭質(zhì)量必須滿足相關(guān)規(guī)范要求。（1）、鋼筋籠制作、運輸鋼筋籠制作采用整根在長線胎架上制作，制作完成后將直螺紋套筒松開后分節(jié)運輸至墩位處。 鋼筋籠在生產(chǎn)場地內(nèi)加工完畢后，分節(jié)吊裝、通過起重碼頭下河，由專用運輸船運輸至墩位。（2）、鋼筋籠安裝鋼筋籠在樁位處以12m為一節(jié)接長吊裝，接長利用履帶吊機，在鋼筋籠外側(cè)每隔一定距離（2m左右），于同一橫截面上主筋外側(cè)對稱安裝保護層墊塊，

11、以使鋼筋籠在孔中保持豎直并有足夠的保護層厚度。在鋼護筒范圍內(nèi)的鋼筋籠，應(yīng)根據(jù)護筒與樁位偏差調(diào)整保護層厚度，以使鋼筋籠保持順直，并在混凝土灌注時，不致擠壓移位引起孔位中心偏差超限。（3）、 聲測管安裝為了檢測鉆孔樁質(zhì)量，在鋼筋籠制作時，根據(jù)設(shè)計要求安裝超聲波檢測管。聲測管布置于鋼筋籠內(nèi)側(cè)圓周上，各管路套絲后用管箍連接并加固焊牢，頂部接長至與施工平臺平齊并封閉，底部焊接2mm厚鋼板封閉。2.3.7 水下混凝土灌注（1）、混凝土灌注 施工前準備工作1）鉆孔樁開鉆前應(yīng)做好砼理論配合比的設(shè)計和試驗工作。2）混凝土原材料如水泥、砂子、碎石、水、外加劑數(shù)量應(yīng)能滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要，質(zhì)量符合 - 4 -要求。3

12、）混凝土灌注所需的工具、設(shè)備應(yīng)準備妥當。4）導(dǎo)管應(yīng)做水密試驗和接頭抗拉實驗?；炷恋陌韬?）開盤前試驗人員必須測定砂、石含水率，將理論配合比換算成施工配合比。2）開盤前要檢查砂、石的質(zhì)量情況，核實使用原材料與配合比通知單是否相符。3）開盤前外加劑的濃度應(yīng)進行確認，外加劑的摻量應(yīng)精確。4）混凝土拌合采用強迫式拌合機，攪拌時間不少于2min。5）混凝土自攪拌加水至入孔時間不得超過60min。混凝土的澆注1）開始灌注首批混凝土?xí)r，首批混凝土儲量控制在18m左右。2）導(dǎo)管安裝a 混凝土采用剛性導(dǎo)管法灌注，導(dǎo)管接頭為卡口式，壁厚=8mm，直徑=377mm，容許承受的最小壓力為1.5Mpa。b 在樁砼灌注

13、前，對導(dǎo)管應(yīng)逐段進行水密承壓和接頭抗拉試驗。試驗壓力考慮樁孔泥漿面標高至樁底標高壓力和導(dǎo)管自重的影響，約為1516kg/cm2。導(dǎo)管壓至實際壓力后檢查有無滲漏情況，在無滲漏的條件下持荷時間不少于5分鐘。c 砼填充導(dǎo)管安裝前應(yīng)在導(dǎo)管上用油漆劃上編號，以便砼灌注時與測量深度相互復(fù)核。導(dǎo)管插入樁孔前應(yīng)認真復(fù)查導(dǎo)管的實際長度與所劃刻度是否相符，確認無誤后插入樁孔并進行接長。導(dǎo)管安裝完畢，底口距離孔底2540cm。b 鋼筋籠安裝完畢，應(yīng)及時檢查孔底沉淀厚度，沉淀厚度滿足要求后方可進行混凝土的澆注施工，否則應(yīng)進行二次清孔。清孔完畢后，拆除二次清孔反循環(huán)吸泥機頭及膠管，安裝2.0 m3砼漏斗即可進行水下砼灌

14、注工作。c 灌注砼前需在填充導(dǎo)管內(nèi)安設(shè)泡沫隔水栓塞，儲料斗和漏斗儲滿砼后，開始“拔球”灌注水下砼，拔球后混凝土要連續(xù)灌注，不得停頓，保證整樁在混凝土初凝前灌注完成，首盤灌注完畢后導(dǎo)管內(nèi)可用探照燈在導(dǎo)管內(nèi)進行檢查。d 砼灌注過程中要有專人測量砼面標高，正確計算導(dǎo)管在砼內(nèi)的埋置深度，導(dǎo)管埋置深度適當，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除，保證埋置深度不大于6m，不小于2m。e 灌注過程中應(yīng)記錄混凝土灌注量及相對應(yīng)的混凝土面標高，用以分析擴孔率。f 混凝土灌注到樁上部5m以內(nèi)時，不再提升導(dǎo)管，待灌注至規(guī)定標高一次提出導(dǎo)管。拔出最后一節(jié)導(dǎo)管時應(yīng)緩慢提出，以免樁內(nèi)夾入泥芯或形成空洞。- 5 - 3g 由于樁徑大，導(dǎo)管埋深相對較深，由此造成浮漿較厚，因此實際灌注的樁頂標高應(yīng)比設(shè)計標高高出1.0m左右。2.4 鉆孔樁施工質(zhì)量檢測鉆孔樁混凝土強度達到設(shè)計規(guī)定后，對每根樁進行超聲波檢測，檢測結(jié)果顯示樁基A類樁為100%。4 結(jié)束語安慶長江鐵路橋主橋水中基礎(chǔ)采用2.5m大直徑鉆孔樁，因地復(fù)雜，鉆孔深，工期緊，施工難度大， 我部前期經(jīng)過精心籌備，在鉆孔施工中采用大橋局生產(chǎn)的KPG-3000旋轉(zhuǎn)鉆機，鉆孔過程中配備優(yōu)質(zhì)泥漿護壁，成孔后采用超聲波成孔檢測儀，鋼筋籠接長采用機械接頭連接，清孔過程采用反循環(huán)和大功率泥漿分離器清孔，封孔過程配備了性能良好的汽車泵和攪拌車。有效地縮短了成孔、清