特大橋水上鉆孔樁施工技術

****特大橋水上鉆孔樁施工技術一、工程概況**特大橋為沿海鐵路xx客運專線跨越*江的重點工程，主體位于*江下游近入?？?，橋址處江面寬約1300m，最大水深達到29米，大橋全長6244.34m,為雙線設計。主跨采用70+3×120+70米連續(xù)箱梁。xx海域的潮流性質屬非正規(guī)淺海半日潮，設計流量Q1%=29996m3/s，設計流速V1%=2.4m/s，設計水位H1%=+5.93m，設計圖紙?zhí)峁┳罡叱蔽籋+4.25m，最低潮位H-2.53m，最大潮差6.78m，內澇水位+5.57，施工水位+4.87m。溫州市水文站提供歷年最高潮位H+5.15m，最低潮位H-3.31m。**特大橋所在位置南岸防洪堤頂面標高H+5.79m，最高通航水位H+4.00m,通航1000t級海輪。橋址處河面開闊，位于彎道處河床沖淤變化較大（設計最大水深20米左右，施工過程實測最大水深達到29米）。地質情況復雜:覆蓋層具典型海陸交互沉積特征，地層在空間上具多樣性，相變復雜、夾層多的特點，下部巖層除橋梁兩端及中部殘丘埋深較淺外，其它地段埋深較大，主要以白堊、侏羅系凝灰質砂巖、凝灰?guī)r為主，其次有后期巖脈侵入。按圖示地層情況依次為粉砂、淤泥、粗圓礫土、淤泥質黏土、粉質黏土、粗圓礫土、粉質黏土、粗圓礫土、強風化凝灰質巖、弱風化凝灰質巖，受斷面構造影響，巖面起伏較大，夾層多，粗圓礫土中卵石占10~30%，粒徑一般60~90mm，部分達100~130mm，個別達180~200mm，粗圓礫約占40~60%，粒徑30~50mm為主，巖性為弱風化狀凝灰?guī)r，亞圓狀，充填物以砂為主，膠結性差。實際施工過程發(fā)現(xiàn)有的樁位粗圓礫土夾層多達4~5層，給鉆孔施工帶來很大的困難。二、鉆孔樁施工根據《xx大橋工程地質勘察報告》提供的地質資料，針對該橋樁基地層在空間上具多樣性，相變復雜、夾層多的特點及工期緊張等特點，擬在97~98#墩分別采用兩臺ZSD-250型中晟反循環(huán)旋轉鉆機成孔，其優(yōu)點是鉆機有刮刀鉆頭和滾刀牙輪鉆頭分別適合在不同地層鉆進，可以加快施工進度，采用泥漿護壁，反循環(huán)排碴鉆進成孔工藝，需用泥漿材料少，清孔時間短；而在地質情況更加復雜的99~101#墩采用沖擊鉆機成孔，并配泥漿正循環(huán)系統(tǒng)，即沖擊正循環(huán)成孔，其優(yōu)點是每座承臺12根樁基可同時布置6臺鉆機鉆孔，鉆機分兩個循環(huán)即可完成樁基施工，有利于保證工期。同時利用沖擊正循環(huán)成孔，能夠克服遇到孤石時及在高強度凝灰?guī)r中的鉆孔難度，而且因沖擊鉆機鉆進時，孔壁被擠壓密實，能有效地避免因覆蓋層厚和漲潮退潮時水壓的變化導致坍孔現(xiàn)象發(fā)生。§2.1鉆孔前的準備工作§鋼護筒的插打插打平臺定位樁，然后進行水上鉆孔平臺的拼裝。在施工平臺上安裝鋼護筒的導向結構，導向為上下兩層，并盡可能使兩層間距加大，以起到良好的導向作用，確保鋼護筒位置準確和垂直度。利用浮吊起吊鋼護筒，在鋼護筒底部距河床0.5米左右時，進行精確定位，然后盡快將鋼護筒插入河床覆蓋層中，并用DZ—90震拔機插打。在本水域進行鉆孔樁施工時，由于每天受到漲落潮的影響，護筒的最小打入深度應根據地質情況和橋位處的潮差計算確定，其打入深度必須滿足：（1）高潮時不致因孔內外水頭差過高造成坍孔；（2）低潮時不致因孔內水位高出孔外水位太大造成護筒底口反穿孔而漏漿。xx大橋鉆孔樁鋼護筒一般穿過5米厚的粉砂層，入淤泥層2～3米，漲潮時孔內外水頭差0.5米，退潮時孔內外水頭差1.0～1.5米，保證在鉆孔過程中不發(fā)生坍孔和護筒底口孔壁漏漿現(xiàn)象。在鋼護筒振動下沉過程中要精確定位、跟蹤監(jiān)測護筒的垂直度、發(fā)生傾斜要及時糾正調整滿足規(guī)范要求，保證鉆孔樁施工順利進行?！炷酀{循環(huán)系統(tǒng)的設置泥漿循環(huán)系統(tǒng)由出漿管、泥漿沉淀池（利用施工平臺的相臨鋼護筒）、儲池、泥漿泵、進漿管五大部分組成。在護筒上高出最高潮水位0.5米位置開一孔安裝控制閥，控制閥連接出漿管道，出漿管道經過沉淀池后進入儲漿池，并通過高壓泥漿泵將儲漿池內的優(yōu)質泥漿抽入孔內循環(huán)利用。為避免鉆渣隨泥漿流入儲漿池內，在沉淀池與儲漿池之間的泥漿管道上安裝過濾篩網?！?.2鉆進工藝§2.2.1回旋鉆鉆孔工藝安裝鉆機前，首先應用全站儀在鋼護筒上作出樁位中心的控制線，并用油漆在護筒上作出標記。安裝鉆機時，應先將樁位中心線引伸到鉆孔平臺上再根據鉆機中心控制點來實現(xiàn)鉆機的對位，其安裝的精度如下：①鉆機底盤四個支點高差<3mm，用水平尺檢查。②鉆機水龍頭中心與轉盤中心重合，吊線檢查，誤差<1‰。前③插瘡鉆機中心與樁目位中心偏移不晶大倦于乞2像cm.款安裝鉆機的同樓時安裝鉆機供鳳電、供風、供繼水、供漿和泥圾漿循環(huán)等管路蝦，如泥漿分離果器、空氣壓縮散機、風包、泥秧漿泵、泥漿、紹壓縮空氣循環(huán)稻管路等鉆孔相都關的設施，在拐正式鉆孔開始進前，所有相關叔的設備應進行嚼試運轉，保證揚所有相關設備腹能正常使用。往鉆具組合順序漆自下而上為：栽鉆伸頭派→太階風紛包記→狂驕穩(wěn)定機器杰→盯星配重訴節(jié)雨→闊膊異徑接責頭遮→載茂鉆桿標準節(jié)。斑鉆具基本節(jié)組棗合好后需用鋼皇尺對基本節(jié)長丸度、鉆頭高度痛，鉆具寬度進泊行復核，鉆具錘寬度的容許偏槍差礎+3花%愧，陷-0獸%賀（對設計孔徑搶而言）。在將艇鉆具放入孔中慚前，對所有部寶位接頭螺栓數(shù)執(zhí)量、施擰扭矩緣、結構的焊縫忌等均要進行認緒真檢查，在確旦認滿足有關規(guī)么范、規(guī)定和施屠工工藝的要求澇后，方可用吊轎機起吊鉆具基燈本節(jié)安放在孔熊內與鉆機水龍夏頭連接。講當一切準備工京作就緒后，孔導內注入泥漿，電將鉆頭提離孔糊底藏約胳30匆cm裁，打開供風閥打門使泥漿循環(huán)巨，待泥漿循環(huán)外正常后，啟動俘鉆機緩慢放下織鉆頭，鉆機開希始慢伸速跟→鷹中速鉆進。當循一節(jié)鉆桿鉆完務后，提起鉆桿軍至轉盤卡瓦處這，停止轉盤運顛轉，泥漿繼續(xù)躁循望環(huán)狠2~漸3魯分鐘，排凈鉆江桿陳及孔底鉆渣，圓防止關閉供風露閥時，泥漿倒恒灌導致鉆渣堵五塞風包。奴當鉆機鉆孔時唇，根據鉆孔速揉度、垂直度、侵擴孔率、孔壁癢穩(wěn)定性等綜合搏因素在整個鉆夕孔過程中采用為不同的鉆頭，伏對于粉砂和粗祖圓礫土地層，援采用錐形的刮現(xiàn)刀鉆頭；在鉆散進困難的密實溉圓礫土層或硬粗度較大的凝灰船巖層開始采用綢滾刀鉆頭成樁盜。根據鉆機工序作狀況和不同率地質條件采用棟不同的鉆進鉆鄉(xiāng)壓、轉速、進逃尺速度。由于授本橋的地質主黎要為粉砂、淤杰泥、粗圓礫土舍（夾雜有部分園粒徑較大的卵悉石）和凝灰?guī)r傻，一般情況下爽鉆機采用如下孤的鉆進參數(shù)進董行鉆進：鉆壓灑（衡10凳~塔20皆t躍）、轉速陪（精5債~歲7慨r/min揪）、進尺速度觸（拆1~2m灶/h仗）。如發(fā)現(xiàn)鉆挨桿轉盤運轉不喘正常，鉆架晃浸動較大或鉆具祖跳動較大時，績則表明鉆壓過迅大或孔底有異仗物，如遇有孤洞石，鐵件或是恨鉆具部件脫落慰等，遇此情況挎可將鉆具略向類上提起，減小播轉盤運轉速度剝。若鉆機運轉純恢復正常，則乳說明鉆壓過大宮；若鉆機還不麥能正常運轉，外則可再次將鉆扛具向上略微提糞起，減小轉盤尾運轉速度鉆進耗，待恢復正常忽后再緩慢加壓蠻鉆進；若經過修往返幾次操作澇，鉆機仍不能永恢復正常工作手，則需拆除鉆志具，弄清情況膀或打撈起異物葡后重新安裝鉆嫁具繼續(xù)鉆進。歡當鉆頭鉆至護僅筒底口標高上懸下融各飼0.5陽m伐時，要減小鉆過壓和降低轉盤范運轉速度，仔叨細觀察鉆頭與遮護筒是否有摩鞠擦現(xiàn)象出現(xiàn)，謹若有則適當調粥整鉆機的平面鼓位置直至摩擦慕現(xiàn)象消失，否蝴則，拆除鉆具扛時可能導致鉆壁頭掛住護筒底朗口。編鉆機在反循環(huán)葡鉆孔中，為排傷除孔底巖渣所屠需泥漿的多少晴和速度，是反縫映孔底工作面榨洗凈程度的重嘉要標志。泥漿柏在孔底的流量賊愈大，流速愈煉高，工作面的杏孔底角愈大，懇則洗孔效果愈豬好。在鉆進過朱程中，出漿量浮顯著減少或管研路被堵無流量敢，應停鉆處理此。靜本融橋朋98餡#踐樁基施工時由騎于合理地選擇欄了鉆孔方式和筋除碴系統(tǒng)，創(chuàng)糧造最尤快批1掠5貪天成樁（樁敞長遮7意5輸米）的記錄。州§2.2.鋪2殘沖擊鉆鉆孔工親藝世本大橋位于甌慚江下游近入海妻口，粉砂及淤蘿泥層厚，沖擊全鉆鉆孔施工時乏，鉆前宜在孔姿內少量投放粘撇土，并適量加貿入直印徑置15c吩m失左右的片石，庫頂部拋平，為亦防止坍孔、粘記鉆或埋鉆等事陰故的發(fā)生，采賞用蜜1.0旨m草～息2.0偷m畝的低沖程高頻裕率反復沖砸，父將片石、泥膏郵擠入孔壁，確痰保孔壁堅實不劣致坍塌。在覆咸蓋層中鉆進時合，一般泥漿較陡濃，其相對密海度不1.2鑰0諷～抗1.4津0巡，粘嘩度沃20傻S躁，膠體答率洽95忍%尋以上。并通過泊泥漿正循環(huán)排貼碴，在出沉淀酬池處人工配合順清渣。括撒綢在情況復雜的歸粗圓礫土層中勇鉆進時，經常嫩會發(fā)生歪鉆、盞滑鉆及卡鉆等芬現(xiàn)象，給施工侄帶來很多困難炸。處理類似問銹題通常的作法景是回填片石，脈采用小沖程沖墻砸。通過泥漿性正循環(huán)凈化泥盈漿時，要求勤冶排渣，盡量將控含砂率降低朗到蹄10檢%束以下，并保持簡泥漿相對密熄度炮1.2次0宴～屢1.3甘0話，膠體聯(lián)率盛95察%慰以上，同時將舊粘度適當增大艘到違22紗S各，以增強泥漿攤懸浮攜帶鉆渣那的能力，材但粘度也不應赴過大，否則會制影響泥漿泵的護正常工作，增宜加泥漿凈化難沖度。在該橋施映工過程中，通爬過回填片石的貨處理辦法取得積了一定的效果羊。違在強度較高弱尸風化巖層中鉆出進時，為了使喪鉆頭以較大的憐能量沖擊巖面室，加快鉆進速召度，采玻用側4用m私～耍5嗎m傷沖程沖砸，此殊時沖程也不宜得過大，否則，見鉆頭磨損太快迎，甚至會發(fā)生京鉆頭斷裂現(xiàn)象永，嚴重影響施烏工進度。服本大份橋跡100誤#刊樁基施工時由刻于合理地選擇姨了鉆孔方式和薪除碴系統(tǒng)，創(chuàng)豪造水上沖擊鉆剛最置快如1例8極天成樁（樁鞋長右3弱5炕米）的記錄。慢棕§2.3寨母泥漿的制備及格清孔、夾§2.3.于1射泥漿的制備禾鉆孔泥漿由水戲、粘土（或膨盤潤土）和添加啄劑組成，鉆孔奴過程中泥漿在蒙孔壁形成一層康泥皮，阻隔孔束內外滲流，保些護孔壁；同時謀泥漿還能起到盆懸浮鉆渣及時淚循環(huán)出碴的作啞用。俱粘土以水化快露，造漿能力強白、粘度大的膨線潤土或地表土斜為好，當粘土莊性能較差時，塑可在泥漿中摻蹲入適量純風堿牛Na循2掃CO拌3環(huán)，增強泥漿的腸黏度和浮渣排篇渣的能力抗。鉤緒§2.3.稍2左風清孔差鉆孔達到設計傻標高，經終孔永檢查后，應立危即進行清孔，噴以達到降低泥池漿的相對密度網、粘度、含砂鄰率等指標及清各除鉆渣，減少籮孔底沉淀厚度腐的目的，防止關樁底沉渣過厚拿而降低樁基的谷承載力。同時衣確保樁基水下特混凝土的順利抱灌注及樁基質秒量，避免斷樁異事故的發(fā)生清謊孔時，泥漿池吃中應有足夠的蘋泥漿以供泥漿熄循環(huán)，如果泥打漿量太少，則脾循環(huán)時泥漿就頭會把砂又沖進荷孔中，達不到眾清孔的目的。營用取漿筒從泥慘漿分離器中采共集未經過分離微的試樣進行泥胳漿指標監(jiān)測工蝕作，主要是為蟲了監(jiān)測泥漿的鄰含砂率是否滿我足要求，一般夠情況下控制床在權0.5弱%失，這樣在灌注奴砼前孔底就不堤會太多因泥漿阻沉積的沉淀而貿造成二次清孔各，影響整個施鵲工的進度，若急不滿足要求則暢需繼續(xù)換漿清珍孔，直至滿足揀要求為止跟，識嘗xx諒大橋樁基施工偉時間緊、任務敗重、質量要求溜高，在施工過石程中必須對每規(guī)道工序尤其是猴混凝土灌注前明的泥漿指標及沃孔底沉渣厚度夢進行嚴格控制麗，確保樁基一桶次優(yōu)良喝率地100菠%顏。贏§2.3.課3蝴清孔要求碼孔底沉渣厚度朗＜培5論㎝綱泥漿相對密飼度衛(wèi)1.0承3壺～她1.1踏0墊，粘躲度蜂1付7粉～炎20廚S竭，含砂率酸＜察2森%濕，膠體還率勒98節(jié)%況。月§2.3.踩4浙清孔設備泥漿凈化器盈泥漿凈化器主翼要適用于基礎慌工程施工采取撐泥漿固壁、循效環(huán)鉆進工藝的尾大孔徑的樁基形工四程，有以下幾講個方面的優(yōu)點短：乞（針1求）泥漿的充分其凈化，有利于飾控制泥漿指標瓜和減少卡鉆事夢故，提高成孔段質量；抖（世2粉）對土渣的有跑效分離，有利耐于提高造孔功揭效；騎（簡3招）泥漿的重復來使用，有利于必節(jié)約造漿材料鞭，降低施工成切本；骨（腳4港）泥漿的閉路惕循環(huán)凈化方式器及較低的渣料棚含水率有利于閑減少環(huán)境污染毛；蓮（視5紗）潑相最大泥漿處理晶能力可根據工穴程需要選定，獨xx啄大橋選用洪了綱ZX-20爭0碑型泥漿凈化器扣，泥漿凈化達華到吹20選0鍵立方局米劃/椒小時，凈化除印砂燈（訓0.07低4槽㎜粒級）效率英高，可躲達崗90盛%堪以上；稠（煮6狂）渣料篩分能望力可根據鉆孔隱進尺快慢調整神，篩分出的渣堪料含水率小大于聞30總%炕；椒（添7警）處理泥漿最楊大比重小冰于陡1.毅2脂，粘筐度派4紫0乒秒以下，含砂樹率小液于語20當%鍬。亭主要組成部分趁：振動篩、泵蛙系統(tǒng)（渣漿泵魂、驅動電機、種流量控制分配渾閥）、旋流器例工作原理：反曠循環(huán)泥漿泵由油孔底抽吸出的糞泥漿通過總進末漿管輸送到泥療漿凈化裝置的捷粗篩，經過其百振動篩選將粒血徑翁在乓1.央5顆㎜以上的渣料蔥分離出來，經戲過第一道篩的鏡泥漿進入裝置鑄的儲漿槽，由援除砂機的渣漿揪泵從槽內抽吸歐泥漿，在泵的膨出口具有一定型儲能的泥漿沿橡輸漿軟管從水鉗力旋流器進漿欺口切向射入。倍通過水力旋流尾器分選，粒徑柜微細的泥砂由鳴旋流器下端的毅沉砂嘴排出落絞入細篩，細篩鉆脫水篩選后，降較干燥的細渣沫料分離出來。顧經過第二道篩乳選的泥漿循環(huán)沫返回儲漿槽內眼，處理后的干臉凈泥漿從旋流蜂器溢流管進入蔥中儲箱，然后租沿總出漿管輸彼送回孔內。延在渣漿泵出口云安裝了一條由克反沖閥控制的設支路與儲漿槽她連通，通過開屆啟反沖閥可以散擾動儲漿槽內組沉淀的渣料，愛使儲漿槽不致慘因長期使用導團致淤積漫漿。泥漿泵參泥漿凈化器必滾須與泥漿泵配踢合使用，泥漿禮泵的作用是將駝孔內泥漿抽吸高到泥漿凈化器翠中，并進行凈蠶化處理。誤泥漿泵由孔內異吸管部分、泵贈頭部分、軸封倆部分、傳動部冰分及出漿管組注成。它主要依案靠大氣壓力抽壘吸孔內泥漿，幻因此在具體操磨作時，必須保膊證泥漿泵旋轉記軸承中心至孔朵內泥漿面高度吵不得超侮過殼3雙米；泥漿含砂嚷率盡量不要大以于菌10樣%于，相對密院度犬1臥.4劣0頓以下，當含砂焰率和相對密度未過大以后，渣啦漿泵出漿孔流如量減小，抽吸撐泥漿速度慢，賀效率低；泥漿王泵抽吸泥漿過流程中，吸漿管花必須從上至下幅逐漸緩慢吸至精孔底，否則，巷會因吸漿管內雨泥漿濃度和高哪度過大造成無箏法抽吸甚至出閉現(xiàn)堵管現(xiàn)象。屢~~毅~污特大橋主橋樁兆基在成孔后通膽過正確使旁用坊ZX-20也0挖型泥漿凈化器騙和河2P猜N蓮型泥漿泵，不暖僅清孔速度快蕩，而且清孔質冶量高，泥漿的晴各項指標均優(yōu)嚴于設計及規(guī)范妄要求。灌注樁跟基混凝盟土也非常順利筆，經超聲波檢膛測主慨橋鑄5蛾7蒸根鉆孔灌注樁稼全部歸為娘Ⅰ雜類樁。明三、灌樁過程方事故處理憐§3.1南導管漏水抓水下砼灌注過蓋程中，導管漏予水現(xiàn)象常有發(fā)芬生，易誘發(fā)斷擁樁。對于該類畢問題，導管在背使用前應做水廟密性實驗和抗徐拔實驗來避免悉。一旦導管漏芒水，應先確定輸漏水位置和水取量大小，若漏錦水位置在孔口市附近且水量較憶小，可加快灌復注速度，盡早麥拆除漏水導管泥。對于有缺陷梅的導管（如內歐壁凹餡，法蘭羽盤絲扣不合）見，在使用前必懶須處理，消除已隱患。浩§3.席2委、導管堵塞君水下砼灌注過顆程中，因砼質裂量缺陷、機械白設備故障、停環(huán)電及埋深過大