河南南陽宛坪高速公路橋梁工程大口徑水上鉆孔灌注樁施工關(guān)鍵技術(shù)研究

河南南陽宛坪高速公路橋梁工程大口徑水上鉆孔灌注樁施工關(guān)鍵技術(shù)研究歡迎各位各位專家、領(lǐng)導(dǎo)蒞臨指導(dǎo)！●項(xiàng)目地理位置一、項(xiàng)目背景●地形、地貌及地層巖性地形地貌：南陽市處于第二級地貌臺(tái)階向第三級臺(tái)階過渡的邊坡上，屬山地、丘陵、平原組成的盆地型地貌類型。地勢呈階梯狀，由西北向東南傾斜。地層巖性：出露的地層主要有元古界地層、古生界地層和新生界地層?！裱鼐€河流、水文

南陽市河流水系分屬長江、淮河、黃河三大水系。長江水系漢水流域的唐、白河水系最大，丹江水系次之；淮河水系分布在南召、方城、桐柏三縣；黃河水系只有南召的馬坪鄉(xiāng)的河水匯入嵩縣的伊洛河。本地區(qū)河流具有鮮明的季風(fēng)氣候區(qū)特征，河川徑流年內(nèi)分布極不均勻，豐水期和枯水期明顯，最大流量與最小流量相差懸殊，水位變幅大，洪水災(zāi)害頻繁。項(xiàng)目起點(diǎn)太澳洛南高速公路上威高速公路南陽段太澳南鄧高速公路許平南高速公路環(huán)城連接高速公路

“七橫八豎兩個(gè)環(huán)，十字軸心軸線在間，對外六條放射線”

路線起終點(diǎn)、走向兩路段起終點(diǎn)

路線起終點(diǎn)、走向項(xiàng)目終點(diǎn)

終點(diǎn)全景圖●橋涵工程鉆孔灌注樁單樁承載力較高，對地質(zhì)條件的適用性較強(qiáng)，且建造費(fèi)用低、抗震性能好，施工中噪音小、公害少，在高層建筑及橋墩工程中得到廣泛地應(yīng)用。南陽宛平高速公路有多座跨水（跨江、跨河或水庫）大橋，如湍河特大橋、老灌河大橋、重陽水庫特大橋、淇河特大橋等，其橋墩均采用鉆孔注樁基礎(chǔ)。湍河●湍河特大橋推薦方案于內(nèi)鄉(xiāng)縣城北謝樓東，距下游312國道湍河新橋約3Km處斜跨湍河。湍河全長216.3公里，流域面積4946.2平方公里，河槽較深，堤防多為砂堤，堤高1－3米，堤距160－590米。300年一遇洪峰流量為7100m3/s。初擬上部采用26孔25米部分預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu),下部采用柱式墩臺(tái)、樁基礎(chǔ)，墩高8～13m,橋?qū)?×凈12米，橋梁全長657米?！窭瞎嗪哟髽蛲扑]方案在西峽縣境宋營鄉(xiāng)中倉房村西約300m處跨越老灌河，老灌河是西峽最大的河流，干流全長251公里，流域面積4231平方公里，西峽境內(nèi)河長109.4公里，河槽寬50～350米，100年一遇洪峰流量為3750m3/s，設(shè)計(jì)水位226.4m。橋梁總長和高程控制以能夠順利宣泄洪水為基本原則，初擬上部采用10孔25米部分預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)為柱式墩、肋式臺(tái)，樁基礎(chǔ)。墩高8～9m,橋?qū)?×凈11.5米，橋梁全長257米?！裰仃査畮焯卮髽蛑仃査畮焓且蛔行退畮欤?980年建成。上游集水面積80.5平方公里，壩高37米，長537米，頂寬6米，壩頂高程380.70m，防浪墻高1m。50年一遇設(shè)計(jì)水位376.18m，5000年一遇校核，校核水位378.34m，設(shè)計(jì)下泄量312米3/秒。正常庫水面長1600多米，寬800多米。推薦方案于水庫上游距壩址約400m處跨越水庫。橋梁總長和高程均為地形控制。初擬上部采用14孔50米預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T梁，下部結(jié)構(gòu)為薄壁墩、柱式臺(tái)，樁基礎(chǔ)。墩高12～43m,橋?qū)?×凈11.5米，橋梁全長707米?！裰仃査畮焯卮髽颉皲亢犹卮髽蜾亢訛榈そЯ鳎闪鏖L度150公里，流域面積1501平方公里。在西坪鎮(zhèn)處水文站控制河道長79.3公里，流域面積911平方公里，河床比降1/100～1/1000。河道蜿蜒曲折，河床卵石遍布，基巖外露，河寬80～150米，水深3～10米，歷史最大洪峰流量為4350立方米/秒。經(jīng)水文分析計(jì)算，300年一遇洪峰流量為3296m3/s，設(shè)計(jì)水位394.5m。N二、立項(xiàng)意義●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)

鉆孔灌注樁是一項(xiàng)質(zhì)量要求高，施工工序多，工藝復(fù)雜，并須在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)連續(xù)完成的地下隱蔽工程。因此灌注樁的工程質(zhì)量相對來說比較難以控制。第10屆國際土力學(xué)及基礎(chǔ)工程會(huì)議上的“樁基礎(chǔ)總結(jié)”中披露：“在所有被調(diào)查的就地灌注樁中大約有5%～10%的有缺陷?！币虼艘ＷC灌注樁的工程質(zhì)量，必須對鉆孔灌注樁的全過程的施工技術(shù)及質(zhì)量進(jìn)行完善的管理。立項(xiàng)意義●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)隨著對鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)備、施工工藝和鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測技術(shù)的深入研究，使得鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)理論、施工技術(shù)和質(zhì)量檢測方法有了很大的完善。在分析大量試樁資料的基礎(chǔ)上，制定出了適合鉆孔灌注樁特點(diǎn)的設(shè)計(jì)與施工規(guī)程、規(guī)范；成功研制了施工樁徑達(dá)3.0m～4.0m的功能多樣化的專用鉆機(jī)與器具。立項(xiàng)意義●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)在施工工藝方面，解決了樁底沉渣控制、松散地層穩(wěn)定孔壁、硬巖成孔及深長樁、斜樁施工復(fù)雜技術(shù)問題。后壓漿技術(shù)的應(yīng)用，根除了樁底沉渣隱患，樁身強(qiáng)度得到了補(bǔ)強(qiáng)，樁與樁周土的粘結(jié)力得到提高，從而鉆孔灌注樁單樁承載力獲得提高，鉆孔灌注樁的施工技術(shù)得到了的完善與進(jìn)步。立項(xiàng)意義●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)由于水文、氣象條件對水上樁基施工的影響，水上樁基施工受施工水域的水流流速、水位、潮汐、水下障礙物及水下地形的影響較為嚴(yán)重，水上鉆孔灌注樁與陸上鉆孔灌注樁的施工有著明顯的區(qū)別。水上施工需要搭設(shè)施工平臺(tái)或使用船只設(shè)備，施工工序更多，工藝更為復(fù)雜，質(zhì)量更難以控制等。對于一些水上鉆孔灌注樁施工，如重陽水庫特大橋鉆孔灌注樁工程，還存在環(huán)境保護(hù)及防水質(zhì)污染等問題。立項(xiàng)意義●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)

因此結(jié)合南陽高速公路上幾座跨水大橋鉆孔灌注樁工程，開展“大口徑水上鉆孔灌注樁施工關(guān)鍵技術(shù)的研究”，為橋梁的設(shè)計(jì)、施工提供技術(shù)指導(dǎo)，確保工程質(zhì)量及施工順利進(jìn)行，在工程應(yīng)用中上具有重大的實(shí)用價(jià)值。本項(xiàng)目的研究成果在類似的地區(qū)和類似工程中同樣具有推廣使用價(jià)值，具有廣闊的應(yīng)用前景，對道路、橋梁及建筑工程學(xué)科和科技水平發(fā)展具有極為重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。三、項(xiàng)目總體目標(biāo)●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)鑒于宛坪高速公路沿線跨水（跨江、跨河或水庫）橋梁較多（如湍河特大橋、老灌河大橋、重陽水庫特大橋、淇河特大橋等）的特點(diǎn)，本項(xiàng)目結(jié)合宛坪高速沿線橋梁鉆孔灌注樁工程，在充分的調(diào)查研究和大量的室內(nèi)外試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)施工水域的水文條件、工程地質(zhì)條件及環(huán)保要求，開展“大口徑水上鉆孔灌注樁施工關(guān)鍵技術(shù)的研究”，提出適合宛坪高速沿線橋梁水上鉆孔灌注樁施工技術(shù)最佳方案，確保水上大口徑鉆孔灌注樁的工程質(zhì)量及施工順利進(jìn)行、質(zhì)量的有效控制，為橋梁的設(shè)計(jì)、施工提供技術(shù)指導(dǎo)，為宛坪高速的建設(shè)提供技術(shù)保證?！袼香@孔灌樁施工技術(shù)項(xiàng)目研究目標(biāo)2、提出大口徑水上鉆孔灌注樁施工工藝技術(shù)參數(shù)；1、明確大口徑水上鉆孔灌注樁施工特點(diǎn)及影響因素；3、提出水上樁基施工安全防護(hù)技術(shù)措施；4、提出提高鉆孔灌注樁承載力的技術(shù)措施；5、提出水上灌注樁樁基質(zhì)量控制措施?！袼香@孔灌樁施工技術(shù)四、主要研究內(nèi)容1水上工作平臺(tái)建造技術(shù)2水上樁基的測量定位技術(shù)3水上護(hù)筒的埋設(shè)施工技術(shù)4成孔施工工藝技術(shù)研究5泥漿的護(hù)壁作用及性能控制的研究6水下混凝土灌注工藝技術(shù)7后壓漿技術(shù)在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用研究8樁基質(zhì)量檢測及質(zhì)量控制措施技術(shù)9水上樁基施工安全防護(hù)技術(shù)措施●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)大橋鉆孔樁基礎(chǔ)多為超大、超深鉆孔灌注樁，施工技術(shù)要求高，工期緊，且要求100%成功，工藝要求和施工難度很大。正式施工之前，宜通過水上試樁工程，真實(shí)模擬樁基施工工藝，選用合適的鉆機(jī)設(shè)備、配套機(jī)具、泥漿系統(tǒng)和水下混凝土澆注工藝，科學(xué)安排，精心施工，確保施工質(zhì)量。成樁工藝流程●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)☆準(zhǔn)備工作☆測量、定位☆水上平臺(tái)的建造☆埋設(shè)護(hù)筒☆成孔☆一次清孔☆鋼筋籠的制作與安裝☆二次清孔☆水下混凝土的灌注☆樁頂標(biāo)高的控制施工環(huán)境調(diào)查●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)水上鉆孔灌注樁施工環(huán)境調(diào)查

（1）

施工水域的水深、水流速、水質(zhì)、風(fēng)浪等水文氣象條件的調(diào)查；（2）

施工水域的河床或沉積覆蓋層、基巖類型及巖土工程力學(xué)性能等工程地質(zhì)情況及水上運(yùn)輸方式的調(diào)查；（3）

樁位、樁徑、樁長、樁底、樁頂標(biāo)高及承載力等設(shè)計(jì)要求的了解；（4）現(xiàn)場施工布置及岸上后勤支援保障系統(tǒng)的調(diào)查研究。水上工作平臺(tái)建造技術(shù)●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)

（1）淺水域工作平臺(tái)

根據(jù)工程具體情況及施工要求，比選合理的施工圍堰，進(jìn)行圍堰的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)應(yīng)用研究。

序號項(xiàng)目要求1堰頂高度高出施工期間最高水位50～70cm2圍堰形狀外形適應(yīng)水流排泄通暢，不造成水浪過高沖刷、淹埋圍堰，沖刷河床或堤岸，影響通航、導(dǎo)流；內(nèi)形適應(yīng)基礎(chǔ)施工要求。3圍堰面積滿足施工要求4圍堰斷面滿足堰身強(qiáng)度要求（防止滑動(dòng)、傾覆和破裂）、減少滲漏、抵抗沖刷。圍堰技術(shù)要求●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)

（2）深水域工作平臺(tái)深水域工作平臺(tái)常用的有兩種開形式：一種是用船只拼裝成浮動(dòng)式水上平臺(tái)，另一種是用貝雷桁架或萬能桿件拼裝成固定式工作平臺(tái)。浮動(dòng)式水上平臺(tái)常用船只或浮箱（桶）拼裝。

主要研究內(nèi)容有：①船只選擇②船體拼裝③拋錨定位水上工作平臺(tái)建造技術(shù)●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)

水上固定式工作平臺(tái)一般座落在平臺(tái)支承樁、雙壁鋼圍堰、鋼護(hù)筒或鋼筋混凝土護(hù)筒等上面，平臺(tái)采用貝雷桁架或萬能桿件拼裝成桁架，上鋪木地板，從而形成工作平臺(tái)。平臺(tái)大小根據(jù)施工要求確定，并按平臺(tái)承重對桁架進(jìn)行強(qiáng)度校核及變形驗(yàn)算。

固定式工作平臺(tái)形式：

①支承樁工作平臺(tái)；②雙壁鋼圍堰工作平臺(tái)；③鋼護(hù)筒或鋼筋混凝土護(hù)筒工作平臺(tái)。水上工作平臺(tái)建造技術(shù)成孔施工工藝技術(shù)研究●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)（1）鉆孔灌注樁成孔工法研究；（2）施工機(jī)械設(shè)備選型及鉆具組合配套；（3）鉆頭類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用條件與效果分析；（4）成孔施工規(guī)程參數(shù)（鉆壓、轉(zhuǎn)速和沖洗液量及泵壓）及其控制；（5）成孔過程中情況分析、判斷和預(yù)防及事故處理措施；（6）清孔方法及所用設(shè)備、器具。鉆進(jìn)過程和鉆進(jìn)方法①鉆孔三要素：直徑、深度、方向（直孔、斜孔、水平孔）②鉆進(jìn)基本程序：☆破碎巖土（機(jī)械）：沖擊鉆進(jìn)：鋼絲繩沖擊（無卡絲CZ－20、30）回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)（轉(zhuǎn)盤鉆進(jìn)、井底發(fā)動(dòng)機(jī)鉆進(jìn)）旋挖鉆進(jìn)：R-618沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)或回轉(zhuǎn)沖擊鉆進(jìn)其它：振動(dòng)鉆進(jìn)、螺旋鉆進(jìn)（長、短）☆提取巖土（芯）或巖（土）粉

取心鉆進(jìn)：螺旋鉆取心不取心鉆進(jìn)（全面鉆進(jìn)、取粉鉆進(jìn)）連續(xù)反循環(huán)鉆進(jìn)繩索取心鉆進(jìn)☆加固孔壁

循環(huán)液套管粘土和水泥鉆進(jìn)過程和鉆進(jìn)方法

③鉆進(jìn)方法☆硬質(zhì)合金鉆進(jìn)☆鋼粒鉆進(jìn)☆金剛石鉆進(jìn)☆沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)（潛孔錘）☆螺旋鉆進(jìn)

☆旋挖鉆進(jìn)人工挖孔樁。。。。鉆進(jìn)過程和鉆進(jìn)方法常用的鉆進(jìn)設(shè)備：鉆機(jī)：GPS-15、R-618等水泵：BW-100、200、250等鉆塔：兩腳塔（龍門架）、三角、四角塔、桅桿式鉆塔動(dòng)力機(jī)、及泥漿攪拌機(jī)等常用的工具：

孔內(nèi)工具：鉆頭、巖心管、鉆挺、異徑接頭、取粉管鉆桿、水龍頭及套管等

附屬工具：包括取心工具、測斜儀器、造斜工具、處理事故專用工具及五金工具。鉆進(jìn)過程和鉆進(jìn)方法成孔工法●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)①全套管施工法（貝諾特工法）全套管成孔施工時(shí)，壓入套管保護(hù)孔壁，用沖抓斗將管內(nèi)的土挖出。隨著孔的加深，套管不斷接長。孔打多深，套管壓多長。此法護(hù)壁最可靠，超挖量小，對挖卵石層，尤其是大卵石碎石層，顯得優(yōu)越。②旋轉(zhuǎn)取土鉆孔法（無循環(huán)工法）常用的有回轉(zhuǎn)斗（旋挖鉆機(jī)）和長短螺旋鉆。③循環(huán)施工法循環(huán)法分正、反循環(huán)兩大類。循環(huán)成孔工法●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)

正循環(huán)除工效低、費(fèi)用大、適應(yīng)性差外，成孔質(zhì)量也差，對樁的承載力也有不利影響。正循環(huán)由于浮碴的要求，對泥漿的比重要求比較高，比重要大，濃度要高，粘度要大，因此成孔后，孔壁上會(huì)形成一層厚約30～50mm的泥皮，在澆灌水泥混凝土后，會(huì)降低樁側(cè)摩阻力。同時(shí)，由于泥漿的比重大，清孔時(shí)間長，并且孔底很難清理干凈的，這對于樁的承載力是要受到一定的影響的。循環(huán)成孔工法●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)反循環(huán)在一般地質(zhì)情況下，可用清水護(hù)壁，只有在地層不穩(wěn)定時(shí)，才用膨潤土泥漿，但比重一般不超過1.05～1.07，因此形成的孔壁泥皮較薄，而且孔底幾乎不另花時(shí)間清理，孔底就很干凈了，因此樁的承載力較高。

反循環(huán)法按其出碴方式又有泵吸反循環(huán)、氣舉反循環(huán)、射流反循環(huán)和綜合反循環(huán)幾種。

一般鉆孔直徑在3m以內(nèi)，深度在300m以內(nèi)的為最多。●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)循環(huán)成孔工法泵吸反循環(huán)，按泵的抽吸能力，一般用于100m以內(nèi)的樁孔施工。氣舉反循環(huán)，多用于100m以上的深孔，開始鉆孔時(shí)，效率較低，鉆到一定深度后，方能保持較高的鉆進(jìn)速度。此法機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，不易發(fā)生故障，但效率低。當(dāng)浸水比（管的全長與浸入水內(nèi)的管的長度之比）小于60%時(shí)，效率明顯降低，一般水深度超過10m后，此法才能獲得較高的效率?！袼香@孔灌樁施工技術(shù)循環(huán)成孔工法射流反循環(huán)構(gòu)造簡單、使用方便，但效率不高，開孔時(shí)工效較高，隨著孔深的增加，工效就愈來愈低。綜合反循環(huán)是一臺(tái)成孔設(shè)備上設(shè)置二種或二種以上出碴設(shè)備，采用泵吸或射流，達(dá)到一定深度后（一般10m以上），可換為氣舉反循環(huán)，這種工法在大口徑（3～6m）、深孔（200～600m）施工中應(yīng)用為最多。在公路橋梁中，樁孔斷面大，且在深水條件下施工，選擇成孔施工方法，既要滿足穿越松散的河床覆蓋層和入巖獲得較高的鉆孔速度，又要能在有限的平臺(tái)上布置施工現(xiàn)場，安裝施工機(jī)械設(shè)備。所以一般用泵吸與氣舉相配合的反循環(huán)施工工藝。鉆桿選用Φ325×25mm的并列式氣管兩用反循環(huán)鉆桿，配備相應(yīng)的氣水兩用水龍頭。對于孔深在30m以內(nèi)的樁孔，由于泵吸反循環(huán)比氣舉反循環(huán)效率高，泵吸反循環(huán)就顯得更為適用。●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)成孔工法鉆頭的選擇●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)根據(jù)樁基所穿過的地質(zhì)地層條件，選用不同的鉆頭。選用的鉆頭最好適應(yīng)性較強(qiáng)，因?yàn)樵阢@孔中即使孔不太深，好要穿過幾種不同的土質(zhì)，不可能一種土質(zhì)用一種鉆頭，這樣會(huì)使作業(yè)時(shí)間加長，工效降低。因此，在鉆孔中，一般希望從開孔到終孔，不更換鉆頭。這樣就要求選用適應(yīng)性強(qiáng)的鉆頭。焊齒滾刀鉆頭沖擊反循環(huán)鉆頭鑲齒滾刀鉆頭鉆頭的選擇●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)翼形鉆頭（三翼、四翼）靠刀尖進(jìn)行切削，對淤泥層、粘土層、砂層、砂礫層等Ⅴ、Ⅵ級以下的地層較為適用。對于風(fēng)化巖等軟巖及較硬的膠泥層孔有一定的切削能力。所以翼形鉆頭在成孔中應(yīng)用較多。

魚尾鉆頭適用于鉆進(jìn)粘土和砂土層，制作簡單，但鉆頭導(dǎo)向性差，遇局部阻力或側(cè)向擠壓易偏斜。

籠式刮刀鉆頭由于上下腰帶的導(dǎo)正作用及小鉆頭的定心導(dǎo)向，鉆頭平穩(wěn)、擺動(dòng)少，鉆孔垂直度較高。適用于粘土、粉、細(xì)、中、中粗砂和含礫石的土層。

牙輪鉆頭適用于硬土、基巖或卵礫石層?！袼香@孔灌樁施工技術(shù)地層鉆頭類型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)河床或海底粘性土、砂土刮刀鉆頭三翼、四翼、單腰帶或雙腰帶、鑲硬質(zhì)合金塊卵石層滾刀鉆頭或滾刀牙輪鉆頭盤式鉆頭體；焊齒滾刀、柱齒滾刀、鑄齒滾刀基巖牙輪鉆頭、節(jié)錐式滾刀鉆頭盤式鉆頭體或階梯式鉆頭體；焊齒滾刀、球齒牙輪、柱齒滾刀、球齒滾刀鉆頭類型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鉆頭的選擇螺旋鉆頭旋挖筒狀鉆頭組合牙輪鉆頭螺旋擴(kuò)底鉆頭土層擴(kuò)底鉆頭基巖擴(kuò)底鉆頭●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)地層鉆壓（kN）轉(zhuǎn)速（rpm）砂石泵排量（m3/h）淤泥質(zhì)粘性土5～1525～40160～180砂土5～1520～40160～180砂、礫、卵石3～1020～40160～180基巖20～4010～30140～160不同地層鉆進(jìn)參數(shù)推薦值（用于反循環(huán)）鉆進(jìn)參數(shù)●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)地層鉆壓（kN）轉(zhuǎn)速（rpm）沖洗液量（m3/s）淤泥質(zhì)粘性土5～1519/D～28/D≥0.2D2砂土5～1519/D～28/D≥0.2D2砂、礫、卵石3～109/D～19/D≥0.27D2基巖20～4025/D～30/D≥0.27D2不同地層鉆進(jìn)參數(shù)推薦值（用于正循環(huán)）鉆進(jìn)參數(shù)研究內(nèi)容●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)泥漿的護(hù)壁作用及性能控制的研究（1）泥漿的功能和作用機(jī)理；

（2）泥漿的選擇、性能要求；

（3）泥漿的配制與性能調(diào)整方法；

（4）處理劑的作用及其合理使用；

（5）泥漿性能參數(shù)的室內(nèi)試驗(yàn)研究；

（6）泥漿性能的現(xiàn)場檢測；（7）泥漿的凈化方法與泥漿的再生利用。

鉆孔沖洗①?zèng)_洗液的功用☆冷卻鉆頭☆清洗孔底、攜帶和懸浮鉆渣☆穩(wěn)定孔壁☆潤滑鉆具鉆孔沖洗②沖洗液的類型☆清水☆泥漿＝粘土＋水＋處理劑

水基泥漿：淡水泥漿、鹽水泥漿、鈣處理泥漿

低固相泥漿：粘土重量小于10%

混油泥漿：水包油泥漿（O/W）油基泥漿：油包水泥漿、油基泥漿充氣泥漿：比重低、在漏失地層中效果好☆乳化液＝油＋乳化劑☆空氣

鉆孔沖洗③鉆孔的沖洗方式☆正循環(huán)洗孔☆反循環(huán)洗孔：全孔反循環(huán)洗孔孔底反循環(huán)洗孔局部反循環(huán)洗孔鉆孔沖洗④泥漿的凈化與泥漿的再生利用自然沉降法（重力）機(jī)械沉降法（泥漿凈化器）化學(xué)凈化法（化學(xué)絮凝劑）

⑤清孔抽漿法換漿法掏渣法砂漿置換法

（可采用壓漿樁）●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)泥漿的基本性能指標(biāo)工藝方法地層條件比重粘度T（s）膠體率（%）稠度KPH值反循環(huán)法一般地層1.02～1.0516～18＞950.47～8松散易塌地層1.06～1.1018～200.5～0.77～8正循環(huán)法一般地層1.10～1.1520～22＞960.57～8松散易塌地層1.12～1.1624～280.6～0.78～9沖擊、沖抓方法一般地層1.15～1.2022～26＞900.67～8松散易塌地層1.20～1.3025～300.7～0.87～8含砂率S＜4%混凝土的灌注●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)水下混凝土的灌注（1）導(dǎo)管的灌注能力；

（2）導(dǎo)管的埋深；

（3）導(dǎo)管的灌注半徑；

（4）導(dǎo)管漏斗高度（最小超壓力）；

（5）首批混凝土灌入量（初灌量）；

（6）水下灌注混凝土施工工藝。

導(dǎo)管的灌注能力●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)導(dǎo)管直徑（mm）通過混凝土的能力（m3/h）適用的樁徑（mm）20010600～1200230～25515～17800～180030025≥1500導(dǎo)管的灌注能力導(dǎo)管的埋深●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)導(dǎo)管的埋深選擇導(dǎo)管直徑（mm）初灌埋深（m）連續(xù)灌注埋深（mm）正常灌注（m）最小埋深（m）2001.5～2.03.0～4.01.5～2.02501.2～1.52.5～3.51.5～2.03000.8～1.23.0～3.01.3～1.5導(dǎo)管灌注半徑●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)導(dǎo)管灌注半徑（m）4.03.53.0＜2.5最小超壓力（kPa）25015010075不同導(dǎo)管灌注半徑所需的最小超壓力四、主要研究內(nèi)容●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)后壓漿技術(shù)在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用研究（1）后壓漿提高鉆孔灌注樁單樁承載力的機(jī)理；（2）后壓漿的設(shè)計(jì)研究；（3）后壓漿施工工藝及質(zhì)量控制?！窈髩簼{技術(shù)在鉆孔灌注樁中的應(yīng)用研究阿根廷的Zarate-BrazoLargo公路—鐵路橋梁工程（1971年由意大利Soilmec公司施工）中應(yīng)用了壓力注漿技術(shù)，其主橋236根鉆孔灌注樁樁徑Φ2000mm，樁長50~73m不等，樁端進(jìn)入密實(shí)的砂層，單樁承載力為15000KN。在壓漿中采用“壓力盒”裝置，壓力盒為高50cm、斷面與鋼筋籠差不多的園盒，盒內(nèi)填滿3cm的碎石。壓力盒固定在鋼筋籠下端，盒蓋與兩根Φ38mm注漿管相連，兩根注漿管形成一個(gè)灌漿循環(huán)回路。在澆注樁身砼兩周后，利用注漿管將水泥漿液壓入壓力盒內(nèi)，并通過底板孔眼擠入沉渣及軟土中。灌漿壓力：初始壓力為50kg/cm2、結(jié)束壓力100kg/cm2，每根樁壓漿量為6000kg左右。

序號樁長（m）樁徑(mm)樁端持力層設(shè)計(jì)承載力極限值(KN)實(shí)測承載力極限值(KN)殘余變形mm)壓漿情況143.8800中粗砂7000960016.3樁端壓漿246.8800中粗砂7000980014.6樁端壓漿346.8800中粗砂7000550023.4未壓漿445.0800中粗砂7000980015.0樁端、樁側(cè)壓漿542.5800中粗砂70001380013.0樁端、樁側(cè)壓漿648.0800風(fēng)化巖石7000890019.0樁端壓漿745.01000細(xì)中砂12000130003.02樁端、樁側(cè)壓漿845.0800細(xì)中砂900092002.06樁端、樁側(cè)壓漿945.0600細(xì)中砂650068000.98樁端壓漿1056.01000卵石20000240005.95樁端、樁側(cè)壓漿1148.0900卵礫石120001520012.1樁端壓漿1248.5900卵礫石140001650015.8樁端、樁側(cè)壓漿部分后壓漿鉆孔灌注樁荷載試驗(yàn)結(jié)果●后壓漿設(shè)備及壓漿工藝示意圖后壓漿施工設(shè)備高壓注漿泵水泥攪漿機(jī)高壓膠管注漿管流量計(jì)和壓力表貯漿桶等。

注漿泵多以電動(dòng)式注漿泵為主，如ZDN-25/80、YSB250/120、HGB型計(jì)量泵、YZB型注漿泵，主要是根據(jù)注漿壓力來選擇確定。

四、主要研究內(nèi)容●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)樁基質(zhì)量檢測及質(zhì)量控制措施技術(shù)（1）成孔質(zhì)量檢測（孔徑、孔形、孔深、孔底沉渣及樁孔垂直度等的檢測）；（2）成樁質(zhì)量檢測；樁身完整性檢測（動(dòng)測法、鉆芯法）；樁基承載力檢測；（3）樁基施工質(zhì)量控制。

樁基礎(chǔ)施工期長，水上施工安全非常重要。通過制定嚴(yán)格的安全生產(chǎn)規(guī)定，加強(qiáng)宣傳、教育、檢查；制定安全緊急應(yīng)急系統(tǒng)，確保發(fā)生情況時(shí)能及時(shí)處理、救護(hù)水上樁基施工安全防護(hù)技術(shù)措施①水上施工期間設(shè)置施工警戒區(qū)和安全防護(hù)設(shè)施。除打樁船外，浮動(dòng)式工作平臺(tái)、方駁、泥漿船等均需懸掛拋球和慢速指示旗；在內(nèi)河或海上航道一側(cè)施工，要在施工上下水域300～500m處設(shè)置警戒船，懸掛監(jiān)督和慢行指示，并配以高音喇叭指揮過往船舶慢行通過，避讓施工船舶的錨纜。在錨位上設(shè)浮標(biāo)，指示錨位和纜繩的位置和方向。②工作平臺(tái)的四側(cè)，白天懸掛醒目的施工標(biāo)志，晚上設(shè)紅色燈光或反光標(biāo)記警示。③已沉好的平臺(tái)支承樁或鋼護(hù)筒在未搭設(shè)平臺(tái)前，應(yīng)使其上部露出水面一定的高度，涂以反光漆或設(shè)立紅色燈光，使夜晚航行的船舶能及早避開。水上樁基施工安全防護(hù)技術(shù)措施④非通行航道水域施工，電纜宜從空中架設(shè)；電纜要跨越航道或深水區(qū)、水面寬闊區(qū)域，宜將電纜埋于水下河床中，并在水面作相應(yīng)標(biāo)志。電纜和平臺(tái)上所有的電氣設(shè)施都必須防水、防潮和絕緣，所有的電氣開關(guān)均應(yīng)安裝漏電保護(hù)器；施工期間須經(jīng)常檢查接頭、電纜等是否漏電或破損，確保用電安全。⑤平臺(tái)四周必須設(shè)置欄桿；平臺(tái)上應(yīng)備有救生圈和滅火器具；平臺(tái)上施工人員必須穿救生衣，并有專人對平臺(tái)上的各種安全設(shè)施進(jìn)行檢查、杜絕隱患。施工安全防護(hù)措施●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)⑥施工船舶包括平臺(tái)與岸上的交通運(yùn)輸船只，必須遵守安全駕駛和航運(yùn)的規(guī)定；上下平臺(tái)的通道必須結(jié)實(shí)牢固，不打滑；上下船時(shí)，嚴(yán)禁從船上跳上跳下，以防人員落水。

⑦經(jīng)常對全體人員進(jìn)行水上施工的安全教育，牢固樹立安全施工意識(shí)。手腳不便、反映遲鈍的施工人員，不宜在水上平臺(tái)工作?！袼香@孔灌樁施工技術(shù)施工安全防護(hù)措施五、技術(shù)路線●水上鉆孔灌樁施工技術(shù)本項(xiàng)目擬通過理論分析、數(shù)值仿真和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合南陽宛平高速公路多座跨水（跨江、跨河或水庫）大橋水上鉆孔灌注樁工程，根據(jù)水上鉆孔灌注樁施工特點(diǎn)，開展大口徑水上鉆孔灌注樁施工關(guān)鍵技術(shù)研究，建立并提出水上鉆孔灌注樁施工工藝技術(shù)參數(shù)，為設(shè)計(jì)與施工提供技術(shù)參考，確保樁基工程質(zhì)量及施工順