京杭运河特大桥旋挖钻施工技术.doc

1、1京杭运河特大桥旋挖钻施工技术摘要：本文主要讲述在京杭运河特大桥施工中旋挖钻施工技术的应用。 关键词：京杭运河特大桥；旋挖钻施工技术 Abstract: this article focuses on during the construction of a canal bridge rotation construction technology of drilling applications. Key words: the grand canal bridge; The construction technology of drilling. 中图分类号：TQ639.2 文献标识码：A

2、文章编号：2095-2104（2013） 前言 随着我国桥梁事业的迅速发展，钻孔灌注桩在桥梁中的运用显的愈来愈重要，同时也促进了桥梁钻孔灌注桩施工技术的快速发展.近些年来旋挖钻钻孔是钻孔灌注桩施工中一种较为先进的施工方法，它以施工速度快、成孔质量好、环境污染小、机械化、自动化程度高、操作灵活方便，适用性强等,显现出其独特的竞争优势，特别适用于工期要求紧的陆上钻孔桩施工。旋挖钻在江六高速京杭运河特大桥项目的桩基础施工中2发挥了巨大的作用，加快了施工进度，确保了工程质量。 一、工程概况 江六高速京杭运河特大桥位于扬州市广陵区，宁通高速运河大桥以南 600m 处，京杭运河大桥设计为双塔双索面混凝土斜

3、拉桥，跨度为28.5m+79.5m+248m+79.5m+28.5m，两主墩分别位于运河两岸大堤外侧，桩基础全部为摩擦桩桩径 1.8m，最大钻孔深度为 83.7m，桩底进入泥岩16m 左右。 墩位处地质情况自上而下为；层素填土；1 层粉土；2 层粉砂加粉土；3 层粉土夹粉砂；4 层粉土；5 层粉砂；6 层粉细砂；3 层卵砾质中粗砂；基岩为微风化泥岩。 二、钻机选型 大桥两主墩钻孔桩 64 根，数量多、钻孔深度大；两岸红线外均有房屋建筑，施工场地狭小；且受征地拆迁的影响开工日期一再推迟。为保证总工期，以及在汛期到来之前完成主墩承台的要求，结合地质情况综合考虑选用 NR2206DR 型钻机，改型该

4、钻机通过钻杆带动斗齿的旋转、削土、提升、卸土，反复循环而成孔，且具有功率大，钻孔深度大、钻孔速度快、位移方便、定位准确、工作效率高，噪音小的特点。 NR2206DR 型钻机主要技术参数 三、旋挖钻施工工艺流程 1、场地平整 3将桩位处进行平整，表面用砖渣进行回填，并在回填后的地面上铺两快 51.5m 的钢跑板作为钻孔平台。 2、护筒埋设 护筒埋设采用挖孔埋设的方法，开挖前由测量组放出桩位，然后根据护筒直径开挖基础，护筒内径 2大于设计桩径 20cm。护筒埋设好后顶面高出地面 0.3m，护筒埋设完成后由测量组进行复核确定护筒标高，护筒顶面中心与设计桩位偏差不均不大于 5cm，倾斜度不大于 1%。

5、对护筒四周进行回填并夯实，并做好排周围的排水。 3、泥浆的制备 钻机在钻进过程中好的泥浆可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用，因此泥浆是保证孔壁稳定的重要因素。由于桥位处地质多为粉土夹粉砂、粉砂层，且地下水位较高，调制出良好的泥浆尤为重要。泥浆采用膨润土、火碱、纤维素混合拌制而成，泥浆的性能指标： （1）比重：10.61.10 （2）粘度： 1828s （3）胶体率：95%（4）含水率：4 （5）酸碱度：810 新制泥浆拌制好后在泥浆池中发酵至少 12 小时后再抽入孔内进行钻孔作业。 4、钻机就位 首先将钻机行使到施工孔位，钻机就位时与平面最大倾角不超过 4，调整桅杆角度操作卷扬机将钻

6、头与孔位中心对中，打开桅杆垂直状态自4动调节，把钻头尖部落至与护筒顶面一个平面，将深度显示置零，准备开钻。 5、钻进 旋挖钻是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接装入钻斗内，装满后由钻机自身提升装置和伸缩钻杆将钻头提出孔外卸土，反复循环，直至钻至设计深度。 (1)开孔 开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆的、钻具、重量之和的 20，以保证孔位不产生偏差。 (2)护筒底口处钻进 护筒底口处最容易发生坍塌，因此在钻至护筒底口至以下 2m 时缓慢反复钻进、扫孔保证泥浆护壁良好，不易产生塌孔和漏浆。 (3)护筒以下钻进 钻进至护筒以下 2m 时后可以采用高速钻进，钻进速度与压

7、力有关，采用钻杆与钻头自重以及钻架滑道上的液压油缸向下加压，150Mpa 压力下，进尺速度以 30cm/min 为宜，260Mpa 压力下，进尺速度以 50cm/min为宜，根据不同的地层合理选择不同的钻压和钻进速度。钻进过程中操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。 (4)岩层钻进 进入泥岩后采用分级扩孔的方法进行钻进，即先用直径 1.2m 的小钻头由孔中心向下钻进，直至孔底，然后更换 1.8m 钻头扫孔至孔底，用此方法可大大提高钻机在岩层中的钻进速度。 5(5)注意事项 a、旋挖钻在施工过程中应严格控制钻进速度，避免钻进尺度过大，造成埋钻事故。 b、控制钻机升降钻斗的速

8、度，若钻头升降速度过快，钻斗外壁和孔壁之间的泥浆冲刷孔壁，在加上钻斗上下部分产生较大的负压作用，易造成孔壁颈缩、坍塌，在护筒底口扰动漏浆后造成护筒掉落。所以应严格控制其上下速度，经现场实践得知，钻斗升降速度保持在 0.8m/s 左右。e、钻孔操作时不留意垂直度偏差和及时纠偏，就会造成倾斜率超标，使钢筋笼下放难度增大，且易塌孔。所以在施工过程中应及时纠偏，随时注意钻杆垂直度，发现倾斜及时纠正，在施工前应对地质情况认真分析，对于地层不匀质、地层呈斜状分布和在地层交界处钻孔时需缓慢钻进，采取减压钻进不能采用加压钻进防止产生斜孔。 6、验孔 清孔后用自制笼式检孔器对孔径、孔形和倾斜度进行检验，笼式检孔

9、器用 25 钢筋制作，外径为钢筋笼直径加 10cm，长度为孔径的 4 倍。检验结果需报监理确认。 7、钢筋笼下放 钢筋笼在钢筋加工厂内加工好后分节提前运至墩位处，由汽车吊配合接长、下放，在下放过程中要控制钢筋笼垂直度、对准孔位中心自然下放，因旋挖钻钻进成孔后孔壁泥皮较薄，即使轻微碰擦也很容易破坏孔壁，而造成孔底成渣厚度过大或塌孔。 67、清孔 灌注前若孔底成渣超过 10cm 则采用换浆法施工，即向通过导管向孔内注入经过沉淀的泥浆，换出孔底沉渣及浓度较大的泥浆，直至泥浆各项指标、孔底沉渣符合设计及规范要求为止。 清孔质量符合下述要求： (1)泥浆比重：1.061.15 (2)含砂率2%； (3)

10、粘度：1820 秒；(4)胶体率：98%； (5)PH 值：810； (6)沉渣厚度10 cm 10、水下混凝土灌注 通过级配试验确定的水下 C30 混凝土配合比，初凝时间不早于 12 小时；粗集料采用级配良好的碎石。粗集料的最大粒径不大于导管内径的1/8 及钢筋最小净距的 1/4，混凝土要有良好的和易性，水胶比为 0.35，其塌落度为 1822cm，在灌注及运输过程中无显著离析泌水现象。 浇筑过程中应经常测量混凝土面高程，控制好埋深，防止埋深过大或导管一次拔空。 五、总结 京杭运河特大桥主墩 64 根桩于 2010 年 8 月 8 日顺利施工结束，由于方法得当控制到位，80桩成孔后到灌注前成渣均控制在 5cm 以内。桩各项指标均满足规范要求，后经超声波检测 64 根桩全部达到类桩标准。旋挖钻的优势得到了充分的发挥，在保证钻机桩施工质量的前提下缩短了施工时间，为后续的主墩承台、主塔施工赢的了时间。