桥梁大直径超长钻孔灌注桩基础施工.docx

桥梁大直径超长钻孔灌注桩基础施工大直径超长桩与普通桩相比并无本质区别，但由于桩径 大、桩孔深，其施工难度要比普通桩大得多，所采用的机具设备、 施工方法和施工工艺也不尽相同本文针对大直径超长桩的特殊 需求，提炼出了一些与普通桩不同的施工要点和注意事项以及质 量控制措施，希望为相关施工人员提供一点参考八 、-前言随着近年跨海、跨江大桥建设数量的持续增长，对大直径超 长深水钻孔灌注桩的施工技术提出了更高的要求一般桩径大于 2.5m为大直径桩，桩长大于40m为超长桩，大直径超长桩的护 筒制作和设置、泥浆配制、成孔和灌注混凝土等，除应符合普通 桩的常规做法外，还要满足一些特殊规定钢护筒1. 大直径深水护筒的内径除考虑钻头在筒内的摆动外，还要 考虑振动沉入时护筒允许倾斜（一般为深度的 1%）造成护筒内 径需要的扩大值2. 钢护筒的直径和长度越大，则其壁厚也应厚一些，才能满 足施工时不变形的要求，壁厚尺寸的大小宜按刚度要求经计算确 定如果钢护筒较长、直径较大，则宜按近似的钢管桩来设计， 其壁厚为直径的1/8 0〜1/100； —般情况下，钢护筒的径厚比可 为120〜150,当钢管桩长度大于10m,需要锤击或振动下沉时， 则其径厚比以不大于 120 为宜。

3. 钢护筒制作加工时，其椭圆度应小于d/100,且不大于30mm；直径的允许偏差应为土10mm；筒体端面的倾斜度最大允许 偏差为3mm；纵轴线弯曲矢高应不大于护筒长的0.1%,且不大于 30mm；钢护筒对接时的错边量应不大于0.2倍钢板厚度，且不大 于 4mm4. 在制作、运输时,每节钢护筒上下口内壁的径向宜布置一 组或多组单向临时加劲撑架,撑架本身应具有足够的刚度泥浆及其净化1. 大直径钻孔宜采用高性能优质泥浆,泥浆的配合比应通过 试验确定,要对桩孔的护壁能起到有效的、良好的作用,以及对 桩身混凝土不会产生不利影响2. 高级泥浆中如果掺入聚丙烯酰胺（PHP）絮凝处理剂，虽 然其掺入量很少（一般为泥浆量的 0.0003%）,但所起的作用很 大，PHP泥浆具有以下优点：（1） 可变性好配制合格的 PHP 泥浆呈嫩白色,由于黏度 大,在静止状态时呈果冻状泥浆从流动到静止时其黏度可恢复 其悬浮作用,阻止钻渣下沉；当钻头钻动,泥浆流动时可改变泥 浆的结构使其黏度减少,流动性增加,从而减少钻头阻力2） 相对密度小、含砂率低通过试验发现，PHP泥浆的 相对密度小、含砂率低,约为 0〜0.3%3) 黏度高、不分散，失水量少。

聚丙烯酰胺是一种特效 增黏剂，可大大增加泥浆的黏度，且制出的泥浆不分散，失水量 少4) 泥皮薄泥皮越薄，成孔时钻孔桩的质量越高，泥皮 厚度是衡量泥浆质量的重要标志5 )环保性好PHP泥浆采用水、钠质膨润土、纯碱(Na2C03 )、 羧甲酸纤维素(CMC)、聚丙烯酰胺(PHP)、锯木屑等按照一定 比例配置而成泥浆的制备采用强制式拌和机配制，造浆时PHP 需事先充分水解，膨润土需充分搅拌，且应先加水再加膨润土， 最后加外加剂搅拌钻孔时泥浆根据不同的地质情况和不同的钻 孔深度对配比进行适当的调整；在不同的钻孔施工阶段，对钻孔 泥浆的指标进行不同的调整3. 在钻孔过程中，宜采用泥水分离装置进行泥浆的循环泥 浆经过钻孔循环使用后，必然造成污染、劣化，为了充分利用泥 浆，必须经过高效的净化系统，使泥浆性能符合要求，继续使用 当泥浆污染严重，净化处理不经济，则宜舍弃1) 泥浆净化方法分为物理净化和化学净化两大类前者 又分为机械处理法和重力沉淀法，一般采用两者综合处理法，在 桥基钻孔中以物理处理法为主物理净化法的工艺是先经机械净 化除去较大钻渣，再流经沉淀池沉淀的综合处理法2) 化学净化法：先检验钻孔流出的泥浆的各项性能指标， 当不符合要求时，掺配适量的化学处理剂，通过循环系统处理并 达标后可继续使用。

化学处理剂品种分为有机处理剂和无机处理剂二大类前者有保水剂，如羧甲酸纤维素（CMC）、水解聚丙烯腈、木质素磺 酸盐、煤碱液等；稀释分散剂，如铁铬木质素磺酸盐（FCL）、 丹麦宁碱液等；絮凝剂，如聚丙烯酰胺（PHP）、水解聚丙烯腈 等无机处理剂有消石灰、氯化钙等；固化剂有水泥、石灰、石 膏等化学处理剂只能改善泥浆性能，不能清除泥浆中大颗粒钻渣 （掺絮凝剂后可加速钻渣沉淀），故只能作为泥浆辅助处理法钻孔1. 大直径桩和超长桩的成孔宜采用大扭矩反循环回旋钻机 钻孔作业时，应根据不同土层、不同的钻孔深度采用不同的钻压、 转速、配重、进尺速度及泥浆指标2. 对大直径桩和超长桩，钻杆扭矩的大小是进行钻机选型的 一个关键技术参数；反循环有泵吸反循环和气举反循环两种类 型3. 钻机的选择原则主要依据钻进地层的阻力扭矩、钻压和速 度确定4. 当计算的扭矩大于钻机额定扭矩很多时，可采用分级扩孔 方式，或通过改变钻头底部形状，调节钻压（给进面积）和钻速 （降低速度）以满足钻机扭矩要求在有较高强度的岩层，采用 冲击钻机成孔质量保证措施1. 防掉钻头、偏斜孔措施 钻孔施工中采用加扶正圈导正、全孔减压钻进的防斜措施， 扶正圈直径比设计桩径小20cm，扶正圈的位置放在离钻头腰带 5~6m处，必要时也可每钻进20~30m,加一个扶正圈，以保持 钻具的导向性。

采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受部分 钻具的重力，而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和（扣除浮力） 的 80%2. 防缩颈措施（1） 使用与钻孔直径相匹配的钻头以反循环工艺钻进成孔2） 在淤泥层和淤泥质黏土层钻进时，采用小钻压、中等 钻速钻进成孔，并控制进尺，以防止钻孔缩颈3） 在粉质黏土层采用中等钻压、中等钻速钻进成孔，并 注意扫孔4） 在粉细砂层采用大钻压、低钻速钻进成孔，并控制进 尺5） 当出现缩颈时，加大泥浆比重，以稳定孔壁在淤泥 层和淤泥质黏土层钻进时，容易产生缩颈问题，钻进时应注意， 每进尺一定深度后，上下提放钻头，重新扫孔，确保成孔直径6） 根据试验孔的钻进参数、孔径检测匹配情况，适当调 整钻头直径及钻进参数，以期达到设计要求3. 成孔质量保证措施采用超声波孔壁测定仪对孔壁形状和尺寸进行检查和量测， 能较准确地发现桩孔的问题所在，然后采取补救措施，保证成孔 质量灌注水下混凝土1. 混凝土灌注前，宜采用相对密度小于 1.05 的优质泥浆循 环置换孔内泥浆2. 采用搅拌船或水上搅拌站拌制混凝土时，材料的储备应满 足一根桩连续灌注的需要3. 首批混凝土灌注时，宜采用大、小储料斗同时储料，料斗 的出口应能方便快捷地开启或关闭，储料斗的体积应大于或等于 首批灌注混凝土的体积，并应满足混凝土能完全充满导管连续灌 注的要求。

对大直径桩，因首批灌注混凝土数量大，为保证其灌注后能 有效地埋住导管 1m 以上，有必要采用大、小储料斗同时储料， 在满足灌注数量的前提下进行灌注4. 尽量保证各项工序的连续性，严格控制混凝土流量和下放 速度，保持均匀的流量和流速保证灌注的连续性，尽量缩短混 凝土泵送的间歇时间如在短时间内（0.5〜lh）混凝土不能搅 拌到位时，混凝土泵储料斗内应储备满斗混凝土，间隔 10min 泵 送两个行程，以减少混凝土泌水率，或放慢放料速度，应及时清 理混凝土储料斗中残余干硬混凝土混凝土导管不宜埋置过深， 拆除导管应迅速及时，拆除后导管要检查密封圈好坏，及时更换 密封圈，并保证导管有足够的安全埋管深度。