建筑技术第４０卷第３期２００９年３月Ｖ０１．４０Ｎｏ．３Ｍａｒ．２００９ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大直径钻孑Ｌ灌注桩的水上施工技术张志华（通州市基础工程有限公司，２２６３００江苏通州）摘要：大直径钻孔灌注桩施工中，通过合理选择钻孔机具和施工工艺，采取相应有效的质量控制措施，保证了施工质量。使成桩后的桩身技术指标均达到规范及设计要求，混凝土完整性良好，无断桩、缩颈等质量问题。关键词：钻孔灌注桩；护筒；施工工艺；水下混凝土中图分类号：ＴＵ４７３文献标识码：Ｂ文章编号：１０００—４７２６｛２００９）０３—０２１２—０３ＯＮＣＯＮＳＴＩ哪ＣＴＩＯＮＴＥＣ脚ＱＵＫＳＯＦＬＡＲＧＥＤＩＡＭＥＴＥＲＢＯＲＥＤＦＩＬＬＩＮＧＰＩＬＥＳＺＨＡＮＧＺｈｉｈｕａＷＡＴＥＲ（ＴｏｎｇｚｈｏｕＭｕｎｉｃｉｐａｌＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ，２２６３００，Ｔｏｎｇｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｂｏｒｅｄｔｏｏｌｓｆｉｌｌｉｎｇｐｉｌｌａｒｇｅｄｉａｍｅｔｅｒ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｍｅｅｔｑｕａｌｉｔｙｉｓｇｕａｒａｎｔｅｅｄｔｈ卫ｏｎｇｈｒｅａｓｏｎａｂｌｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｄｒｉＨｉｎｇａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｐｉｌｅｐｒｏｃｅｓｓａｄｏｐｔｉｏｎｏｆｅｆｆｅｃｔｉｖｅｏｆｃｏｄｅｍｅａｓｕｒｅｓｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｎｔｒ０１．Ｉｎｔｈｉｓｗａｙ，ａｌｌｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓａｒｅｂｏｄｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｄｅｓｉｇｎ，ｈａｓｆａｖｏｒａｂｌｅｉｎｔｅｇｒｉｔｙ，ａｎｄｐｉｌｅｓｆｒｅｅｆｒｏｍｑｕａｌｉｔｙｄｅｆｅｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｏｒｅｄｐｅｒｆｕｓｉｏｎｐｉｌｅ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｔｕｂｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｃｒａｆｔ；ｓｕｂｍａｒｉｎｅｃｏｎｃｒｅｔｅ盐邵河大桥为淮江高速公路江都段的一座大型桥梁，该桥跨越盐邵河及邵真公路，全长７５４．５８ｍ，主桥上部采用（４０＋６７ｘ３＋４０）ｍ预应力混凝土箱梁，下部采用０１５００钻孔灌注桩，桩长５５ｍ，其中主桥左１３号、１４号墩及右１４号、１５号墩位于盐邵河中。盐邵河系盐城至邵伯进京杭大运河的干线航道，通航等级为五级，河面宽度约１００ｍ，水深６ｍ左右，航运十分繁忙。及钻头摆动的控制难度较大，容易出现偏位现象。（３）土层变化大。钻孔土层有淤泥质土、粘土、亚粘土及粉砂等，土的物理状态从流塑一软塑一硬塑不等，如钻孔工艺、进尺速度或泥浆密度控制不当，极易引起缩孔、扩孔或坍孔。（４）钢筋笼长、单桩混凝土量大。桩基主筋长度５０ｍ，单桩混凝土量９７．１ｍ３。易因钢筋、导管安装及混１工程地质及施工特点１．１工程地质条件桥梁所在地区属里下河平原沉积区。第四系覆盖层较厚。区内沉积物主要为冲积相为主的陆相堆积和里下河吉泻河相的淤积物．岩性主要为全新统及上更新统的亚粘土、粘土、亚粘土混粉砂、粉砂夹亚粘土、粉砂及淤泥质土。钻孔深度内土层分９层、１６个亚层，主要有３种：亚粘土，间或夹有粉砂、铁锰质结核，软塑一硬塑；粘土，可塑一硬塑；淤泥质亚粘质土，混粉砂，流塑状态。１．２主要施工特点（１）河道水位高、波动大。主桥桩基施工正值雨汛期，河道水位高，流速快，且来往船只较多，水位波动大，钻孔时孔内静水压力变化大，易引起坍孔和穿孔。（２）桩顶高程低。水中桩基桩顶设计高程低于河床１ｍ多，低于正常河水位６ｍ左右。桩基定位、垂直度凝土浇筑历时过长，引起孔底沉淀层厚度增大或坍孔。２施工机具选用钻孔设备采用ＧＰＳ一１５及ＧＰＳ一２０型钻机。钻孔结束后钻机立即移位，由多工序一体化钻架（该工艺属省级工法）进行钢筋笼安装及水下混凝土浇筑。该工艺钻机利用率高，能缩短钢筋笼安装及混凝土浇筑时间；同时免去吊机跟班作业，减轻钻孔平台负荷，并能降低机械台班费用。３施工工艺３．１钻孔平台搭设钻孔工作平台采用双排桩木基础，上架钢桁架梁，桁架梁另一端直接搁置于岸坡上（下设枕木）。桩木采用锤击沉设，并形成框架临时墩，确保平台具有足够的承载力和稳定性。工作平台沿两侧河岸分别搭设，中间预留通航宽度不小于３２ｍ，保持河道正常通航和排洪。平台布置呈流线型，减少水流对平台的冲击。在平台外侧设置防撞护木及警示标志，确保施工中平台及航行船只安全。作者简介：㈣０９６５一），男，江苏通州人，通州市基础Ｔ程有限公司，总工程师，高级工程师，江苏省通州市人民路１４８号，２２６３００，ｅ—ｍａｉｌ：ｚｚｈｉｈｕａ８０８＠ｓｉｎａ．ｃｏｒｎ万方数据２００９年第３期张志华：大直径钻孔灌注桩的水上施工技术·２１３－３．２护筒埋设护筒设置对水中钻孔灌注桩的施工至关重要。针对桩位处水深达６ｍ。且水位波动大的特点，桩孔护筒采用内、外双层护筒。内、外护筒均采用钢护筒，外护简直径Ｄ２５００，主要用于维持孔内水位，底端穿过淤泥质层进入粘土层不少于１．０ｍ。顶端高出施工期最高水位１．５—２．０ｍ；内护简直径Ｄ１６００，主要用于保证孔口不坍塌，并控制桩的平面位置和桩顶混凝土具有良好外形，其底端不高于外护筒底面高程。顶端高于桩顶设计高程０．５—１．０ｍ。外护筒采用４台２．２ｋＷ振动器对称振动下沉。内护筒采用水冲沉设。内护筒沉设时采用导向架导向，确保护简埋设垂直度及位置准确。护筒沉设到位后，采取临时固定措施，防止施工中发生位移。内、外护筒之间填筑粘性土，经固结稳定后方可开始钻孔施工。３．３钻孔桩孔采用ＧＰｓ—１５或ＧＰＳ一２０型钻机正循环钻进成孔。钻进过程中随土层变化及时调整进尺速度和泥浆相对密度。在粘性土层中中速钻进，自由进尺，防止钻头摆动过大，泥浆密度控制在１．０８～１．１５ｔ／ｍ３之间；在淤泥质土及砂土层中采用减压钻进，控制进尺速度，防止出现螺旋孔，护壁泥浆密度适当加大至１．１５～１．２０ｔ／ｍ３。钻孔过程中保持桩架垂直度，并维持孔内水位高出河水位不小于１．５ｍ。３．４清孔因钻孔土层以粘性土为主。且采用正循环钻进成孔，清孔方式采用正循环换浆法清孔。钻孔至设计深度后。提升钻头距孔底２００ｎｌｍ左右，继续循环，输入相对密度较小（１．０５一１．１０ｔ／ｍ３）的泥浆，替换孔内钻渣及密度较大泥浆，待孔内泥浆指标达到规定要求后，方可停止清孔。３．５钢筋笼安装钢筋笼采用多工序一体化钻架安装，该架最大起吊高度为１８ｍ。钻孔桩主筋最长５０ｍ，钢筋骨架预先分三节制作成笼，制作时主筋接头相互错开，使同一截面内的接头数不超过主筋总数的５０％。安装时，由多工序钻架分节起吊，于孔口逐节焊接接长，就位后，将钢筋笼进行固定。为加快焊接速度，采用４台焊机同时施焊，焊接形式为单面电弧焊接。钢筋笼四周每隔４ｍ左右设置一组可滚动的砂浆保护球，保护球半径同主筋保护层厚度，每组４只，在同一截面内等距布置，以控制主筋保护层厚度。保护球能利于钢筋笼安放，减少钢筋笼安装时对孔壁的摩擦、碰万方数据撞。３．６水下混凝土浇筑水下混凝土浇筑设备使用多工序一体化钻架。采用０３００直升导管浇筑。每台钻架配２台混凝土搅拌机。搅拌机随钻架移动，钻架左右两侧同时挂装混凝土输送爬梯，搅拌机出料口对输送爬梯料斗直接供料，以加快水下混凝土浇筑速度。４关键工序质量控制措施４．１钻孔质量控制措施（１）根据现场条件设置双层护筒，确保护筒底端及顶端高程符合规定要求，施工过程中加强对护筒的保护，防止碰撞或振动造成孔口坍塌。（２）施工过程中根据河道水位变化及时调整孔内水位，始终保持孔内水位高出河水位１．５—２．０ｍ，确保孔壁任何部位静水压力不小于０．０２ＭＰａ。（３）根据土层条件及现场特点，选择采用正循环钻孔、清孔工艺，选择合适的钻孔进尺速度。并根据土层变化及时进行调整。（４）选择合适的钻孔泥浆指标，确保对孔壁形成有效保护。（５）钻具拆卸、钢筋笼和导管安装过程中，应尽量避免碰撞孔壁。４．２清孔质量控制措施（１）确保清孔彻底、充分。换浆法清孔速度较慢，清孔时应确保清孔持续时间，一般不小于０．５～１．０ｈ，否则难以达到清孔效果。（２）严格控制清孔泥浆指标。采用正循环清孔时，泥浆密度及粘度不宜过小。否则影响孔壁稳定，还会影响泥浆悬浮钻渣的能力，降低清孔效果。清孔过程中，泥浆指标控制为：相对密度１．０５。１．１０ｔ／ｍ３；粘度１６—２０；含砂率“％。终止清孔前应在孔底取泥浆进行性能指标检测，泥浆达下列指标后方可终止清孔：相对密度１．０３—１．１０ｔ／ｍ３；粘度１７～２０；含砂率＜２％。（３）缩短施工时间。在确保清孔效果的同时，加强各工序的衔接，提高工作效率．尽量缩短清孔至混凝土灌注之间的时间间隔。（４）必要时进行二次清孔。首批混凝土浇筑前，再次检测孔底沉渣厚度，如超过规定要求，立即进行二次清孔。直至符合要求方可浇筑水下混凝土。４．３水下混凝土浇筑质量控制措施（１）确保首批混凝土浇筑量。首批混凝土的数量对确保水下混凝土浇筑质量十分关键，混凝土初浇筑量应满足导管底端首次埋置深度不小于１．０ｍ（图１）。建筑技术第４０卷幽ｌ首批混凝土数量计算图首批混凝土浇筑量可按下式计算确定：Ｖ≥ｚ－ｏ＂（ＨＩ＋日２）＋—，／ｒｄ—ｚ，ｌ，１４４式中，ｙ为浇筑首批混凝土量（ｍ３）：Ｄ为桩孔直径（ｍ）；日。为桩孔底至导管底端间距（ｍ）；日：为导管初次埋置深度（ｍ）；ｄ为导管直径（ｍ）；＾。为导管内混凝土柱平衡导管外泥浆压力所需的高度（Ｉｎ），ｈｉ＝ｕ∥４ｙｏ；Ｈｗ为孔内泥浆深度（ｍ）；Ｙｗ为孔内泥浆重度（ｋＮ／ｍ３）；Ｔｏ为混凝土的重度（ｋＮ／ｒｆｉ３）。本工程计算单桩混凝土初灌量需４．４３ｍ，（导管底端距孔底０．４ｍ时），配容积为４．５ｍ，储料斗，可确保初灌时导管底端首次埋置深度不小于１．０ｍ。（２）控制导管埋置深度。混凝土浇筑过程中，经常探测桩孔内混凝土面位置，及时调整导管埋置深度，控制导管埋置深度在２～６ｍ之间。（３）控制混凝土浇筑时间。首批混凝土浇筑后，水下混凝土浇筑连续进行，浇筑持续时间不得长于首批混凝土初凝时间，本工程控制单桩混凝土浇筑时间为４￣５ｈ。５质量检测５．１桩孔质量检测（１）孔径、孔形。采用检孔器对桩孔进行全长检查，检孔器可用钢筋制作，外径应不小于桩的设计孔径，长度不小于４—６Ｄ（Ｄ为桩的设计直径）。（２）平面位置。对各桩位设置辅助控制桩，在钻孔前、钻孔过程中及成孔后分别拉线用尺量检查，控制桩的平面偏位不大于５０ＩＩＩｉｌｌ。（３）孔深及沉渣厚度。钻孔中、成孔后及混凝土浇筑前分别采用标准测绳（配重锤）进行测量，控制孔深不小于设计要求，孔底沉渣厚度不大于３００ｍｉｌｌ。（４）泥浆指标。泥浆相对密度采用杠杆式比重计万方数据称量，粘度采用泥浆粘度计检测，含砂率采用含砂量计检测。钻孔及清孔过程中定时检测泥浆指标。５．２桩身质量检测（１）混凝土质量。每根桩均按规定制取混凝土试件，并按规定进行２８ｄ抗压强度试验。（２）桩身完整性。对钻孔灌注桩逐根进行动力法无破损检测，检查桩身混凝土的完整性情况。６结语本工程主桥共有２４根Ｄ１５００水下钻孔灌注桩．采用上述施工机具、施工工艺和相应质量控制措施进行施工及质量控制，施工过程中，未出现任何质量问题，施工后，经监理和质检部门检测、验收，桩基的成孔质量、桩身混凝土强度符合设计及规范要求。且桩身完整性良好，均达到Ａ类桩标准。参考文献［１］ＪＴＪ０４１－２０００公路桥涵施工技术规范ＩＳ］．［２］ＧＢ５０２０２－２００２建筑地基基础工程施工质量验收规范．建筑工大２∞９年第３期耍目自密实混凝土在钢管柱内的应用深基坑坡面抗压板加强钢筋连接的要点梁板式筏形基础布筋解析混凝土结构施工缝的设置与处理边缘狭窄场地软弱地基处理一法冬期施工混凝土和砂浆质量的检验钟楼混凝土异型构件的施工技术种植屋面施工瑞海大厦塔楼仿古建筑施工高低相邻建筑物沉降缝的防雨措施冲孔灌注桩施工质量控制措施（下）请您向当地邮局或本社发行部订阅邮发代号：２－５１４定价：３．踟元大直径钻孔灌注桩的水上施工技术
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：
张志华， ZHANG Zhihua
通州市基础工程有限公司,226300,江苏通州建筑技术
ARCHITECTURE TECHNOLOGY2009，40(3)0次
1.JTJ 041-2000.公路桥涵施工技术规范
2.GB 50202-2002.建筑地基基础工程施工质量验收规范
1.期刊论文 刘瑞臣.宋小军 水上钻孔灌注桩护筒底穿的预防及处理 -探矿工程-岩土钻掘工程2003,\"\"(2)
护筒底穿在水上钻孔灌注桩施工中危害很大,为了在施工中减少护筒底穿,从护筒制作、埋设及施工中各个环节分析原因,加以预防,并介绍护筒底穿后的相应处理措施.
2.期刊论文 周凡.Zhou Fan 加长护筒法钻孔灌注桩在黄浦江北外滩置阳段驳岸工程中的运用 -港口科技动态2005,\"\"(10)
介绍了在离施工操作面2-7米深的范围内有较厚杂填土,且存在较多障碍物的地质条件下,对工期有强制性要求的工程,进行泥浆护壁法钻孔灌注桩施工前须对此类地质条件进行处理.本文以黄浦江北外滩置阳段驳岸工程钻孔灌注桩施工为案例,采用循环利用加长护筒的方法来处理此类地质条件的工艺,并从投资成本、施工进度、资源损耗等角度分析了在此类地质条件下运用该工艺的优势.
3.期刊论文 王会军.李明.WANG Hui-jun.LI Ming 水上大口径钻孔灌注桩事故处理实例 -探矿工程-岩土钻掘工程2006,33(9)
武汉天兴洲公路铁路两用特大桥62号墩为长江水中墩,桥墩采用水上钻孔灌注桩.62-10号孔设计孔径2.5 m,水深14 m.施工至23 m时发生卡钻事故,处理过程中造成护筒底部揭穿.采用加接护筒及千斤顶强力起拔等措施处理成功.介绍了事故的发生过程和处理措施.
4.期刊论文 张战战 旋挖式全护筒钻孔灌注桩在电厂建设中的应用 -电力科学与工程2004,\"\"(4)
针对旋挖式全护筒钻孔灌注桩的施工,以浙能兰溪电厂为工程背景,介绍了BG旋挖钻机动性系列全程护筒钻孔桩施工工艺在大型火电厂中的应用,以供类似工程参考.
5.期刊论文 侯刚.HOU Gang 在流塑土及回填砂层中施工钻孔灌注桩的新工艺 -基建优化2001,22(1)
本文结合工程实践,提出了两种在流塑土及回填砂层中施工钻孔灌注桩的新工艺,着重阐述了在回填砂层中施工的新工艺--双护筒法.
6.会议论文 陈小帆.金玺 组合模板高护筒在钻孔灌注桩施工中的应用 2007
本文结合上海宏伊大厦地下室改造工程,通过对组合模板高护筒和特制钢护筒的施工工艺、工程效果、经济效益和对工程进度的影响的比较,总结了组合模板高护筒的特点,并得出了组合模板高护筒在工程应用中的优点。
7.期刊论文 皮跃进.PI Yue-jin 机械钻孔灌注桩施工钻头及护筒的设计与应用 -山西建筑2009,35(27)
结合具体工程实例,针对施工中出现的问题,分卵石地层和黏土地层两种情况对钻头的设计和应用进行了分析探讨,联系太湖水域地层和汛期特点,阐述了两种护筒的设计及应用,总结得出应根据不同情况选择不同类型的钻头及护筒.
8.期刊论文 郭兆军.Guo Zhaojun 钻孔灌注桩施工及质量事故处理 -山东煤炭科技2005,\"\"(3)
灌注过程中,不得中途停顿,每根导管的灌注间歇时间根据具体情况确定,但不宜超过∞m抽.导管应沿竖直方向徐徐提升,每次提升高度应与混凝土灌注速度相应,导管底端埋入混凝土面以下一般宜保持2～4m,严禁把导管底端提出混凝土基面,避免造成断桩.
9.期刊论文 陈军锋 大护筒在水上桩接柱工程上的应用 -山西建筑2010,36(10)
针对钻孔灌注桩技术的应用情况,提出一套采用大护筒施工的方法,具体对其施工工艺选择、施工工序、施工特点进行了论述,并通过工程实例验证了该方法的可行性.
10.期刊论文 陈德才 双护筒钻孔灌注桩在深水河道施工中的应用 -黑龙江科技信息2008,\"\"(20)
简述双护筒钻孔灌注桩在深水河道施工中的应用.
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jzjs200903004.aspx
下载时间：2010年6月11日