海上大直径钻孔灌注桩施工工法交流材

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1、施工工法交流材料海上大直径钻孔灌注桩1一、工法产生背景主要内容二、工艺特点三、工艺原理四、关键技术创新点五、操作要点六、工程应用情况七、社会经济效益2随着我国经济的快速发展以及国家对基础建设投资力度的加大，跨海大桥工程的建设不断增多，其中第一座海上大型桥梁-东海大桥于2003年破土动工。路桥建设在东海大桥的建设过程中，大直径钻孔灌注桩施工面临着诸多困难；由于是在海上施工，受风、潮汐、波浪、海水等自然条件的影响较大，陆地内河中常用的钻孔灌注桩施工方法已经不适用于海上大直径钻孔灌注桩的施工,路桥集团国际建设股份有限公司首次对深水区大直径钻孔灌注桩的施工工艺进行尝

2、试，采用“打桩船整根插打钢护筒＋大功率钻机钻进”，顺利完成了东海大桥Ⅳ标、VII标的基础施工，并形成了一套完备的、行之有效的施工技术。一、工法产生背景3二、工法特点海上大直径钻孔灌注桩施工所选用的钢护筒均采用GPS定位、打桩船直接插打，其施工速度快，平均每天能完成3～4根。灌注桩施工采用大功率钻机钻进，安全可靠，且成桩速度快，减少施工周期。☆施工速度快☆质量优钢护筒采用整根插打，不仅能保证钢护筒的平面位置、垂直度，打桩船锤击能量大，还可有效保证钢护筒的入土深度，避免钻孔桩施工阶段护筒底口漏浆等质量缺陷。采用大功率钻机钻进可以有效控制孔的倾斜度，保证成孔质量。

3、4☆效益好海上施工的成本投入主要在于材料和船机设备的投入，由于采用打桩船整根插打钢护筒、大功率钻机钻进等施工方法，极大的减少了施工周期，从而有效降低了施工成本，提高施工效益。5三、施工工艺原理海上大直径钻孔灌注桩施工一般在水上施工平台上进行，通常选用大功率钻机钻进、高效除渣器等设备进行钻孔施工，选用“陆地分节绑扎成型＋现场直螺纹连接”的方法进行钢筋笼施工，选用高效水上拌和设备进行基桩的灌注施工，从而减少水上作业时间，以保证基桩施工的质量和工作效率。6四、关键技术创新点☆固定式海上钻孔平台采用了打桩船直接插打大直径钢护筒、并将其作为平台主要承重构件搭设钻孔桩施

4、工平台的“固定式海上钻孔平台设计与施工技术”。该项技术已通过国家技术委员会技术鉴定。☆新型钻孔泥浆的使用泥浆是超长钻孔灌注桩施工质量好坏的重要环节。泥浆作用是护壁、排碴、冷却钻头。深海区大直径桩基础施工由于施工环境的影响，一般采用海水造浆，由于海水成分的特殊性需在海水泥浆中增加化学处理剂，较为常用的化学制剂为纯碱和CMC（羧甲基纤维素）。这种新型泥浆及其制造方法已经获得了国家专利。7(1)纯碱（Na2CO3）：在泥浆中加入纯碱的目的，是除去粘土中部分钙离子，将钙质土转变为钠质土，使土颗粒水化作用加强，加速粘土的分散，提高粘土的造浆率。(2)羧甲基纤维素（CM

5、C）：CMC系大分子化合物，在处理泥浆中主要用作降失水剂和增粘剂。由于水分子的作用，使泥皮质密而坚韧，同时CMC容于水中能增加泥浆的粘度，促使泥浆失水量下降。泥浆配制及性能指标见下表：泥浆配比泥浆性能指标品名加量性能指标膨润土3.5%比重1.03～1.08Na2CO30.03～0.05%粘度(S)23～27CMC0.1%失水量(CC/30min)＜20泥皮厚度(mm)＜2.5PH值7～10含砂量＜3%8☆直螺纹连接工艺钢筋笼采用等强直螺纹连接工艺是可行的，而且具有操作简单、便捷等优点。根据我公司在东海大桥Ⅳ、Ⅶ标正式实施的343根钻孔灌注桩统计结果表明，平均

6、每节钢筋笼的连接时间仅为136min，缩短了成孔后到水下砼灌注的间隔时间，减少了沉淀厚度，缩短了二清时间，降低了成桩风险，提高了成桩质量。☆桩底压浆桩底压浆作为桩基结构的一部分。桩底压力灌浆不仅能提高桩端阻，使桩端阻一开始即参与承载，桩端阻和桩侧摩阻的发挥趋于同步，而且使桩侧摩阻有所提高。灌浆量和灌浆压力与桩极限荷载有直接的关系，灌浆量越大、灌浆压力越高，桩的承载力也提高得越大。桩底压浆能提高承载力是经过试验验证了的，利用声测管进行桩底压浆，一物二用，方便而有效。钻孔灌注桩底的压浆技术已经获得国家专利。9五、操作要点☆钻机选型无论采用何种钻孔方法，对钻机扭矩

7、功率、钻锥型式、钻杆截面、钢丝绳规格、泥浆泵泵量、泵压、真空泵真空度、吸泥泵吸量、气举法压缩空气的压力、排气量等应按钻孔直径与深度、地层情况、工期、设备条件认真研究选择。10☆泥浆制备和循环体系首先，在开钻孔内加入一定量的膨润土和淡水，利用钻机反循环成浆，此时钻机只是造浆而不进尺，待泥浆数量及各项指标达到设计要求时，开始反循环钻进；与此同时，在造浆池内按一定比例加入膨润土、纯碱、CMC（羧甲基纤维素）和海水，利用空压机压缩空气搅拌成浆，泥浆通过连通管（或泥浆泵）从造浆池进入循环池。循环池内的泥浆在泥浆泵的作用下进入开钻孔孔口。开钻孔内泥浆携带钻渣，在钻杆气举

8、作用下，从孔底经钻杆流出，直接进入旋流除渣器，泥浆在