大直径钻孔灌注桩施工工艺

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1、中江高速西江特大桥Φ2.7m钻孔灌注桩施工工艺沈怿宁　廖雄滨（广东冠粤路桥有限公司　　广州　　510000）摘　要：钻孔灌注桩中优质泥浆应用及西江特大桥工程中的实际应用。关键词：钻孔灌注桩；泥浆；成孔；灌注；1　工程地质概况西江特大桥主桥为70m+4×120m+70m预应力砼刚构一连续组合结构，全长620m，有5个主墩，2个过渡墩，其中主墩桩基为Φ2.5m~Φ2.7m的变截面桩，每墩8根，桩长都在60m~70m之间，过渡墩桩基为Φ1.6m等截面桩，桩长也在50m~60m之间，全桥桩基均为钻孔灌注桩。主桥桩基所处地层从上至下为：1、淤泥质粉砂，饱和、流塑状，层厚在7~12m；2、

2、淤泥质亚粘土，饱和、流塑状，层厚在20~25m；3、卵石层，颗粒均匀性较差，粒径2~7cm，不稳定；4、强风化泥岩半岩半土状，稍硬，层厚10cm左右；5、弱风化泥岩，岩质软，岩石裂隙发育，岩石天然单轴极限抗压强度2.3~11Mpa，层厚3~10m；6、微风化泥岩，质软，岩石天然单轴极限抗压强度3.5~44.4Mpa。2　泥浆循环系统泥浆是由水、粘土、化学处理剂以及其他一定物质组成。泥浆是钻孔必不可少的，泥浆质量的好坏直接影响到成孔质量。主桥钻孔全部采用优质泥浆。2.1　优质泥浆组成及作用机理。2.1.1　泥浆配制根据本桥特点在工地试验室进行泥浆试配，最终采用配合比是：泥浆：1m

3、3　　水：1000kg　　粘土：420kg　　膨润土：60kg　CMC：1.5kg　　NaOH：1.5kg优质泥浆的特点是：降低失水，稀释，悬浮钻碴；泥皮薄，护壁稳定。2.1.2作用机理优质泥浆中不同成分分别起着不同的作用。（1）粘土中的细颗粒具有带电、吸附、水化膨胀分散以及絮凝等性能。（2）膨润土具有相对密度低含砂量少，泥皮薄，稳定、固壁能力高，阻力小和造浆能力大。（3）CMC（羧甲基纤维素），可增加泥浆粘性，使土层表面形线薄膜防护孔壁剥落并有降低失水量的作用。（4）NaOH的主要作用是增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水量。2.2　泥浆指标由于受场地限制没有设

4、置太大的泥浆处理器，河水平均深度24m左右，护筒的长度基本都有35m，利用护筒造浆，首先将护筒内土层用钻机清除，距护筒底还有1~2m时，停止钻进并开始造浆，根据配合比向内投入足够数量的造浆材料。当泥浆指标达到下列数值时才能继续钻进。泥浆性能指标　　　　　表1相对密度粘度（pa·s）含砂率　（％）失水率（ml/30min）1.2~1.2519~22≤4≤20泥皮厚（mm/30min）酸碱度（PH）胶体率（％）≤38~11≥952.2.1　循环系统从孔底压出的泥浆进到一个直径2.5m，高1.5m的过滤器，在过滤器上部有一0.5mm的筛网，首先将泥浆中的粗砂以上的钻碴直接分离出来，泥

5、浆在过滤器中沉淀部分钻碴，然后直接回到孔中，过滤器下部有一出口，定时将钻碴排出，由于整个循环系统较短而且过滤器的体积也不大，对泥浆中的粉砂不能及时清出，对于这个问题我们采用主动清理的办法，在过滤器中再放入一个泥浆泵，将容器中不能及时沉淀粉砂的泥浆抽出，并通过一个泥浆旋流除渣器，这个出砂器每4秒就可过滤1升的粉砂浆，其中粉砂含量达90％，所以在整个钻孔过程中含泥浆的砂率始终在2％以下，并且在终孔时达到1％以下。钻机主要技术性能　　　　表2项目单位技术参数钻孔直径m≤3.0钻孔深度m≤100转盘扭矩KN·m≤95.0转盘转速R/min6~35水头提升能力KN≤600钻杆内径mm24

6、1排碴方式气举反循环转盘电机功率KN75钻机自重T48（含配套）卷扬机牵引力KN753　钻孔本桥桩基钻孔使用的是国产BRM-4B型钻机，每个承台有8根桩，投入2台钻机，采用气举反循环钻进。3.1　钻孔方法3.1.1　钻前准备首先在护筒内用清水施钻，清碴至护筒脚1.0~2.0m位置停止钻进，提起钻头，向孔内补水和投入造浆材料，开动钻机旋转钻头进行造浆，检测泥浆指标达到表1中要求后开始钻进，由于在护筒内只能造出200m3左右的优质泥浆，在钻进过程泥浆损失，所以在钻进过程中不断定期检测泥浆指标，并且根据钻进深度不断补充造浆材料和水至始至终都使孔内泥浆达到表1中指标。3.1.2　钻进过

7、程表3土层名称土层特性钻压T（min/max）转速（转/分）淤泥质粉砂灰墨色、含蚝壳、流塑、粉砂5/1013淤泥质亚粘土深灰色、偶夹粉细砂、饱和、流塑状5/1013卵石灰黄、颗粒均匀性较差，卵径2~6cm，夹杂粉细砂，饱和，中密状5/1011强风化泥岩褐红色，半岩半土状，遇水易成泥浆，岩心手可折断，稍硬4/1617弱风化泥岩棕红色，裂隙发育，干硬10/1513微风化泥岩深褐色，泥质胶流，断口锋利，岩蕊呈短柱状15/2011由于地层复杂覆盖层较厚，根据BRM-4B钻机性能，在本桥桩基钻孔中采用