海上大直徑鉆孔樁成孔施工工藝

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1、海上大直徑鉆孔樁成孔施工工藝葉士輝施建浩啟東市建筑安裝工程有限公司郵編226200【摘要】：本文主要介紹了海上大直徑鉆孔樁施工機(jī)械設(shè)備選擇、泥漿配制、鉆孔成樁等施工工藝?！娟P(guān)鍵詞】：鉆孔灌注樁鋼護(hù)筒泥漿旋流除砂器1工程概況洋山深水港區(qū)東海大橋工程，北起上海南匯嘴、南經(jīng)崎山區(qū)列島西北側(cè)的小烏龜山、大烏龜山、顆珠山到達(dá)大橋終點(diǎn)小城子山進(jìn)入洋山港區(qū)，線路總長31.5km。大橋Ⅴ標(biāo)段橋梁由PM335和PM336兩只主墩組成，由上海建工集團(tuán)總承包，我公司承擔(dān)PM335主墩的樁基施工。地層主要為淺海相沉積地層，根據(jù)勘察

2、報(bào)告及試樁成孔資料，其地層結(jié)構(gòu)如下：土層層號地層名稱深度(m)層底標(biāo)高(m)層厚(m)地層簡述③1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土19.6～24.12-15.324.52夾較多薄層砂,土質(zhì)極軟④1淤泥質(zhì)粘土24.12～32.90-24.108.78夾少量薄層砂,水平層理發(fā)育⑤1粘土32.90～39.73-30.936.83局部有粉細(xì)砂夾層,易堵鉆⑥粉質(zhì)粘土39.73～41.48-32.681.75含氧化鐵斑跡,下部變相為砂質(zhì)粉土，易堵鉆⑦1-1砂質(zhì)粉土41.48～45.00-36.203.52土質(zhì)不均,局部夾少量薄層粘性土（

3、護(hù)筒底標(biāo)高為-34.20）⑦1-2粉細(xì)砂45～55.10-46.3010.1夾薄層粉質(zhì)粘土,局部含有φ2～5cm礫石，易擴(kuò)孔⑦2粉細(xì)砂55.10～95.80-87.0040.7局部含少量φ2～5cm礫石,下部夾薄層粉質(zhì)粘土及粉土，易擴(kuò)孔⑨2含礫中粗砂95.8～98.85-90.053.05夾較多薄層粉砂，易坍孔⑩粉質(zhì)粘土98.85～108.01-99.219.16夾粉土,局部為堅(jiān)硬狀態(tài),下部有礫石,易堵鉆?1粉細(xì)砂未鉆穿-117.0217.87夾少量粉質(zhì)粘土及粉土該樁基采用Φ102500的鉆孔灌注樁，施工作

4、業(yè)采用海上平臺，PM335墩鉆孔樁共有38根，樁頂標(biāo)高―2.0m、樁尖標(biāo)高―112m，樁長110m，鋼筋籠頂標(biāo)高+0.7m、底標(biāo)高―111.55m，鉆孔深度為120.8m，施工平臺標(biāo)高+8.8M(即護(hù)筒頂標(biāo)高)，海床面標(biāo)高為-10.8m。2施工準(zhǔn)備2.1工藝選擇由于本工程鉆孔深度達(dá)120.8m，直徑為φ2500mm，下部砂層厚度達(dá)51m左右，在鉆孔中必須保證及時(shí)排渣與孔壁的穩(wěn)定。結(jié)合本工程鉆孔樁的設(shè)計(jì)、工期和設(shè)備情況等綜合因素，鉆孔采用排除鉆渣連續(xù)性好、功效較高的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、氣舉反循環(huán)的成孔工藝。氣舉反循環(huán)鉆

5、進(jìn)對穩(wěn)定孔壁及排渣非常有利，因?yàn)榭妆诓皇芤毫鞔罅魉贈(zèng)_刷，同時(shí)利用吸渣在底部，起到邊鉆進(jìn)邊排渣的作用。2.2鋼護(hù)筒設(shè)計(jì)和施工2.2.1鋼護(hù)筒的設(shè)計(jì)護(hù)筒有固定樁位，引導(dǎo)鉆頭方向，隔離海水，保證孔口不坍塌，并保證孔內(nèi)水位高出施工水位一定高度，形成靜水壓力，以保護(hù)孔壁免于坍塌等作用。海上深水施工成樁安全的關(guān)鍵是鋼護(hù)筒的頂標(biāo)高及打入深度。為確保成孔時(shí)有足夠的水頭壓力，鋼護(hù)筒頂標(biāo)高應(yīng)高于最高潮水位標(biāo)高4米以上，為防護(hù)筒內(nèi)泥漿與護(hù)筒外海水反串，要求護(hù)筒底打入一定的深度。另根據(jù)試樁工程的地質(zhì)情況，本工程的鋼護(hù)筒底至少應(yīng)進(jìn)入

6、粘土⑤1層或粉質(zhì)粘土⑥層。為防止護(hù)筒底腳處的泥漿與護(hù)筒外海水反串，護(hù)筒應(yīng)埋入深水河床一定的深度L，其計(jì)算公式如下(如圖a)：（h+H）γw-Hγo（5.2+12.66）×11.0-12.66×10.0L=————————=———————————————=10.75mγd-γw17.5-11.010護(hù)筒內(nèi)泥漿容重γw取11.0KN/m3，水的容重γo取10KN/m3。根據(jù)水文地質(zhì)條件，鋼護(hù)筒外河床土的飽和容重平均值γd取17.5KN/m3。實(shí)際鋼護(hù)筒入土深度為23.4m，安全系數(shù)K=2.17，完全可以滿足鉆孔

7、樁的施工要求。在深水河床護(hù)筒底端埋深確定的情況下,考慮護(hù)筒底腳處的泥漿與護(hù)筒外海水反串，h有個(gè)最大值，其計(jì)算公式如下(如圖b)：Hγo+Lγd9.46×1.0+23.4×1.75hmax=—————-H-L=———————————-9.46-23.4=12.97mγw1.10實(shí)際鋼護(hù)筒hmax為10.14m，所以不會(huì)出現(xiàn)因h過大而使護(hù)筒底腳處的泥漿與護(hù)筒外海水反串的情況。2.2.2鋼護(hù)筒的施工設(shè)計(jì)鋼護(hù)筒內(nèi)徑Φ2700，壁厚t=16mm，上下兩端1m范圍設(shè)加強(qiáng)箍（壁厚t=14mm）。鋼護(hù)筒底標(biāo)高為―34.20

8、m，頂標(biāo)高為+8.8m（與鋼平臺標(biāo)高一致），總長度為43m，鋼護(hù)筒材質(zhì)為Q235(A3)，整根加工、吊裝。為防止鋼護(hù)筒的變形，要求鋼護(hù)筒加工及施工過程中有防止變形的措施，確保鋼護(hù)筒的壁厚及圓整度。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，護(hù)筒頂部往下5m～13m范圍內(nèi)采取防銹措施（涂600μm重防腐涂料）。鋼護(hù)筒外導(dǎo)管的直徑宜大于設(shè)計(jì)樁徑40cm，鋼護(hù)筒定位導(dǎo)向是在鋼圍堰中Φ102900導(dǎo)管的底部以及頂部均設(shè)8塊楔形導(dǎo)向墊塊。導(dǎo)向按樁位中心