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1、超長鉆孔樁施工技術探究 摘要：超長鉆孔樁在實際施工過程中存在垂直度控制難度大、泥漿控制難度大、孔壁完整性難以保證、灌注困難、易產生縮徑等問題客觀存在，本文通過從鉆機選型、鉆進過程控制、成孔質量控制等方面進行了試驗研究，提出了一套超長鉆孔樁施工質量控制方法，具有一定的指導意義。關鍵詞：超長鉆孔樁；鉆機選型；鉆進過程控制；成孔質量控制1.前言隨著公路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，新型公路橋梁結構越來越多地被采用。大跨、寬幅橋梁的使用，使得橋梁基礎的設計承載能力越來越高；同時受河流沖刷沉積、水土流失及自然災害等影響，河流漫灘區(qū)
2、地質條件差，大直徑、超長深樁基礎逐漸被廣泛采用。由此引發(fā)了如鉆機扭矩需求過大、超長樁垂直度控制難度大、鉆進過程中泥漿控制難度大、清孔泥漿指標難以保證孔壁完整性、孔壁懸浮物較多導致灌注困難、樁身受孔內懸浮物擠壓易產生縮徑等問題，這就對施工質量提出了更高的要求。本文旨在通過對鉆孔樁鉆機選型、成孔質量控制及超長樁基礎混凝土灌注等方面進行研究分析，對照比較傳統(tǒng)鉆孔樁施工工藝，總結超長樁基礎施工經驗和各工序的工藝要點。62.工程概述2.1工程概況青銀高速公路濟南黃河大橋位于山東省濟南市北部，是濟南繞城北線的重點控制工程，也
3、是青島至銀川高速公路跨越黃河的一座特大橋，同時該橋也是京滬高速公路復線山東段的關鍵工程之一。橋梁全長4473.04m，采用高速公路標準設計，雙向八車道，設計行車速度120k/h，橋梁寬度40.5m。北側跨大堤引橋67#、68#墩樁基直徑φ2.0m，有效樁長分別為126和132m，為全橋最深樁。每墩半幅橫橋向布置四排、縱向三排，共48根，計6192m。樁基設計規(guī)模在目前同類橋梁中位居世界第二，亞洲第一。2.2地質情況概述本橋所處區(qū)域位于魯西北帚狀構造之濟陽拗陷帶南側，與魯西隆起之泰山-沂山毗連。受地域地質構造控制，
4、場區(qū)下伏基巖為石炭、二迭系，其上為厚度約一百米至數百米的新生界沉積，第四系埋深約200m。2.3國內外技術及設備現狀鉆孔所使用的設備及配套的機具等，有國產設備也有進口設備，國產設備在很多的情況下能夠滿足工程進度及質量的要求，進口設備的鉆進速度高、需要的動力較大。3.施工流程63.1鉆機選型經過經濟技術方案比選，采用了GPS-3000型回轉鉆機施工，該鉆機的主要特點為：底盤重心低，鉆進中機架穩(wěn)定，能較好保證成孔過程中垂直度；鉆桿剛度大，在砂性地層中成孔速度快，前導梳齒鉆頭導向性好；鉆進中可交替使用正反循環(huán)鉆進，同時
5、結合氣舉清孔，泥漿護壁穩(wěn)定，成孔質量高。3.2成孔工藝研究3.2.1方案確定經過論證，確定采用氣舉反循環(huán)法施工，通過鉆進過程中對成孔垂直度控制、泥漿指標控制、鉆進參數、鉆進方法等方面嚴格控制達到成孔目的。3.2.2鉆進過程控制（1）鉆進過程泥漿控制：鉆孔樁施工時，泥漿的性能及質量是鉆孔樁施工中成孔成功與否的關鍵。本項目深樁施工時，經反復試配，通過各項指標的測試比照，確定采用磷質膨潤土泥漿。泥漿配置的材料為：（膨潤土6%～8%，粘土20%，片堿0.3%，CMC0.5%，PHP0.05%），配制成優(yōu)質泥漿。鉆孔全程監(jiān)
6、測泥漿比重、含砂率、膠體率和泥皮厚度等指標，從而保證在極易坍塌的地層實施鉆孔的安全性。6（2）氣舉反循環(huán)法簡介：氣舉反循環(huán)鉆進法是將壓縮空氣沿輸氣管道送入井內一定深度，經混合器注入鉆桿管腔內，與管內液體混合。該方法具有鉆進效率高，成孔質量好，在不良地質條件下，防止孔壁坍塌事故的優(yōu)點。（1）鉆機參數控制：該地區(qū)地質互層明顯，且性狀差別很大，為避免出現機械事故，不同土層應選擇不同的鉆進參數?！?在砂性土層即粉沙層中鉆進時，鉆進速度要慢，讓泥漿有充分的固壁時間。在砂類土或軟土層即亞粘土層中鉆進時易坍孔，要控制進尺，輕壓
7、，低檔，慢速，小泵量，稠泥漿鉆進?！?在粘土層中鉆進時，要堅持減壓原則，控制鉆壓，防止加壓或鉆具自重導致鉆錐切入土體過多，引起糊鉆?！?在低液限粘土或卵、礫石膠結夾層即姜石層中鉆進時，因土質較硬，同時鉆桿較長，會引起鉆錐跳動，蹩車，鉆桿擺動加大和鉆錐偏斜等現象，易使鉆機負荷而損壞。此時應采用低檔慢速，優(yōu)質泥漿，大泵量的方法鉆進?！?在地層變換時，尤其是從軟弱地層進入較硬地層時，要慢速鉆進，上下來回掃孔，以防出現斜孔。3.2.3成孔質量控制成孔質量檢測設備采用JJC-1D型檢測系統(tǒng)，屬直接接觸式測量，沿孔徑軸線逐點
8、掃描（測量采樣行程間隔25mm）（如圖）。圖68y1#樁檢測報告63.3鋼筋籠制作與安裝由于樁身過長，鋼筋籠采用分節(jié)預制，運輸至現場下放過程中組裝。節(jié)段間連接采用鐓粗直螺紋連接。3.4成樁工藝（1）清孔質量控制：采用反循環(huán)法清孔，考慮到孔深和灌注時間的關系，通過本項目48根超長樁的成樁實踐，灌注前泥漿比重控制在1.13～1.14是比較科學和合理的。（2）灌注過程控制：水下
