超长大直径钻孔灌注桩施工技术

陈平

摘要：介绍嘉通道3.8m大直径超长钻孔灌注桩试桩施工的技术特点、施工方法及主要机械设备配置情况，为同类大直径超长桩施工提供了参考。

关键词：钻孔桩 机械设备施工方法混凝土灌注

Abstract: The introduction the Peggy channel 3.8m Large Diameter and Long Bored Pile the technical characteristics of the test pile construction, construction methods and mechanical equipment configuration, provides a reference for similar large diameter ultra-long pile construction.Keywords: bored piles machinery and equipment construction methods pouring of concrete

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1 工程概况

嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥是嘉兴至绍兴跨江公路通道跨越天然屏障钱塘江河口段的一座特大型桥梁。本项目桥位处自然条件特殊，河床宽浅、潮强流急、河床变化剧烈，特别是受风浪和涌潮影响导致水域有效作业时间极为有限。考虑到以上特点，本工程水中区引桥采用70m跨径连续刚构，下部结构采用单桩独柱的结构形式。基础采用直径3.8m的大直径钻孔灌注桩，单桩最大桩长为116m，为大直径超长桩。为保证正式工程的施工质量，先进行试桩施工。

2 试桩施工方法

2.1 试桩施工方法综述

钻孔桩施工借助钻孔平台进行，利用DZJ-150双台联动振动锤施沉长大钢护筒，KTY4000型工程钻机气举反循环成孔，PHP泥浆护壁，钢筋笼在后场采用长线法加工，分段运至海上施工现场安装，200t汽车起重机吊装下放钢筋笼（含荷载箱），水下混凝土灌注采用内径400mm导管进行，3台汽车混凝土输送泵同时灌注。钻孔桩施工完毕后进行桩底注浆。

2.2 钢护筒施工

试桩的设计桩径为φ3.8m，钢护筒内径定为φ4.2m，长度为52m。钢护筒采用Q345C钢板卷制，下部15m范围壁厚30mm，其余壁厚25mm，总重量148t。钢护筒加工采用工厂化进行，为了满足运输能力要求，钢护筒分节制作，底节钢护筒工厂内分两节制作，现场对接成整体，中间节和顶节工厂内一次制作成型。考虑运输和吊装过程中其强度和刚度，保证钢护筒在运输和吊装过程中不变形，在每节钢护筒两端内部各加设一道十字交叉的槽钢支撑。待钢护筒分段加工好后，利用平板车运至于施工现场。现场采用200t汽车吊吊装，用APE400B型振动锤成桩。

表1APE400B振动锤参数表

2.3 泥浆拌制

钻孔泥浆造浆由专用拌浆机拌制。泥浆原材料选用优质粘土、膨润土、纯碱和水，配置比例为：水：膨润土：粘土：纯碱=1000：280：50：3（kg）。

2.4 钻进、成孔

大直径钻孔桩的KTY4000动力头钻机，该钻机配置两种钻头，一种是单环四翼刮刀钻头，适合于松散土层中钻进；另一种钻头是滚刀钻头，适合于基岩中钻进。钻杆为气举反循环两用钻杆，钻具均设有两个空气混合室，并配备1台25m3/min的空压机和风包，泥浆反循环方式钻孔施工法见图1。

图1泥浆反循环方式钻孔施工法

表2KTY4000动力头钻机技术性能表

2.5 清孔

清孔通常可采用抽浆法、吸浆法和换浆法，本桥施工采用气举反循环换浆法。钻孔至设计标高并经检测无误后，停止钻进，将钻头提高30~50cm，利用钻机的泥浆循环系统对孔内泥浆进行置换。不断从孔底部抽出泥浆，经分离器处理后回流进孔内，并适当向孔内补充一定量的新鲜泥浆，确保孔内水头。连续清孔时间约50min，在孔内的上、中、下三个部位取出泥浆检测，各项技术指标（ 特别

是含砂率）达到要求后，清孔即告完成。

2.6 检孔

清孔结束后，拆除钻杆、钻头，移开钻机。利用深孔检测仪检测成孔质量，内容包括孔径、孔深、沉渣厚度、孔身倾斜度等指标。孔底沉渣厚度超标时，必须在灌注混凝土前，利用导管进行二次清孔。其它指标检测结果显示超标，或大范围塌孔、缩孔等，均必须扫孔重钻，必要时还要回填。只有各项指标合格后，方可进行下一步的钢筋笼安装。

2.7 钢筋笼安装

钢筋笼全116m，重87.4t。根据其结构组成特性，将其分成(12x9+8)m共13节，钢筋笼加工采用长线法施工，利用胎座辅助制作。主筋接头采用敦粗直螺纹连接器连接形式，每根主筋直接采用敦粗直螺纹连接器连接。在绑扎和焊接钢筋笼时，位移棒外护管、声测管、压浆管连接用套筒围焊同时安装，为确保不渗泥浆，位移棒采用丝扣连接，并用管子钳拧紧，与钢筋笼绑扎成整体。分节处主筋作上标记，以方便钢筋笼对接。钢筋笼分节段运至安装现场，逐节竖直，孔口对接下放。下到设计标高后，悬挂于永久钢护筒顶口固定。

2.8 水下混凝土灌注

2.8.1 首批混凝土灌注

首批混凝土灌注采用大料斗（30m3）进行灌注，并在灌注后拔球同时采用2台混凝土泵车同步进行供料，在保证首批混凝土灌注后的导管埋深大于1.5m和填充导管底部间隙需要的同时，也增大了导管的埋深系数。

2.8.2 正常混凝土灌注

首批混凝土灌注完毕后，拆除大料斗，安装4m3小料斗，通过溜槽采用2辆混凝土罐车同时直接灌注，以加快混凝土灌注速度。混凝土灌注过程中，控制好孔内泥浆面始终高出孔外的水位2m以上。将钢筋笼顶主筋与护筒焊接连接，防止钢筋笼骨架上浮。混凝土在灌注至两个荷载箱位置时，应减慢灌注的速度。混凝土灌注至设计标高拔出最后一节导管时应使导管内混凝土充满，并缓慢拔出，以免桩内夹入泥芯或形成空洞。由于桩径较大，浮浆可能较厚，为保证整桩质量，将混凝土面浇筑标高定为高出设计标高1m。

在灌注将近结束时，核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。

2.8.3 混凝土面测量

混凝土面测量采用测深锤法，用测绳悬挂测锤进行。测绳选择质轻、拉力强、不变形的专业厂家生产的测绳。测绳的刻度在使用前应用钢尺进行校核。测锤采用圆锥形，材质为C30混凝土，重8kg。

混凝土灌注过程中沿钻孔桩四周布置四个观测点，设4个有经验的技术人员同时测量测量混凝土面标高，4个人同时计算并记录在混凝土灌注台帐中。每次测量结果4个人必须进行相互校核，确保正确计算导管在混凝土内的埋置深度，确保导管的埋置深度不小于5m，最多不超过10m。测量次数不少于所使用导管节数，应在每次起升导管前，测量一次管内外混凝土面高度，并绘制混凝土灌入量与孔内混凝土面升高量的过程曲线，用以分析扩孔率。遇到异常情况应增加测量次数，同时观察翻水情况，以正确分析和判断孔内的情况。

3 结束语

绍嘉通道3.8m大直径超长钻孔灌注桩试桩桩身检测达到了A类桩的标准，本试验桩重难点是52m护筒下沉、钻孔以及混凝土灌注。施工实践表明，本桥所用的钻孔施工方法正确，机械设备配置合理，各项经济技术指标控制适当，为同类大直径超长桩施工提供了参考。

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