浅海地区大直径深桩基施工技术

桥粱浅海地区大直径深桩基施工技术吕秀华(中铁十六局集团第五工程有限公司，河北唐山064000)摘要：介绍浅海地区的纳潮河特大桥大直径深桩基的施工过程。

施工中采取冲击钻与正循环钻机组合成孔的施工方法．解决了上硬下软地质特点的成孔难题；冲击钻冲孔后安装临时长钢护筒并返填黏土的方法解决了地层上部水头失稳易塌孔的施工难题；采用安装滤沙器、并联2台泥浆泵的清孔方法，快速降低了含砂率，加快了清孔速度。

施工中采取的具有针对性的措施，确保了桩基的施工质量和施工进度。

取得了良好的效果。

关键词：大直径钻孔灌注桩；深桩；施工中图分类号：U443．15文献标识码：B文章编号：1004—2954(2012)06—0066—04C ons t r uct i on T echnol ogy ofD eep P i l e w i t h B i g D i am et er i n N er i t i c A r eaL V X i u—hua(Th e5t h E ng i nee r i ng C o．，L t d．，C hi na R ai l w ay16t h B u r ea u G r oup，Tangs han064000．C hi na)A bs t r act：T hi s ar t i cl e i nt r oduce s t he cons t r uct i on proc es s of deep pi l e w i t h bi g di am et er of N aeh ao R i ve rB ri dge i n ner i t i c ar ea．D ur i ng c onst r uc t i on，pe r cuss i on dr il l and nor m a l ci r c ul a t i on r ot a r y dr il l w e r ea ppl i ed t oget he r t o sol ve t he ge ol ogi ca l pr ob l em w hi ch i s har d i n upp er l aye r s and i s s o f t i n bel ow l ayer s；t em p or ar y l ong st eel ca s i ng w as i nst a l l ed a nd cl ay s oil w as r ef i l l ed af t er t he dr i l l i ng of per cus si on dr il l s o as t oso]ve t he cons t r uct i on pr oh l em of col l a ps e cau s ed by i nst ab i l i t y of w at er head at upp er st r at a；sa ndf il t er and t w o par al l el conn ect ed m ud pum ps w er e set up f or hol e cl eani ng，w h i ch dec re a se t he s an dper c ent a g e qui ckl y，and i nc r ea s e t he c l ea ni ng s peed．I n c onc l us i on，t he se t a r ge t e d m eas u r es a r e he l pful t o e n s ur e cons t r uct i on qual i t y a nd cons t r uct i on s ch edu l e of pi l e f o undat i on，an d t he ef f ect s ar e good．K ey w o r ds：c a st-i n-s i t u bored pi l e w i t h bi g di am et er；deep pi l e；const r uct i on1工程概况纳潮河特大桥位于曹妃甸港区连接工业区与陆域的一号路上，长1700m，主桥采用(80+128+80)m三跨预应力混凝土部分斜拉桥。

基础采用钻孔灌注桩，主墩桩径乖2．2m，桩长101m。

地层上部为人工抛填山皮石，石块粒径2—100cm，含量50％一70％，层厚约8m；地层下部以砂性土为主，总厚度大于130m。

施收稿日期：20l l一1l—15作者简介：吕秀华(1964--)，女，高级工程师，1989年毕业于石家庄铁道学院，工学学士。

[4】[5】[6][7]66工现场地下水活跃，水位高程在2．6～3m，并通过填石路基问的空隙与纳潮河海水相连通。

2工程特点及难点2．1地层上硬下软。

单一钻机无法成孔地层上部为既有路的填石路基(图1)，厚度约8m．下部地层以砂性土为主，对比各种成孔方法及适用范围(表1)。

单一的成孑L方法在该地质条件下无法实施。

通过表l可以确定，地层上部8m的填石路基只有采用冲击钻才能成孔，对于下部的砂性土地层，只有正反循环钻机的钻孔深度能够满足施工需要，而反¨¨“●”●“椰●“●“舢舢舢舢●H◆◆．．◆．．◆m◆●-●◆p◆悻◆．◆峙●-◆¨●_◆41"_-●●_，●m◆◆◆¨●‘忡中华人民共和国铁道部．TB l062l一2009高速铁路设计规范(试行)[s]．北京：中囤铁道出版社。

2009．中华人民共和国铁道部．TB l0002．3—2005铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范[s】．北京：中倒铁道出版社．2005．丁文胜，吕志涛，孟少平，刘钊．混凝土收缩徐变预测模型的分析比较[J]．桥梁建漫。

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铁道标准设计，2009(9)：92—94．铁道标准设计R A I LW A Y ST A N D A R D D E SI G N2012(6)吕秀华一浅海地区大直径深桩基施工技术循环钻成孑L的泥浆护壁质量较正循环差，综合考虑采用正循环钻机成孔。

图1开挖基槽揭示的地质情况桥粱2．2地下水水位高。

且水位随海水涨落潮变化。

上部地层自稳性差易塌孔地下水水位高，地下水水位在2．6～3m，且由于既有路路基填筑采用山皮石，孑L隙率大，地下水通过空隙与海水相连，水位随海水涨落潮而变化。

受海水涨落潮的影响，泥浆护壁易剥落，造成孑L内水头失稳，易塌孔。

2．3桩径大、桩长长桩径2．2m，钻孔深度101m，有效桩长90m，属超长桩。

表1各种钻【挖)孔方法适用范围2．4泥浆中含砂率高，清孔难度大地层下部地质以砂性土为主，在钻孑L过程中泥浆的含砂量大，增加了清孑L的难度。

常规的清孔方法就是通过泥浆泵循环，将孔内的泥浆排人泥浆池，砂在泥浆池内沉淀，剩余部分泥浆重新循环人孔内。

常规的清孔方法无法快速降低含砂率，只有采取特殊的方法才能快速清孔，确保质量。

3施工工艺针对上述工程特点和难点，为确保大直径深桩基的施工质量及施工安全，采取了如下具有针对性的措施。

(1)针对上硬下软的地质特点，采用冲击钻与正循环钻机组合成孑L的施工方法，解决了桩基成孔的施工难题，即冲击钻冲孑L穿透填石路基后，正循环钻机就位钻孔至孔底高程。

(2)冲击钻冲孔结束后，安装临时长钢护筒并返填黏土。

临时长钢护筒长度10m，直径较桩径大30cm，以利于正循环钻机钻孔，其刚度大，稳定性好的特点，能够将易坍塌的山皮石支撑稳定，同时黏土能够将山皮石间的空隙填充密实，有效地解决了水头失稳易坍孔的难题。

(3)将2台泥浆泵(图2)并联，加快泥浆循环速度，安装滤沙器(图3)，快速降低泥浆含砂率，加快清孔速度的同时，确保了施工质量。

铁道标准设计R A I L W A Y ST A N D A R D D E SI G N2012(6)图2双泥浆泵清孔图3降低含砂率的滤砂器桩基成孔工艺原理见图4，桩基施工工艺流程见图5。

图4桩基成孔原理(单位：m4关键工艺及其质量控制4．1冲击钻成孔4．1．1临时护筒埋设临时护筒加工时内径比桩径大30cm，连接处护筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。

高度宜高出地面67桥梁吕秀华一浅海地区大直径深桩基施工技术场地清理丽瓣吐孚丽．堂些产制备泥浆冲击钻就位．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一冲击钻成孔．．．．．．．．．．．．．．．1．．．．．．．．．．一临时加；虽F ，筒下设验收及叫填临时护筒测量复核循环钻就位]蓝二]—玉面成扎检查清孔捡测混凝土搅拌运输灌注混凝七成拼椅测泥浆运输至指定地点泥浆运输至指定地点图5桩基施工工艺流程30cm 。

护筒平面位置偏差不大于5cm ，倾斜度不大于l ％，将护筒下50cm 范围内填筑黏性土并夯实，护筒周围同样用黏性土夯填，在换填时应对称均匀回填，防止在回填过程中护筒发生偏移。

护筒埋设前对桩位进行测定，在钻进过程中经常检查护筒位置。

4．1．2钻机就位与冲孔冲击钻的就位与冲孔与普通成桩一致，但在冲孔穿透填石路基后，将孑L 内冲孑L 时的碎石渣清除，便于循环钻施工。

当孑L 内石渣清除后，及时安装临时长护筒。

临时长护筒安装结束后，再用优质黏土回填至孔口，防止周围桩基施工时振动导致塌孔。

4．2循环钻机成孔4．2．1泥浆的制作由于单桩成桩周期较长，钻孑L 深度较深，必须采取优质泥浆以保持孔壁的稳定性。

根据经验。

施工中采用优质红黏土人工造浆结合原土造浆。

循环钻在正常钻进时，不同的地质情况所用的泥浆指标足不一样的，主要泥浆控制指标见表2。

表2泥浆控制指标4．2．2钻进(1)开始钻进时，进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低挡慢速钻进，使刃脚处有坚田的泥皮护壁。

钻至刃脚下1I l l 后。

可按土质情况以正常速度钻进。

如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入黏土，再放下钻锥倒转，使泥浆挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳定泥浆继续钻进。

(2)在黏质土中钻进，由于泥浆黏性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻。

宜中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。

(3)在砂类土或软土层钻进时，易塌孔。

宜控制进尺、轻压、低挡慢速、大泵量、稠泥浆钻进。

在低液限黏土或卵、砾石夹土层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动、蹩钻、钻杆摆动加大和钻锥偏斜等现象，易使钻机因超负荷而损坏。