海上大直径钻孔灌注桩施工探讨

收稿日期))5

作者简介刘启蛟(6)),男,山东齐河人,工程师。

海上大直径钻孔灌注桩施工探讨

刘启蛟1

,王颖川

2

(1.济南铁路局建管处,山东济南

250001;2.铁道战备舟桥处,山东齐河251100)

摘要:对青岛海湾大桥试桩专题中海上大直径钻孔桩的钻孔、海水泥浆应用、高性能混凝土灌注等施工工艺进行了探讨。

关键词:大直径钻孔桩;施工;海水泥浆;高性能混凝土

中图分类号:U445.55

文献标识码:B

D iscu ssi on on the constructi on of sea l arge-d i am eter bored p ile

LIU Q i-ji ao 1

,W A NG Yi ng -chuan

2

(1.J inan Ra il w ay Co n s tru ctio n and M anag e m ent Offic e ,Shando ng J i nan 250001Ch i na;2.Ra il w ay R ead ines s Zh o uqi ao Office ,Shandon g Q i h e 251100C hina)

Ab stract :The paper d iscussed so m e constructi on techno-l ogy i n clud i ng the drilli ng of sea large -d ia m eter bored p ile ,the app licati on of sea water sl u rr y ,the pou ri ng of

h i gh -perf or mance concr ete i n Qingdao Bay Bri dge test

p ile p r ojec.t

K ey word s :lar ge -d i a meter bor ed p ile ;

c on str u ction ;

sea water s l urr y ;h i gh-perf or m ance concrete

1概述

青岛海湾大桥位于胶州湾内湾中北部,是连接青岛、黄岛、红岛的跨海大桥工程,工程全长3514k m,海上段长度26175k m 。主体基础全部为钻孔灌注桩基础。试桩专题中8#桩施工环境受潮汐影响比较大,高潮时平均海水标高1196m,低潮较厚时海水平均标高为-2114m ,桩位区分布广泛的角砾岩、泥岩等软岩且上面分布较厚的淤泥、砂层、粘土等。

8#桩桩径为2500mm ,桩长为59m ,为海中大直径钻孔桩施工,在施工中采用了钢护筒、海水泥浆护壁、压力平衡钻进等施工工艺。

2工程地质

地质特点:桥位区分布较广的是角砾岩与泥岩等软岩,各地质分布见图1

。

图1地质分布图

3施工工艺及设备选择

(1)根据地质资料、现场环境、结合试桩的设计和设备等因素,钻孔桩采用回转钻进、气举反循环出渣为主的钻孔工艺,水上自动拌和船搅拌混凝土,泵送水下混凝土灌注工艺;(2)成孔设备的选择。根据桥位区的地质情况、桩径设计及钻孔要求的扭距,选用洛阳九久生产的KP3000型钻机,配高强度抗扭气举钻杆、牙轮滚刀钻头、8t 钻头配重。

4施工工艺

4.1钻孔平台

4.1.1钻孔平台结构

本钻孔桩位于海中,为满足钻孔需要,需搭设钻孔平台,根据桩位区的环境,平台采用钢管桩平台,采用580c m 、D =10mm 钢管桩,平台尺寸14m @12m ,钢管桩间平联和剪刀撑采用[25a 型钢,桩顶承重梁为6型钢,分配梁为3型钢,平台面板采用D=钢板,四周栏杆与扶手采用55钢管,结构形式见图。

)

):2009120:197H 0H 010mm 4m m 212

图2平台结构图

4.1.2钻孔平台施工要求

(1)平台顶标高高出最高水位2m;(2)因海上风浪较大,平台侧需设置靠船桩,平台上需焊接牢固的护栏。

4.2护筒埋设

(1)由于护筒较长、海上风浪大、涨落潮时流速较大,所以护筒埋设采用双层导向架进行导向定位。一般在平潮时刻施工,采用TZ135震动锤震动下沉,护筒接长现场进行,护筒接缝采用V型坡口,接头处应焊接加强板,焊接时应对称进行。护筒直径280c m,壁厚26m m根据桩位区的地质,为保证钻孔正常进行,单根护筒长2017m,入土12m左右。

(2)护筒施工要求:护筒中心与桩位中心,允许偏差为50mm,倾斜不大于1%;护筒安装不变形,护筒长度不够时,分节接长,连接处护筒内无突出物,并且要耐压、拉,不漏水;护筒高度要高出最高施工水位210m,并采取稳定护筒内水头的措施。

4.3成孔施工

4.3.1海水泥浆

施工地区淡水资源缺乏,年降水量少,因大部分工程桩位于海中,淡水供应非常困难,所以钻孔泥浆拟实验采用海水配置,钻孔采用反循环回转钻机,气举反循环法直接把护筒内的钻渣抽出孔外。

泥浆循环系统由制浆系统、钻机、泥浆池和泥浆净化器组成,泥浆循环系统流程如图3所示。

施工区域海水水质类型为CL-Na型水,

海水对

图3泥浆循环系统流程图

混凝土结构中钢筋(长期浸水)具有弱腐蚀性,对钢结构具有中等腐蚀性。为避免泥浆与海水产生凝絮作用,由于海水中Cl-、Mg2+、Ca2+含量高,仅采用常用的膨润土制作,泥浆悬浮功能差,出渣困难,钻进效率受到制约,甚至不能很好地起到护壁作用。经过反复实验及结合杭州湾跨海桥等工程一些经验,研制出高性能的复合泥浆,即采用不分散、低固相、高粘度且对海水无凝絮作用的P HP泥浆。泥浆配合比如表1所示:

表1泥浆配合比

配合比

海水

(L)

钠基膨润土

(kg)

纯碱(N a

2

C O

3

)

(kg)

P AC

(kg)基准配合比101150100501003 3泥浆用量665

)

3

)

山东交通科技2010年第2期

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