積石峡水电站黄河大桥钻孔灌注桩施工技术.docVIP

积石峡水电站对外公路黄河大桥 钻孔灌注桩施工技术 曹双利1 安世德2 （1黄河上游水电开发有限责任公司 2青海禹天监理咨询有限公司 西宁 810008） 【摘要】由于在亚粘土填土层、强风化含砾粉砂岩、碎石、块石、亚粘土较多的第四系全新统坡积层等地质条件下钻孔成桩时极易缩径、塌孔、斜孔、溶洞等工程恶性缺陷，本文结合工程实际，通过及时采取调整泥浆比重、补焊钻头确保其直径要求、回填片石（或卵石）法处理斜孔、灌注砂浆法处理溶洞、对不同地层采用不同的钻进速度等切实可行的技术措施和施工工艺，保证钻孔桩质量符合要求，促使后续各工序顺利衔接，着重介绍了钻孔过程中的一些做法和经验。 【关键词】 钻孔 施工技术 正向重力式冲击钻机成孔灌注桩作为一种成熟的桩基施工工艺已被广泛采用，但在实际施工过程中，往往由于针对不同地质情况所采用的工艺及控制指标掌握不准，尤其在碰到亚粘土填土层、强风化含砾粉砂岩、含碎石、块石、亚粘土较多的第四系全新统坡积层等地质条件时，容易出现扩孔系数大、缩径、塌孔、斜孔、溶洞等问题，造成一次性成孔率低、工效不高，甚至影响成桩质量。 1.桥梁工程概况 积石峡水电站对外公路黄河大桥位于积石峡水电站大坝下游的黄河上，桥梁起点桩号为K0+015，终点桩号为K0+157.253，桥梁总长142.253米，桥梁孔径布置为36+63+28米连续刚构+1×8米T形组合梁，桥面宽度14米，设计荷载为汽-80级和挂-300级。横截面为单箱单室箱形截面，根部梁高4.0米，跨中梁高为2米，从距墩中心3米处到跨中按1.8次抛物线变化。箱梁顶板宽14米，底板宽7.0米，翼缘板悬臂长为3.5米，全桥仅O号块及边跨端部设置横隔板。上部结构采用三向预应力体系。 桥梁下部构造：左岸O号桥台为桩基础配盖梁式轻型桥台，其中桩基础为4根直径D=1.4米的钻孔灌注桩；1号、2号主墩采用双薄壁空心墩，桥墩高21.0米，墩壁厚50厘米或75厘米，桥墩横向与箱梁底部同宽为7.0米，顺桥向尺寸总宽为6.0米，每片壁厚宽2.0米，间距2.0米。承台尺寸为8.0×7.5×3.0米，每个承台下设置4根D=2.0米钻孔灌注桩；3号过渡墩为柱桩配盖梁，其中3根D=1.4米钻孔灌注桩用系梁联结；右岸4号桥台为柱桩埋置式桥台，其中盖梁下设8根D=1.2米钻孔灌注桩。全桥总计23根钻孔灌注桩，其中除1号主墩桩基为嵌岩桩外，其余均为摩擦桩。 从设计地质情况看，左岸0号桥台0.00～12.00米为填土层，成分以亚粘土为主，含10～20﹪的碎石，18.00～21.00米为强风化含砾粉砂岩，21.00米以下为弱风化含砾粉砂岩；1号主墩为弱风化泥质粉砂岩；2号主墩以强风化泥质粉砂岩为主；3号过渡墩0.00～8.00米为填土层，8.00～16.00米为第四系全新统的坡积层，成分以块石、碎石为主占50～80﹪，亚粘土占20～50﹪，16.00～21.00米为强风化含砾粉砂岩，21.00米以下为弱风化含砾粉砂岩；右岸4号桥台0.00～6.00米为填土层，成分以亚粘土为主，含碎石10～30﹪，6.00～18.00米为第四系全新统的坡积层，成分以块石、碎石为主占50～80﹪，亚粘土占20～50﹪，18.00～22.00米为强风化含砾粉砂岩，22.00米以下为弱风化含砾粉砂岩，全桥各桩基部位地质较为复杂。 2.桥梁钻孔平面布置 根据本桥的桥址和桩位的特点，以及工期要求，选用了4台钻孔设备。在钻孔施工中，遵循了以下几项施工原则： 1、相邻两孔不得同时钻孔作业，以防止发生串孔或塌孔现象； 2、对于同时作业的两台钻机，尽量增大两钻机的施工距离。 本桥钻孔平面布置示意图如下：（以1号主墩群桩钻孔为例） 3.机械选型及配套设施 根据本桥地质条件多为亚粘土、含砾粉砂岩、泥质粉砂岩，考虑各地层强度变化大、钻进难度大、桩基多为摩擦桩且桩长较长，经经济论证选用了正向重力式冲击钻进成孔。选用钻机型号为GJD-40H型冲击钻孔机，钻机由简易钻架、冲击钻头（亦称冲锤）、转向装置、护筒、泥浆泵以及3~5T的双筒卷扬机（带离合器）等组成。钻机主要技术参数：钻孔最大直径2.0m、钻孔最大深度50m、冲程1.0~10m、钻进速度（亦称冲击频率）0~30次/min、卷扬提升力为39.2KN、驱动功率为63KW。该套钻孔设备的特点是：设备构造简单、适用范围广、操作方便、所成孔壁比较坚实稳定、塌孔少、不受施工场地限制、无噪声和振动影响等。本桥桩径有三种即2.0m、1.4m和1.2m，故采用直径分别为2.02m的五翼钻头、1.42m的十字钻头和 1.22的十字钻头。 4.施工处理措施及工艺 4.1施工准备 由于地势较陡、地形落差大，钻孔施工平台工作面较为狭窄。在钻机就位前，采用回填或筑岛围堰法，