苏通长江公路大桥辅桥工程D1标主墩钻孔桩施工技术总结1.工程简介1.1工程概况苏通大桥由跨江大桥和南北接线组成，跨江大桥包括主桥、辅桥和南北引桥，其中辅桥为主跨268m 的预应力混凝土连续刚构。

D1合同段辅桥工程包括140+268+140m 预应力混凝土连续刚构桥和5×75m 混凝土连续梁桥的基础工程。

78＃、79#主墩均采用42根D2.5～2.8m 变直径钻孔灌注摩擦桩基础，呈梅花形布置。

桩底标高分别为-106m 和-117 m ，桩顶标高为-4.0m ，桩长分别为102m 和113m,变截面高程分别为-35.6m 和-34.2m 。

具体桩位布置如图1所示。

钻孔桩施工从2004年9月25日开始到2005年2月5日结束，共计施工131天。

由于严格施工工艺，严肃施工纪律，经河海大学超声波检测，主墩84根钻孔桩均达到Ⅰ类优质桩的标准。

1.2工程地质78#墩处地层沉积韵律较明显，从上至下依次分布的大致层位为：全新统地层（Q4）北主墩(南主墩）基础侧面北主墩(南主墩）基础立面图1 主墩桩位布置图③～④工程地质层的淤泥质亚粘土、亚粘土及亚粘土夹粉砂；上更新统地层（Q3）⑤2粉细砂、⑥1中粗砾砂、⑥2粉细砂、⑦粉细砂、⑧1中粗砾砂、⑧2粉细砂。

79#墩处地层沉积韵律也较明显，从上至下依次分布的大致层位为：全新统地层（Q4）③～④工程地质层的淤泥质亚粘土、亚粘土及亚粘土夹粉砂；上更新统地层（Q3）⑤2粉细砂、⑥1中粗砾砂、⑥2粉细砂、⑦粉细砂、⑧1中粗砾砂、⑧2粉细砂；中更新统地层（Q2）⑨粘土及亚粘土、⑩粉细砂、(11)亚粘土及粘土、(12)粉细砂、(13)粘土及亚粘土。

1.3气候条件苏通大桥位于长江下游南通河段，临近长江入海口，地处中纬度地带，属北亚热带南部湿润季风气候，季风环流是支配境内气候的主要因素，气候有别于内陆地区，又有别于海洋性气候。

气候温和，四季分明，雨水充沛。

桥位处极端最高气温42.2℃，极端最低气温-12.7℃，最高月平均气温30.1℃，最低月平均气温-0.2℃。

受季风气候影响，桥位地区冬半年盛行西北风，夏半年以东南风为主，全年以偏东风出现频率最高。

桥址处受多种天气系统的影响，天气气候复杂，灾难性天气频繁，强对流天气特别是台风、龙卷风、强风出现的频率较内地明显增多，对工程影响较大的不良天气主要有：暴雨、连阴雨、雷暴、台风、龙卷风、霜冻、大风、大雪、雾等。

2.钻孔桩施工总体方案采用打桩船及浮吊建立施工平台，在平台上安装导向架，利用280t浮吊配合APE400B型液压震动锤插打钢护筒。

钢护筒内径为φ2.8m，壁厚δ=20mm，长为42.3m 和40.6m。

78#墩采用3台DL-180型压风机配合2台ZSD3000和一台KP3500型全液压旋转钻机，气举反循环成孔；79#墩采用3台DL-180型压风机配合3台KPG-3000A型全液压旋转钻机，气举反循环成孔。

研配优质P.H.P复合泥浆护壁，采用ZX-250型泥浆分离器分离钻碴，成孔后采用CDJ超声波大孔径检测仪验孔。

钢筋笼在生产区下料加工，在专用长线胎模上整体制作成型，分节段经栈桥码头下河，装船运到墩位，在其他已扫孔的钢护筒中将三节钢筋笼接长为一整节，利用1200t ·m 动臂塔吊下钢筋笼，钢筋笼主筋采用直螺纹机械接头连结。

桩身混凝土采用直升导管法灌注，混凝土由施工平台上的DHK 混凝土工厂生产，通过输送泵管拔球灌注。

在每个墩42根桩灌注完毕并通过桩的整体性检测后进行桩底压浆，压浆实行压浆量与压力双控，以压浆量（水泥用量）控制为主，注浆压力控制为辅。

根据设计要求尚需对桩身进行抽样钻芯检测和对注浆效果进行CT 检测。

3.具体施工方法3.1钢护筒插打（1）测量定位，然后将定位点引到平台分块梁上，摆放临时导向架，临时导向架对角设置有四个螺旋顶，用来调节护筒平面位置。

导向架根据平台尺寸设计，临时导向架如图2所示。

（2）护筒由厂家分节制作，进场后进行质量验收，合格后方可插打。

护筒分两节插打，先用280t 吊船配合APE400B 型液压振动打桩锤插打底节钢护筒；再用ZSL34300塔吊接高顶节钢护筒，并利用APE400B 型液压振动打桩锤将钢护筒打至设计标高图2 导向架结构图-35.6m/-34.2m，钢护筒垂直度控制在1/200以内。

（3）护筒插打平均2根/天，高峰期4根/天。

垂直度、标高均达到设计要求。

结果显示，利用平面导向架和振动打桩锤的自重导向也能保证钢护筒的插打精度要求。

3.2成孔方法（1）钻机选择：主墩为D2.5～2.8m变直径钻孔灌注摩擦桩，地层主要为砂质土，考虑扭距、桩长和桩径，选用KP-3500、ZSD3000、KPG-3000A型钻机及2.5m刮刀钻头。

（2）成孔：采用旋转钻机和刮刀钻头气举反循环钻孔，我们采用先在2.5m的钻头上加钢丝刷，在护筒内进行扫孔。

当扫至护筒底口时，提出钻头，抽掉钢丝刷，排出钻渣后用优质P.H.P复合泥浆进行换浆，然后再下钻一直钻至标高。

3.3泥浆拌制（1）基浆拌制先将一定量的水加入制浆机中，再按比例加入膨润土和纯碱，膨润土泥粉、纯碱和水在制浆机中充分搅拌，使膨润土颗粒充分分散，制成基浆。

然后在储浆池中存放24小时，使膨润土颗粒都充分膨胀再投入使用。

（2）PHP鲜浆的拌制①将PAM（100）置于清水（6000）中浸泡1天；②同时加入烧碱（NaOH）在搅拌筒中搅拌以促溶，NaOH用量约为PAM的10%左右；③停置2～3天，使PAM分子有效地分散于水中，形成PHP浓液；④将PHP（60%～70%）的浓液加入到浓基浆中，经高压反复喷射混合，形成PHP 新鲜浓泥浆。

（3）泥浆配比水：膨润土：羟甲基纤维素：聚丙烯酰胺絮状剂：碳酸钠=1：0.08：0.001：0.000012：0.0024（4）泥浆指标如表1所示。

泥浆指标表13.4泥浆循环和净化钻孔泥浆我们采用集中拌制、集中供应、集中净化的方式进行，在搭设整个施工平台的过程中，我们已将泥浆循环系统的管路布置在支承桩上平联上。

（1）造浆系统设在上游的工作平台上，共设置四台拌浆机。

拌浆机拌制的泥浆经管路传送到泥浆船上的储浆池中。

（2）在主墩平台上游侧停靠一条1500t的泥浆船，在上游工作平台上布置三个4mX5mX1.5m的泥浆箱。

钻孔平台上布置钻孔泥浆进出循环系统和钻孔供风系统，系统共分三个区域，每个区域负责两排桩施工，每个区域有三条管路，分别为：出浆管路1（清孔时）；回浆管路2（兼作灌注砼时的溢浆管路）；供风管3。

（3）在钻孔施工过程中泥浆的净化我们采用机械强制净化方法。

平台上共布置6台ZX-250型泥浆分离器，每台钻机配2台ZX-250型泥浆分离器。

将钻机排渣管与伸出平台顶的出浆管接口相连，通过出浆管将带钻渣的泥浆打入泥浆预筛设施上，过滤除粒径大于1.5毫米的钻渣颗粒，再通过阀门调节流量，均衡分配至两台ZX-250型泥浆净化器上进行最终处理，分离出的钻渣通过溜槽排放到靠在平台边的接渣船上。

（4）每个泥浆箱设置一个出浆口，出浆口与回浆管路相连接，经泥浆分离器净化处理后的泥浆打入平台上的泥浆箱内，再通过回浆管路流回孔内。

若需补浆，用泥浆泵从泥浆船上向回浆管内打入新鲜泥浆进行补浆。

（5）灌注钻孔桩水下砼时，打开回浆管路通向泥浆船的阀门，护筒内泥浆通过管路回流至泥浆船上。

（6）泥浆循环系统如图3所示。

3.5钻孔过程钻孔桩工艺流程：打桩船插打平台支撑桩→施工平台建立→安装动臂塔吊和混凝土工厂→插打钢护筒→安装钻孔设备→钻孔施工→清孔→拆除钻具→检孔→安装钢筋笼、导管→二次清孔→填充水下混凝土→桩身混凝土质量检查→桩底压浆→注浆效果CT检测。

我们的钻孔桩施工顺序及采取的技术措施如下所述。

（1）测量定位，摆放临时导向，分两节插打φ2.8m钢护筒；（2）安装钻机使其底座平稳、水平、钻架竖直，且保持钻机顶部的滑轮槽、钻头、桩位中心在一铅垂线上，以保证钻孔垂直度。

孔口处钻杆中心与桩位中心水平对齐偏差在2cm以内。

我们检验合格后进行扫孔至设计护筒底标高，测出钻机盘顶标高并以此为基准进行成孔的孔底高程控制。

（3）压入PHP鲜浆，排出钻渣进行换浆，提钻后抽出钢丝刷，进行护筒底口环测，找出护筒底口中心点并在护筒上口做出标记以便于第二次钻机就位；（4）第二次下钻钻孔，并在钻进过程中经常用水平尺检查钻机的水平度和钻架的垂直度，确保成孔的垂直度＜1/200；（5）开钻时特别是在出护筒时我们以低档慢速空气反循环钻进，进尺速度为1.5～2.5m/h、钻压为100～150t、转速为10～20rpm。

钻孔过程中坚持减压钻进，保持重锤导向作用，保证成孔垂直度。

（6）正常钻进时我们参考地质资料掌握土层的变化情况，及时捞取钻渣取样，判断土层，记入钻孔记录表，并与地质资料核对，根据核对判定的土层及时调整钻机的转速、钻压及进尺速度。

钻机在不同的地层中应选择不同的钻压和钻进速度，不同地层的钻进参数如表2所示。

不同地层钻进参数表表2（7）钻孔作业连续进行，在钻孔过程中，泥浆从孔中排出后采用ZX-250型泥浆净化装置净化然后循环使用。

钻孔过程中我们经常对泥浆指标进行抽检试验，不符合要求时及时调整。

拌浆施工过程中我们每拌制400m3检测一次，正常钻孔过程中按每2小时一次对出浆口和进浆口的泥浆进行抽检，对泥浆的比重、粘度、含砂率及PH值进行检测并及时记录。

（8）孔内水头始终保持在水位线以上2.5～3.5m，并根据潮汐进行调整以加强护壁，防止塌孔。

（9）我们在因故障停钻时，及时把钻头提起，防止发生埋钻现象。

在接长钻杆时，我们先停止钻进，将钻具提离孔底8～10cm，维持泥浆循环5分钟以上，以清除孔底沉渣并将管道内的钻渣携出排净。

钻杆连接螺栓拧紧上牢，认真检查密封圈，防止钻杆接头漏水漏气，使反循环无法正常工作。

（10）在钻进过程中遇到孔底有异物时，钻机会出现跳钻的现象。

这时我们降低转盘的转速，并提高钻头30ｃｍ左右，再缓慢下钻，将异物卡在钻头的间隙中。

3.6清孔及检测当我们钻孔至设计高程后进行清孔，将孔底的钻渣及其沉淀物清除掉，减少孔底沉淀厚度，保证钻孔桩的承载力。

清孔时利用钻机的泥浆循环系统，通过反循环进行换浆。

即将钻头提高距孔底10～15cm，钻头低速空转，持续吸渣换浆直到排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近为止。

泥浆指标达到相对密度1.06～1.10，粘度20～24s，含砂率＜0.5％，以确保灌注水下混凝土前沉碴不超过容许值。

吸碴换浆时我们及时向孔内注入新鲜泥浆，保持孔内水位，避免塌孔。

清孔后我们测量沉碴厚度和泥浆指标，及时记录。

当泥浆的各项指标均达到要求（一次清孔结束），我们通知监理，经同意后拆除钻机钻杆。

测定孔深，沉碴厚度满足设计及规范要求后，报请监理。