某黃河大橋泥漿護(hù)壁成孔技術(shù)

xx大橋油田泥漿護(hù)壁成孔技術(shù)1引言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公路和鐵路橋梁建設(shè)中鉆孔樁的長度和樁徑越來越大，大家對成孔的鉆機和鉆具變化注意較多，而對鉆孔護(hù)壁的技術(shù)研究較少。沒有高效可靠的護(hù)壁液將不能保證鉆孔樁穿越極為復(fù)雜的覆蓋層的孔壁穩(wěn)定，也不能提高鉆速和確保成孔的質(zhì)量。在xx鐵路xx大橋的鉆孔施工中,根據(jù)大橋不通航，無法使用水上設(shè)備的特點，采取水中圍堰筑島，粘土泥漿護(hù)壁鉆孔，由于覆蓋層為較厚的淤泥和粉砂層，在試鉆中連續(xù)有兩根樁塌孔，試用了很多常規(guī)方法都不見成效。后改進(jìn)鉆進(jìn)方法和運用油田泥漿護(hù)壁成孔，避免了長鋼護(hù)筒的打設(shè)，取得了無一塌孔的效果,為完善鉆孔樁在淤泥和粉砂層的不良地質(zhì)的成孔工藝有借鑒作用。2工程概況xx鐵路南延段續(xù)建工程xx大橋全長303.7m，平坡直線，結(jié)構(gòu)類型為12-24m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋?？缭絰x和越河兩河。主體下部1#～11#墩均為鋼筋混凝土圓形橋墩，墩高2.0m～9.0m，袁臺和淮臺為耳墻式橋臺。墩臺均為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑Φ1.0m，共54根，最大樁長為28m，共計1402m。袁臺、淮臺、5#墩、6#墩位于岸上，1#～4#、7#～11#墩承臺均在河床以下，其中2#墩承臺底標(biāo)高1.59m，水面標(biāo)高為9.20m，最大水深6.6m，施工難度較大。xx大橋布置見“圖一”。3施工方法圖一xx大橋原施工設(shè)計方案采用草袋圍堰，由于施工時正值雨季，水位很高，廢黃河為瀉洪河流，越河水量受上游活動壩水電站影響，調(diào)節(jié)兩河的能動性均不大，加上工期緊，因此無法實施。經(jīng)過方案比較，利用中間壩堤上的土方，變更方案為水中圍堰筑島，在筑島平臺上進(jìn)行樁基及承臺施工，采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔，由兩河四岸分別向中間合攏，灌注水下混凝土成樁，在筑島平臺上預(yù)制鋼筋混凝土沉井射水下沉，封底后進(jìn)行承臺施工。3.1鉆孔方案的選擇對于位于河岸上的袁臺、淮臺、5#墩、6#墩樁基礎(chǔ)均采用常規(guī)方法施工。1#～4#，7#～11#墩樁基礎(chǔ)全在水中，雖然經(jīng)過圍堰筑島，但筑島的填料為砂粘土，透水性較強，在水面以下，土體遇水飽和，呈半流塑狀態(tài)。根據(jù)地質(zhì)資料顯示，水中鉆孔樁穿越較為復(fù)雜的覆蓋層,其中淤泥層2-4m,粉砂層10-22m。如按常規(guī)方法，在水中筑島，位于河道內(nèi)的樁基基礎(chǔ)施工，鋼護(hù)筒必須打（埋）設(shè)至河床以下0.5m左右。2#墩位處河床標(biāo)高為2.6m，據(jù)此2#墩基礎(chǔ)的鋼護(hù)筒長度需達(dá)到8.1m左右，但施工受到以下客觀條件的限制：（1）xx及越河均不通航，無法使用水上設(shè)備。（2）為保證兩河瀉洪和發(fā)電的功能，筑島體均獨立填筑設(shè)置，島體之間采用鋼管搭設(shè)的便橋連接，無法通行車輛和振動錘等機具。（3）每個筑島體面上尺寸為10m×10m，工作面較小，施工不便。引細(xì)捏（匹4寇）工期要墳求緊迫，手工程成本鉤較高?；锔饩阋虼?，經(jīng)肺研究確定厲水中墩鉆淋孔樁使用看直徑冰為肚Φ丹1.2廚m細(xì)，長度僅粗為嫌3.0藍(lán)m效的短鋼護(hù)輔筒（進(jìn)入胳水位以狂下雨1.0數(shù)m搜），以便遲于采用人淘工開挖埋哀設(shè)。但由湊于護(hù)筒埋否設(shè)深度較外淺，河床籌覆蓋層為皂淤泥和粉袍砂地質(zhì)，某在試鉆中異連續(xù)有兩齡根樁塌孔盟，試用了膽很多常規(guī)籠方法都不糧見成效，芳最后決定線采用油田到泥漿護(hù)壁具和改進(jìn)鉆諒孔方法成情孔，施工迅流程如街“不圖二腎”乳。施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備直徑為Φ60cm小鉆頭開孔直徑為Φ60cm小鉆頭開孔加入粘土和15%的42.5#水泥，鉆錐倒鉆。島面至河床下加入粘土和15%的42.5#水泥，鉆錐倒鉆。島面至河床下2m內(nèi)低檔慢速鉆進(jìn)采用油田泥漿循環(huán)采用油田泥漿循環(huán)河床2m河床2m以下正常鉆進(jìn)至標(biāo)高直徑為Φ直徑為Φ100cm大鉆頭擴孔正常鉆進(jìn)至標(biāo)高正常鉆進(jìn)至標(biāo)高探孔器探孔探孔器探孔清清孔水下混凝土灌注等水下混凝土灌注等福晉賀軟圖二發(fā)3.2弟旬主要施工全步驟揮3.2.某1際補施工準(zhǔn)備鐵（躍1攀）筑島面筍平整和布宴置：建立琴完善的凈再化循環(huán)泥顏漿系統(tǒng)，煩泥漿循環(huán)東的好壞在迅很大程度緊上影響鉆伏孔效率，巾循環(huán)系統(tǒng)柳主要包括煌：蘿A惠、祝鉆利用兩河押中間的壩共堤設(shè)置沉協(xié)淀池、制害漿池和儲重漿池；哈B袋、供哨高杰8樸m指的泥漿儲輝漿塔捐（輕20m活3鴿）；旬C數(shù)、土2X-鳴10春0揪泥漿凈化攀器，每小撥時處理泥量蹈100桂m慢3州，凈化除璃漿效率可地達(dá)糟到健90門%擁，渣料篩高分能掏力各2軋0鉛～家60t/愚h鴉（隨土層抗而定），截篩分出渣完料含水率朽小拆于朵30高%倡。設(shè)備外桑形尺面寸旨3.0沉m×2.磁2m×2紫.4孝m陣，英重客3講t??；桃飯D柴、傳測在鋼管便天橋上安裝私儲漿塔到端鉆孔樁位爛和從鉆孔鴨樁位到岸糾邊的沉淀低池和沉淀鎖池間的輸叮送管冒道已150踏m毯。罪（至2蓋）樁位測杜量：整平薦筑島面符唱合要求后除，即進(jìn)行映測量放樁眉位。殼（戲3莖）埋設(shè)護(hù)言筒：短鋼悉護(hù)筒采咐用厚5m廁m首鋼板卷制智而成，任長名3.0憤m暑，直接用肥人工挖土貓埋設(shè)，護(hù)兼筒周圍采瀉用粘土回桃填并夯實敞，嚴(yán)防護(hù)槐筒傾斜漏羊水變形，舉短鋼護(hù)筒惱傾斜偏差忍控制繼在照1虧%齊以內(nèi)，護(hù)賊筒中心偏尿差控制型在梳5c花m桐以內(nèi)。周（殖4牲）鉆機就泥位：采仔用舒GPS-賴1榜0著型正循環(huán)宏回旋轉(zhuǎn)鉆及機，控制盜鉆桿中心憂偏差虹在涌2c井m舊以內(nèi)。鉆抬機安裝穩(wěn)克固，嚴(yán)防仰鉆機鉆孔詳時傾斜或?qū)?。灣歸3.2.矩2凍帝鉆孔茂（弱1爛）小鉆頭但開孔：采養(yǎng)用直徑師為咬Φ吳60c吹m蓋的小鉆頭簡開孔，在漠島面至河瓶床駝下患2蠟m米內(nèi)低檔慢灘速鉆進(jìn)，重控制鉆速神在浮10-1兩5rad踐/mi承n愁。向孔中忠倒入粘土達(dá)和制15涉%擔(dān)的交42.5隸#供水泥的混痛合物，并稻使鉆錐倒述鉆，使膠馳泥混合物車擠入孔壁震形成堅固將的泥皮護(hù)津壁。瀉（去2垮）調(diào)制油洲田泥漿：哄油田泥漿問全稱是聚迷丙烯胺不翁分散低固忘相泥漿（屢簡丹稱井P.H.鞭H產(chǎn)）。其配遍制在泥漿萄里能使鉆攝碴處于不脊分散的絮車凝狀態(tài)易涉于被清除地去，從而蛋保持泥漿擱的不分散競低相固、擋低密度、語低粘度的蒸性能。艙A灣、油田泥顫漿的主要矮特點是：辟a丙、能提高驗鉆進(jìn)速度賠：使泥漿反的比重下男降憐到啞1.03吉-1.1選0雙，比重小泊對鉆頭所乏產(chǎn)生的阻少力小，結(jié)傭果使鉆速筆上升，機葵械效率可格提血高潑40伯%勾，成孔速士度提掌高群20揚%新。脹b熄、延長機蠶械壽命：蹤油田泥漿么循環(huán)沉淀迅凈化后，涌鉆頭切削旱的阻力減斬小，減輕睜設(shè)備的部觀件磨損。忽c頃、孔徑順寬直：使用備油田泥漿追鉆孔，由技于它固相盞含量低、淘泥漿滲漏仍少，有利母孔壁的穩(wěn)駝定，使孔裂壁順直，潮擴孔率小糟。品d卡、有效防員止孔漏和該堵漏：由圾于油田泥廁漿密度低傅、低失水啄、高礦化引、泥漿觸蟲變性能較膀強，所以孕在整個過市程中遇有申滲漏性漏料失地層亦壇能發(fā)揮防呢漏堵漏的盟作用。灣e罰、能降低縱鉆孔成本喂：油田泥濕漿采用化椒學(xué)絮凝劑緩量僅為泥干漿液反的剩0.00炕03蓬%尼，鉆孔速丑度快，加虧上泥漿的臣循環(huán)凈化辯能重復(fù)利掀用，故大則幅度地降鬼低了鉆孔娘的總成本嘗。探B邀、油田泥鴿漿的配比變：油田泥按漿的基本含原料是優(yōu)孩質(zhì)膨潤土榴。其配置宵比例為：餃水驕100k棄g級、膨潤賤土示6k哪g申～糟8k希g紫、膨潤土法質(zhì)晴量起5傳%予的碳酸鈉靠（抬Na搖2漠CO籃3煤純堿）、躺膨潤土質(zhì)幫量張0.3善%財?shù)牧u基纖醋維素?fù)瘢ㄚwC.M.炕C準(zhǔn)）和泥漿顫量款30pp揮m樣（百萬分畫之一）聚科丙烯酰胺筋水解溶液容。由于膨男潤土造漿獸率特別高節(jié)（大1僅t目可哀造蘇1桑0得～愈20m屑3宇泥漿），摧是粘土降的箭4吊～健8爽倍，所以局使腳用館P.H.禽P隊的總造價免并不高。替C危、油田泥片漿的性能錢指標(biāo)詳見葛下表。鋤油田泥漿斬性能表上項目肌相對密度鄙粘瓶度僚(禽S)居靜德膽切露力做(爐pa)爐含攀砂補仗率騰(葉%)雄酸歡堿巷寄度惡PH蜓膠體豈率憤(紙%)采失水卻率恥(元mL/3秋0m梳in)合泥塔疑皮誼訴厚煮(烤mm)斧穩(wěn)定性肆數(shù)值眼1.0寇3貧～候1.10犧1累8殃～針22在2.5炒＜溉2%絹8-10幅＞寫98重1仙4狡～舍20躍＜厲2贊＜扭0.03烈（駛3被）鉆進(jìn)：貿(mào)河辦床阿2激m現(xiàn)以下采用采小鉆頭正炊常鉆進(jìn)，丟打開泥漿犯泵破壞鉆礦頭底部土守層并浮起背鉆碴作泥男漿循環(huán)，荒鉆進(jìn)過程灰中保持孔謠內(nèi)油田泥配漿標(biāo)高，薯并經(jīng)常檢路查泥漿的艱各項性能療指標(biāo)，及派時進(jìn)行調(diào)骨整。堡3.2.芽3燈頌大鉆頭擴寫孔距小鉆頭鉆招至標(biāo)高后勒，立即換脊用直徑臣為土100c誼m霸的大鉆頭私擴孔正?？溷@進(jìn)至標(biāo)現(xiàn)高。硬3.2.禿4團顫探孔器探厭孔碎成孔后在犬下鋼筋籠栗之前采用減探孔器探撞孔，探孔維器采鏈用色姿Φ度1鼻6斃的鋼筋加潤工而成，途長度淘為角4.5則m姑，兩端呈廁錐形，直敲徑范為裹100c衰m璃。吊入孔悅內(nèi)使圓籠稼中心與鉆概孔中心符悶合，如上籍下各處均秤無攔阻，夫則說明鉆降孔直徑和俊豎直度符釣合要求，甚否則應(yīng)重殖新安裝鉆脊頭掃孔直荒至符合施捧工規(guī)范要奔求。烤3.2.捉5密博清孔釋鉆孔完成僅后還有一敗道重要工遲序是清孔崗。即要將三符合標(biāo)準(zhǔn)搖的新鮮泥蠅漿在灌注走水下混凝忠土前注入抖孔內(nèi)不小月于販3猴m賢，籍以保厭證樁尖不兔沉淀。儀3.2.律6促嫁水下混凝崖土灌注喝清孔并吊備裝鋼筋籠畢后進(jìn)行水續(xù)下混凝土蔥灌注。澆搜注水下混亦凝土所排統(tǒng)出的泥漿未再用泵打鉗回沉淀拍池管,義除渣處理立后再泵上蝦泥漿塔循番環(huán)使用。伍3.3懸誤施工注意快事項齒3.3.船1暗駁護(hù)筒內(nèi)的即靜水壓力光不小龍于粥0.02巴MP爪a擦(聲即護(hù)筒高細(xì)出筑島外梢水位不小繩于鞋2m別)妨。塊惱3.3.哄2嚴(yán)絹在孔口周呼圍不得放帆置重物或慣劇烈振動溪，避免塌考孔。棚3.3.歐3敞呼鉆機在鉆詳進(jìn)過程中開不得中途浙停頓。亮3.3.糞4歪高鉆進(jìn)中，桶對所造油苗田泥漿的很全部性能王指標(biāo)進(jìn)行射試驗，隨句時檢驗?zāi)鄰?fù)漿粘度、坦比重和含或砂率，記煉錄并控制載。乳3.3.壟5粘饒?zhí)岣吖ぷ骶靶剩s辛短成孔后貼的施工時病間。成孔夫后，立即莖進(jìn)行鋼筋三籠吊裝和腿清孔等工坊序施工，測在各項技狂術(shù)指標(biāo)符腿合設(shè)計和偉施工規(guī)范泄要求的情黑況下，進(jìn)孤行水下混滴凝土灌注業(yè)。黑4途互經(jīng)濟分析筒由于膨潤貪土的單價虧較高算（見16不0凍元露/遺t障），粘土營便宜?。ㄏ?撤0慌元宗/強t碑），所以魔常造成油沉田泥漿價句格較高。恩實際上由冊于兩者造鎖漿率相差私十分懸殊絹，所以正脂好相反，漏油田泥漿繁反而便宜辣。嘩x騾x百大橋使用飼的情況進(jìn)業(yè)行經(jīng)濟比慌較如下表澆：態(tài)（搬200機2權(quán)年價）偉油田泥漿舊與粘土泥婦漿經(jīng)濟比賄較一覽表織項長率膜目扛油田泥漿輝粘土泥漿緊計劃泥漿委量性（癥m刊3艦）桂1890淺1890矮造漿率瞧（莖m塑3厭/絨噸）腥15斷2伏回收利用模泥漿潮（室m眼3釋）富1134狂756亡實際耗用枯泥漿旁（頌m陷3?。┥?56艇1134榜人工費（妻萬元）藏4甘6糟材料費（奸萬元）忍1.1勝2默設(shè)備費（投萬元）飄5蝶8率費用合計慮（萬元）偏10.1畫16辮注：計劃再泥漿量寒：躍5無4竭根恐×25m付3書×1.4愁=189鵲0m窮3眉；容油田泥漿繁回收率匠：哲0.吹6箭；粘土泥陸漿回收率權(quán)：露0.對4俗；付回收利用拜泥雁漿銀=鋪計劃泥漿若量資×哨回收率；矛實際耗用電泥犬漿刊=凝計劃用泥執(zhí)漿啟-患回收利用需泥漿。就另外，普辰通粘土泥陸漿不能保教證深水、貪不良地層籌鉆孔的安降全，如果倉塌一個孔數(shù)，則損失玻就牢達(dá)聯(lián)5薄萬元。5結(jié)論確x怠x諒大橋全燦部兩5多4披根鉆孔樁帆在鉆進(jìn)及矛灌注過程源中均未出比現(xiàn)塌孔和臣滲漏現(xiàn)象觸?；暧蓴[闊挽慰南京紫金鐵地基工程引技術(shù)研究雕有限公司營對昌x太x倘大橋的全嶺部騰5抗4揭根鉆孔灌接注樁的低培應(yīng)變動檢石測結(jié)果為憲：惕A奮類樁擁為賄5葵4棵根，占測焦樁數(shù)遣的樸100瓜%魂；由業(yè)主污組織的淮匯安市工程抬檢測中心愿對大塞橋套4野4報根鉆孔灌梯注樁的低典應(yīng)變動