水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法技术

本发明专利技术涉及建筑施工技术领域，特别涉及一种水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法，所述的施工方法包括：施工准备及桩位放样→插打护筒→泥浆调制→钻进→一次清孔→下放钢筋笼→安装导管→二次清孔→灌注混凝土→桩基检测。本方法优化了水中大直径钻孔桩穿越砂层施工工艺，高效的保证了深水基础大直径钻孔桩成桩质量，为铁路行业深水基础大直径钻孔桩施工技术和验收标准提供了宝贵的经验。本方法优化了钻孔桩在穿越流沙层时的泥浆性能，有效避免了塌孔现象。本方法对现有旋挖钻钻头进行了优化改进，既提高了钻孔桩钻进效率，又降低了钻头磨损，施工效益明显。

【技术实现步骤摘要】
水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法
本专利技术涉及建筑施工
，具体涉及水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法。
技术介绍
中国桥梁建设经过十几年的高速发展,成就了大批优秀的建桥企业,国内竞争日趋激烈,随着桥梁建设的逐渐饱和,国内业务也将趋于减少,很多大型企业早已经开始把眼光放在了海外项目上,海外业务对中国经济的贡献比例正呈上升趋势。因此积极参与国际竞争,拓展海外市场,显得日趋迫切和重要。目前,我国的桥梁企业已通过国际投标、联合经营等方式进人东南亚、中东、非洲等地区市场,这些地区水系发达,区内多为发展中国家,基础设施建设相对缺乏,且相对发达国家准人门槛不高,市场空间较大。从经济角度考察,预应力混凝土连续梁桥具有设计及施工技术成熟、造价相对较低、建桥所需的砂石料大多数情况下可就地取材、后期维修养护费用少等特点,因而备受对桥梁跨度要求不高的发展中国家青睐。预应力混凝土连续梁桥具有变形小、结构刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护方便、抗震能力强等优点,在跨径40～200m范围内优势明显,这种桥型在国外桥梁建设中得到广泛应用。随着我国大规模桥梁建设的展开,我国桥梁的设计和施工水平虽然已经跻身于国际先进行列,但是国外在桥梁技术的发展过程中,历来非常重视对新材料和新工艺的研究,创新能力较强,很多发达国家桥梁设计和施工技术比我国要成熟和先进得多,因此研究国外桥梁设计和施工技术发展的动向及趋势对于指导国内企业投标国际桥梁设计和施工,增强在海外桥梁市场的竞争力有着重要的意义。为了进一步提高我国连续梁-柔性拱的修建技术，提高我国的造桥实力和水平，增强在国内外桥梁市场的竞争力，本专利技术在原有技术的基础上实现吸收、消化、提高，专利技术了一种施工工期短、质量水平高的水中大直径钻孔桩穿越砂层的施工方法。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法。本专利技术提出的水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法，可以通过采取如下技术方案达到，所述的施工方法包括以下步骤：S1:施工准备及桩位放样；S2:插打护筒；S3:钻机就位；S4:泥浆调制；S5:加油压钻进；S6:提升钻机卸土；S7:一次清孔；S8:下放钢筋笼；S9:安装导管；S10:二次清孔；S11:灌注混凝土；S12:桩基检测。优选的，所述S2中护筒内径大于钻头直径20-40cm，采用12mm钢板卷制φ2.9m钢护筒，长度18米，护筒的底部埋置在地下水位或河床以下1.5m；护筒插打采用70吨振动锤锤击插入，长度18米，直径2.9米，未整体穿越砂层，护筒偏差≤50mm，垂直度≤1％。优选的，所述S3中钻头底座子弹头基座紧密排列钻头底座，子弹头基座间不留空隙；子弹头与钻头底座角度为30°。优选的，所述S4中根据地层反复对泥浆配合比进行调制，并且根据钻孔过程中渣样分析及时调整泥浆配合比，泥浆配合比(重量比)为膨润土:CMC(羧甲基纤维素钠):纯碱:水＝100:0.28:3.3:700，施工过程根据具体情况进行调整，使用膨润土(粉末粘土)提高比重；添加CMC来增大粘度；泥浆比重根据钻进不同地层及时进行调整，泥浆性能指标如下：泥浆比重：穿越厚砂层时，孔底泥浆比重≥1.2；黏度：松散易坍地层19～28s；含砂率：新制泥浆≤4％；胶体率：≥95％；PH值：＞6.5；在遇到塌孔现象时，将泥浆比重调至1.1～1.3，并加入适量白水泥，在孔壁形成坚实泥皮的同时，使孔壁与钻头间更加顺滑；泥浆制作流程如下：泥浆拌制：材料计量必须准确，水泥用量不得超过±2％，砂石不得超过±3％，附加剂不得超过±1％，计量器在使用之前应进行校正；水表计量必须准确到1％，开盘前应测定砂石中的含水量；开盘前应先行试拌，坍落度不符合要求时不出料；每盘混凝土在拌合中时间≥1分钟，冬季施工时应按气候和施工条件，按照规定要求使用温水拌合；调整槽内泥浆不足时，粘土或膨润土被送入粘土溶解槽，经过搅拌装置充分搅拌后，送入调整槽；剩余泥水槽内的粘稠泥浆与来自清水槽的水混合，经过搅拌后，送入调整槽。优选的，所述S5中采用大小钻头套打的方法，1台450旋挖钻，1台420旋挖钻，首先采用420旋挖钻1.5m钻头钻进，再用450旋挖钻2.5m钻头钻进。优选的，所述S7中清孔采用换浆法，注入净化泥浆〔手摸无2～3mm颗粒，比重≤1.1，黏度17～20s，含砂率≤2％〕置换孔内含碴的泥浆，清孔时，孔内水位需保持在地下水位以上1.5～2.0m。优选的，所述S8中钢筋笼主筋接头采用滚压直螺纹套筒连接，每一截面上接头数量小于钢筋总数量50％，加强箍筋与主筋连接全部满焊；钢筋骨架的保护层厚度采用混凝土垫块形成保护，设置密度按竖向每隔2m设置一道，每一道沿圆周布置4个；桩基桩头钢筋采用EPE保护套管措施；由钢筋笼的吊装采用80t履带吊进行吊装作业，并配备特制的吊具进行吊装作业：起吊前在骨架内部临时绑扎两根杉木杆以加强其刚度；起吊时，先提第一点，使骨架稍提起，再与第二吊同时起吊；待骨架离开地面后，第一吊点停吊，继续提升第二吊点；随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到骨架同地面垂直，停止起吊；解除第一吊点，检查骨架是否顺直，如有弯曲应整直；当骨架进入孔口后，应将其扶正徐徐下降，严禁摆动碰撞孔壁；骨架最上端进行定位，固定时，根据钢护筒的偏位情况将钢筋笼中心反方向调整，以使钢筋笼中与桩中心重合；骨架最上端定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度：在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢，在护筒两侧放两根平行的枕木(高出护筒4.8-5.2cm)，并将整个定位骨架支托于枕木上，然后在钢筋笼上拉上十字线，找出钢筋笼中心，根据护桩找出桩位中心，钢筋笼定位时使钢筋笼中心与桩位中心重合。优选的，所述S11中灌注混凝土检测控制指标：塌落度：18cm～22cm；含气量：2％～4％；入模温度：5～30℃，步骤如下：S111：砼灌注前，探测孔底泥浆沉淀厚度，如大于规定，应再次清孔；检测灌注混凝土均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用；S112：首批砼灌注时，在漏斗底口处设置隔离塞，待砼将漏斗填充满时，拔除隔离塞使砼经导管进入桩孔内；首批灌注砼的数量应满足导管初次埋置深度≥1m和填充导管底部间隙的需要，首批砼浇注的方量V＝(1+h)×D2×π/4＝1.1m3(注：计算式中h为导管底口距孔底的距离，h取0.4m，D为桩孔直径，取1m)；S113：在砼灌注过程中，要经常探测砼灌注高度，及时地调整导管埋深，导管的埋深范围为1～3m，根据管内砼下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内砼面高度，正确指挥导管的提升和拆除；，浇注砼前应将钢筋笼固定在护筒上，当砼埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上，以免钢筋笼被顶托而上浮；当发现钢筋笼开始上浮时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法，其特征在于：所述的施工方法包括以下步骤：/nS1:施工准备及桩位放样；/nS2:插打护筒；/nS3:钻机就位；/nS4:泥浆调制；/nS5:加油压钻进；/nS6:提升钻机卸土；/nS7:一次清孔；/nS8:下放钢筋笼；/nS9:安装导管；/nS10:二次清孔；/nS11:灌注混凝土；/nS12:桩基检测。/n

【技术特征摘要】
1.水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法，其特征在于：所述的施工方法包括以下步骤：
S1:施工准备及桩位放样；
S2:插打护筒；
S3:钻机就位；
S4:泥浆调制；
S5:加油压钻进；
S6:提升钻机卸土；
S7:一次清孔；
S8:下放钢筋笼；
S9:安装导管；
S10:二次清孔；
S11:灌注混凝土；
S12:桩基检测。


2.根据权利要求1所述的水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法，其特征在于：所述S2中护筒内径大于钻头直径20-40cm，采用12mm钢板卷制φ2.9m钢护筒，长度18米，护筒的底部埋置在地下水位或河床以下1.5m；护筒插打采用70吨振动锤锤击插入，长度18米，直径2.9米，未整体穿越砂层，护筒偏差≤50mm，垂直度≤1％。


3.根据权利要求1所述的水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法，其特征在于：所述S3中钻头底座子弹头基座紧密排列钻头底座，子弹头基座间不留空隙；子弹头与钻头底座角度为30°。


4.根据权利要求1所述的水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法，其特征在于：所述S4中根据地层反复对泥浆配合比进行调制，并且根据钻孔过程中渣样分析及时调整泥浆配合比，泥浆配合比(重量比)为膨润土:CMC(羧甲基纤维素钠):纯碱:水＝100:0.28:3.3:700，施工过程根据具体情况进行调整，使用膨润土(粉末粘土)提高比重；添加CMC来增大粘度；
泥浆比重根据钻进不同地层及时进行调整，泥浆性能指标如下：
泥浆比重：穿越厚砂层时，孔底泥浆比重≥1.2；
黏度：松散易坍地层19～28s；
含砂率：新制泥浆≤4％；
胶体率：≥95％；
PH值：＞6.5；
在遇到塌孔现象时，将泥浆比重调至1.1～1.3，并加入适量白水泥，在孔壁形成坚实泥皮的同时，使孔壁与钻头间更加顺滑；
泥浆制作流程如下：
泥浆拌制：材料计量必须准确，水泥用量不得超过±2％，砂石不得超过±3％，附加剂不得超过±1％，计量器在使用之前应进行校正；水表计量必须准确到1％，开盘前应测定砂石中的含水量；开盘前应先行试拌，坍落度不符合要求时不出料；每盘混凝土在拌合中时间≥1分钟，冬季施工时应按气候和施工条件，按照规定要求使用温水拌合；调整槽内泥浆不足时，粘土或膨润土被送入粘土溶解槽，经过搅拌装置充分搅拌后，送入调整槽；剩余泥水槽内的粘稠泥浆与来自清水槽的水混合，经过搅拌后，送入调整槽。


5.根据权利要求1所述的水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法，其特征在于：所述S5中采用大小钻头套打的方法，1台450旋挖钻，1台420旋挖钻，首先采用420旋挖钻1.5m钻头钻进，再用450旋挖钻2.5m钻头钻进。


6.根据权利要求1所述的水中大直径钻孔桩穿越砂层施工方法，其特征在于：所述S7中清孔采用换浆法，注入净化泥浆〔手摸无2～3mm颗粒，比重≤1.1，黏度17～20s，含砂率≤2％〕置换孔内含碴的泥浆，清孔时，孔内水位需保持在地下水位...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇博，申超超，赵海波，刘承宏，马良，王颖梅，吴哲喜，纪常永，张奎，白文清，
申请(专利权)人：中铁三局集团第二工程有限公司，中铁三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13