履带吊钢筋笼起重吊装方案专题|大直径超深钻孔桩施工技术详解，工地人员必备！

桥梁的建设往往是对工程建设精细程度的考验。以跨江大桥为例，介绍跨江大桥大直径钻孔桩是如何施工的！

一、项目概述

XX-XX跨江航道XX跨江大桥全长10.137km，主要由（南北）陆域引桥、（南北）水域引桥和主要通道桥梁。

为了尽量减少对钱塘江河床断面的阻碍，水域引桥下部结构采用单桩单柱结构，即桩直接相连，有没有大写转换。

水域引桥共设置150Φ3.8m大直径超深钻孔桩基础。其中，南岸水域引桥（第二合同段）由我局中标，包含20个Φ3.8m大直径超深钻孔桩。

南岸水域引桥全长1030m，上部结构为三重连续刚构梁

桥梁跨度排列为(7×70m)+(70m+120m+70m)+(4×70m)

1.1、Φ3.8m钻孔桩设计

南岸水域引桥墩号为N1#~N6#墩和N11#~N14#墩。桩，每墩2个，共20个。

1.2、水文地质条件

1）水文条件：桥址区潮流为不规则的半日浅海潮，涨潮大于落潮。根据短期观测资料，平均高潮位4.02m，平均潮差6.44m。 2007年9月实测垂直最大速度6.65m/s。桥位河床泥沙颗粒细，启动流速低，易冲淤易淤，河床变化剧烈。根据实测，桩位河床面在详查过程中已从0.0m冲刷到-10m，对钻井平台的设置影响较大。

2）地质条件：桥址区地层上部为较厚的第四纪松散沉积物，下伏泥质粉砂岩和砂砾岩风化层。典型地层分布自上而下为粉砂、粉砂、粉质粉质粘土、含砂粉质粘土、粉质粘土、中细砂和圆形砾石。

工程地质纵断面

1.3、构造特点及难点

1）桩基钢套管长度45.0m，内径Φ4.1m，外形尺寸大，重量超过130t，需要高性能的运输和起重设备；就位精度控制平面偏差5cm，垂直度1/200，对下沉技术要求极高。

2）直径大，最大孔深118m，桩尖深入砾石砂岩10m以上，需要穿过厚度超过100米的胶结卵石砾石层20m，对钻机系统的性能要求极高。

3）桩基施工全为水上工程，钢平台技术根据现场情况适宜。由于钻机负荷大，水文条件差，钻井平台设计施工控制点较多。

4）桩基采用海洋高性能混凝土，技术要求高。单桩体积为1250 m3，对混凝土生产供应系统和现场浇筑工艺要求较高。

5）现场交通必须经过栈桥，点多、线路长，受相邻路段施工干扰大，对施工组织要求极高。

二、主要施工技术方案

2.1、施工技术方案简介

1）钻井平台搭建：搭建结构坚固的钢制平台，采用打捞法通过栈桥架设平台。

2）钢套管施工：考虑到体积大，运输不便，采用现场加工；大型振动锤和履带起重机用于下沉施工。现场延期流程。

3）成孔施工：采用大功率、大扭矩液压动力头旋挖钻机，气举反循环工艺成孔。

4）钢筋笼施工：采用长线基座法加工，分段运输到现场，用履带吊安装。

5）混凝土施工：选择额定生产能力为360m3/h的搅拌系统供料，用卡车运到现场，泵入仓库，单管浇注。

2.2、钻井平台设计与施工

1）平台设计

由于桥区水文条件极其恶劣，需要设计抗风、抗流、抗浪的大直径高桩钢平台。

考虑到施工方便履带吊钢筋笼起重吊装方案专题|大直径超深钻孔桩施工技术详解，工地人员必备！，平台顶标的选择与施工栈桥相同，即+10m。

考虑平台上的钻机作业；考虑钢套管的下沉、钢筋龙骨的安装、混凝土浇筑设备的布置；预留125t.m固定塔吊基础；考虑为建筑工人安排临时办公和休息设施。

钻井平台桩基采用Ф1200×12钢管，桩间并联采用Ф800×10钢管，斜撑采用Ф600×8钢管； ×300，配电梁采用I22b，面板采用10mm钢板。

2）平台搭建

依托施工栈桥，采用打捞法搭建钻井平台；

设置打桩导向架，振动锤为DZ120型，起重设备为100t履带吊；

在低潮期布置沉桩，及时焊接安平接头管和上梁系统。

2.3、钢套管结构

1）钢护板设计

钢套管顶部标高与平台一致，顶部标高+10m，底部标高设计为-35m，总长45m，内径4.10m，外径4.164m。下12m范围壁厚32mm，采用Q345C钢，其余壁厚27mm，采用Q235C钢。

考虑到运输和吊装过程，钢套管分2段下沉：底段长度23.0m，重量约71.5t（含加劲）箍）;上段长22.0m，重约60.6t。

2）钢套管加工

由于钢制套管体积大，公路运输困难，水路运输存在安全隐患。钢套管经过综合比选，在后院的专业钢结构车间加工，焊缝采用直焊缝。

为减少钢套管在运输和吊装过程中的局部变形，在钢套管两端和中间的吊点处设置米形内撑，采用I-10钢。

为保证钢套管下沉时刃口不变形，在套管底部设置两个直径δ20mm的加劲箍，间距为桩径的1倍，宽度为每个加强箍的长度为 50 厘米。

3）钢套管运输

钢制外壳由平板卡车运输。为了保证钢壳在运输过程中的稳定性，车上设置了弧形中轴，并用钢丝绳固定。

在运送到平台的过程中，将指派专人指挥和清除障碍物。

4）钢筋下沉

200t履带起重机吊装鞍钢钢套管，100t卡车吊装套管。

通过对桩位地层的分析计算，选择了两台ICE V360液压振动锤应用沉钢套管。

为保证钢套管准确定位，设置整体式双层导向架，上下限位轮间距7m，导向架安装在钻井平台上。 ，并与平台焊接固定；在保护管下沉过程中，验船师通过仪器全程监控，如发现偏差，将及时通知现场指挥员进行纠正。

钢套管在现场经常采用二氧化碳保护焊连接。焊接完成后，超声波检测合格后方可进行浸没。

保护套管上端部分材料和壁厚与永久套管上端相同，下沉可靠可行。同时用作墩柱施工的挡水结构，完全满足施工要求。护管底部加劲箍的设置方法履带吊钢筋笼起重吊装方案专题，经钻孔工艺验证，应合适，护管底部无卷曲变形。

钢套管下放采用高频液压振动锤，更适合工程地质分布吊车出租，最大激振力达到5600kN。

2.4、开孔

1）装备选择

根据本项目特点，选用性能优越的大动力头钻机：KTY-4000钻机2台、ZDZ-4000钻机1台、KT-5000钻机1台。

为了适应不同的土层，每台钻机都配备了加强型刮板钻头和滚刀钻头，并配备了直径大于400mm的高强度钻杆和配重。

有足够容量的供气系统和泥浆净化系统，每台钻机应配备不低于20m3/min的空气压缩机。

2）技术布局

为减少对栈桥的影响，合理安排流程，充分利用平台空间。

钻机和泥环选择系统放置在平台的一侧；钻头和钻杆的堆放区放置在平台下游，远离栈桥；平台中间预留履带吊作业通道；靠近栈桥的区域作为材料倾倒和混凝土浇筑设备的位置。

3）钻孔

使用轻质水泥浆和优质触变泥浆制成泥浆，并添加纯碱和纤维素来调节泥浆的性能。新拌泥指标要求粘度>22s，PH值>9。

根据不同地层选择不同的钻井参数，在粉质粘土层中使用小WOB来控制进尺；在粉质粘土和粘土层中使用中等 WOB 来控制进尺；在卵石层和风化基岩中采用高钻压减压钻井工艺。

最后一个孔后，将钻头从孔底提升到一定高度，空转清孔。当泥浆性质和沉积物厚度达到规定要求时，停止清洗。拆除钻具，拆除钻机，完成钻孔施工。必要时进行二次清孔，并使用混凝土浇注管和专用风管进行反循环。

3）钻孔

由于地层复杂，一些土层胶结严重，所需的WOB和扭矩比较大。需要对各层界面进行细致严格的控制吊车公司，确保孔壁的稳定性和垂直度不超过极限；

为不同的土层选择合适的钻头，对覆盖层使用加强型刮刀钻头，对基岩使用滚刀钻头。根据实际情况，有些孔不是用滚刀钻的，而是用刮刀钻到位的；

砂层和卵石层钻进过程中，渣量大，混入大直径卵石，造成堵塞。同地层后续钻井调整泥浆性能指标，提高泥浆循环除渣效率；

增强型刮刀钻合金钻齿焊接需要牢固，每个孔之间的间隙要修整一次，以保证钻孔效果；

钻机维护需要跟进加强，现场增加维护人员和易损件，尽量减少非钻孔时间，提高施工效率。

4）典型桩孔钻孔参数表

5）毛孔检​​测

2.5、钢筋笼施工

1）钢筋笼加工

钢笼在后院加工，采用长线底座法。

钢筋笼标准节长12m，共9节，采用12m定长钢筋，减少接头数量。

主杆接头采用镦粗直螺纹接头。钢筋笼按加工顺序编号，方便施工时钢筋笼对接。

钢筋笼采用型钢钢筋箍，每2m设置一次，钢筋箍内设六角形内支撑，保证钢筋笼段在存放和吊装时的刚性。

单节钢笼顶部有2层吊环（每层4个），一层用于吊装，另一层用于桩孔内临时固定；底部设有1层和2个吊环，用于提升和翻转。

钢笼采用长线底座法加工，质量易于控制，对接精度可以保证。

使用12m定长钢筋，断面相对较少，有利于提高下沉效率。

加强箍采用型钢，刚度高，有利于保证钢保持架的形状。早期使用角钢，弯曲难度大，劳动强度大，耗时长，质量不易保证。后来改用槽钢，施工效果更好。

2）钢筋笼运输及安装

钢筋笼由平板车分段运送到现场。

钢笼采用200t履带吊，必要时辅以汽车吊。 u将孔按编号顺序分段拉入孔中，并用连接器连接。

由于钢笼的设计顶标为-3m，与保护管顶部的距离为13m，需要设置工具笼固定钢笼。

工具笼长13米，较长，对接不方便；钢笼上保护层为22.5cm，导致吊笼挂钩下方的吊杆容易弯曲变形。后来对工具笼进行了改进，主要是部分取消了加强箍，吊杆可以单独连接，大大提高了施工的安全性和可操作性。

2.6、混凝土浇筑

桩基为C30船用高性能混凝土。为保证混凝土质量，优化配合比设计，采用双拌工艺，既满足强度和耐久性要求，又具有良好的施工性能。

混凝土原材料按有关要求检验合格后投入使用，砂石料用遮阳罩覆盖。

混凝土由位于后院的三个 120 立方米/小时的混凝土搅拌站生产。使用10辆8m3混凝土罐车将混凝土运往工地，布置3辆80型或105型泵车进行浇筑。

混凝土浇筑采用单根导管履带吊钢筋笼起重吊装方案专题，直径400mm，单节长3m，快速接头。首封和正常浇注均采用30m3大料斗集中供料，保证混凝土泵送不间断，导管连接2m3体积小料斗。采用升降板切球的方法封孔。

考虑到桩身直径较大，为保证砼面上升均匀，在正常浇筑阶段，导管埋深控制在3-8m，测深点布置在4处.

整个输液阶段施工栈桥的交通控制。

混凝土配合比设计能满足施工需要，强度、耐久性、施工性能均良好。 Φ3.8m钻孔桩采用单导管浇筑混凝土是可行的。通过对浇筑过程中混凝土表面的监测，4个点的高度差均小于50cm。

由于桩径较大，桩头处理量巨大，达到13.2m3/m。混凝土浇筑完成后，必须及时清理桩顶浮浆和超量混凝土，避免桩头混凝土凝固后凿孔困难。

三、现场施工

3.1、桩工效分析

从20个桩基的施工过程来看，总体实施过程比较顺利，业主委托第三方检验的都是I类桩。可见，确定了施工技术方案和关键技术参数，关键施工设备的选择、混凝土配合比的设计和整体施工工艺是适当可行的。

钢筋笼与混凝土浇筑工效分析

由于110多米的长钢笼，接头数量巨大，下沉时间也很长。第一堆达到28小时。采取一系列措施后，施工效率得到了提高，基本可以控制在20小时以内。 .

混凝土浇筑时间基本在12小时左右，浇筑强度110m3/h，设备配置能满足施工和维修要求。搅拌站效率为110/360=31%；混凝土运输车为110/10=11m3/h，每小时运输量小于5辆；泵车效率为110/265=41%。

3.2、一点搭建经验

大直径超长钻孔（单）桩基础是国内外桥梁建设史上的首例。是未来桥梁建设的趋势。高要求。由于施工组织难度显着增加，且有成孔成桩的风险，在对河床断面压缩率无要求时，应慎用此工艺。

(1）强潮水域施工对工况的选择非常重要。建议仔细研究，慎重选择合理的控制参数，避免极端工况，最大程度保证安全条件下的安全。优化施工措施和结构的前提；

(2）大口径钢罩生产运输难度大，应根据工程特点选择合适的工艺，在保证质量的前提下，以达到目的减少投资，提高进度；

(3）大直径钢套管由于其直径和厚度较大，在减振过程中很容易变形，因此需要专门研究以确保理论指导实践；

（4）对钻机的扭矩和钻孔深度要求极高，成孔周期长，孔壁稳定性难以保证；

(5）对混凝土浇筑系统和浇筑工艺要求极高，连续浇筑强度高，施工组织难度大。

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23.分段流在“高峰期”中的应用