1、工程概况
崔家营汉江特大桥为武汉至十堰公路、铁路两用特大桥梁,桥长870m,全宽23m。钻孔灌注桩要求直径在3m以内,桩深在100m左右,为大直径超深桩。
其中318#主桥墩采用15根Φ3.0m钻孔灌注桩,顺桥向3排,横桥向5排,桩中心距7.5m,按摩擦桩设计,桩长为76~78.5m(不包含水深22m),使用徐工XR550D旋挖钻机进行施工。
2、地质信息
施工区域岩层单轴饱和抗压强度最大达70MPa以上,并且溶洞发育,地层复杂。地层具体分布如下表所示:
3、型号选择
318#主桥墩钻孔直径要求Φ3.0m,钻孔深度100m左右,岩层单轴抗压强度最大达70MPa以上,溶洞发育,地层复杂,属于大孔深桩硬岩施工。考虑钻孔直径、深度,岩层硬度因素,采用徐工XR550D旋挖钻机配置Φ630-5×24.0五节机锁式钻杆,满足施工要求。
4、钻具配置
5、施工工艺
318#墩施工前进行围堰施工并搭设钻孔平台,首先将围堰下沉至设计位置,插打钢护筒,浇筑水下封底混凝土,然后在围堰上搭设钻孔平台。采用施工栈桥作为通道,栈桥自河西岸向318#墩布置,采用旋挖钻机进行钻孔桩施工。
针对大直径硬岩钻孔施工,采用分级钻进工艺提高施工效率,降低施工消耗:
土层钻进:直接使用3m截齿捞砂斗钻进。
岩层钻进:使用截齿捞砂斗或者牙轮筒钻,首先钻进Φ2m桩孔,然后进行扩孔钻进(Φ2m→Φ2.5m→Φ3m)。
6、关键措施
(1)分级钻进
现场钻进工艺,土层直接以Φ3m截齿捞砂斗钻进成孔,岩层分级钻进。先使用牙轮钻头钻进Φ2m钻孔,再使用导向牙轮钻头进行扩孔至Φ3m。
为提高钻进捞渣效率,采用分段施工:Φ2米钻孔首次钻进深度为60m,然后进行扩孔、捞渣,成孔后再继续向下钻进,直到设计深度,并再次进行扩孔、捞渣。
分段钻进方案的优势:
a:扩孔时会有渣土落下,捞取渣土时的操作时间主要花费在钻杆提放过程。首先钻进到60m就进行扩孔、捞渣,与直接钻进到100米左右的设计深度相比,可以大大减少捞渣时的提放钻时间,提高施工效率。
b:钻深60m时,主要使用钻杆的前三节,机锁式钻杆的解锁操作更加方便,也有利于提高施工效率。
(2)泥浆含砂量
钻孔灌注桩施工中一般要求含砂量控制在4%以下,桥梁桩对含砂量要求更为严格,一般要求在2%以下,要求二次清孔。
现场泥浆参数如下表:
7、施工效率
工程施工效率统计如下:
8、案例小结
通过对徐工XR550D旋挖钻机在崔家营汉江特大桥桩基础施工的使用案例,归纳出以下几点应用经验:
(1)大桥桩水上施工,栈桥承载能力有要求,要了解主机参数及各部件重量。
(2)五节机锁钻杆施工,要求限制加压力,对机手操作能力要求高,对加压装置熟练的操控,可以提高入岩能力和效率。
(3)旋挖钻机大口径硬岩施工采用分级钻进,同时也需要根据施工深度考虑分段施工,从而提高捞渣施工效率。
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