海上大直径钻孔灌注桩施工技术.pdf

第31卷第4期2O03年8月煤田地质与勘探Co虬C删oGY&E}口疆ORn0N·41·文章编号:(2L3(B)04-0041-03海上大直径钻孔灌注桩施工技术顾元威(中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉430074)摘要:利用压力平衡原理,提出了钢护筒埋设最佳值的确定方法;据室内实验结果,给出了海水泥浆的配方和维护方法;结合工程实际,总结出海上施工泥浆循环系统的合理布设和水下混凝土灌注等关键技术。所述技术在港口、码头、桥梁和海洋桩基施工中具有实际应用价值。关键词:钢护筒埋设;泥浆循环系统;海水泥浆;海上砼灌注中图分类号::A1引言海上大直径钻孔灌注桩,是在陆地桩基础施工的基础上发展起来的。我国上世纪8o年代末90年代初才把大直径冲击钻和大直径反循环钻引用到近海桥梁基础施工中。海上钻孔有其特殊性,受海况条件如潮差、风向、风力、波浪和海流等因素影响较大,尤其在滨海地带,涨潮时,海水侵入能行船;落潮时,海底显露出片淤泥。海上工程施工比陆地施工难度加大,海上施工平台的建造,护筒埋设,海上钻孔,泥浆循环系统的架设,泥浆护壁及排渣,海上水下砼灌注等都是首先碰到的技术难题。本文结合工程实际,就如何解决以上有关技术难题进行介绍。2工程概况青岛女姑山跨海桥,横跨胶州湾,长4km,桥墩深基础设计为端承桩,,桩端座落在微风化的流纹岩或凝灰岩层上,,桩长25—40m,单桩承载力13000kN,主桥位于海上。施工环境受海潮影响大,高潮时,海水标高+;低潮时,;涨潮时,;落潮时,主桥海底一片淤泥,给施工运输,泥浆循环系统的布设带来极大困难,且海底淤泥、沙层较厚,地层地质条件复杂,钻孔护壁是影响工程进度和决定工程成败的关键,我们采取钢护筒,压力平衡钻进等新工艺,顺利完成了海上工程。钻孔结构见图1。施工区受潮汐的影响,上覆地层压力波动很大。为满足孔壁稳定的静水压力要求,并考虑其经济性,护筒上端设计标高为+,,护筒以下采用裸眼钻进,一径到底,海水泥浆护壁。3护筒埋设护筒埋设见图2。设护筒顶端高出最高潮水线的距离为h;护筒埋人海底为h。;最大水深为h;海底与最低潮水线的距离为h,;护筒总长为日。海上大直径钻孔,护筒是保持孔内泥浆桩压力的关键部位。为使钻进持续进行,孔内泥浆柱压力层段岩性地质柱状图层厚孔深孔身结构/m/m+/,●·40淤泥,●-—---●.‘.—6l16O::··:::)::‘·:、,强风化40基岩、/\./、P/基岩,.\,‘\//·\N图1钻孔结构图图2护筒埋设图收稿日期:2(X)2-12-18作者简介:顾元威(1951一),男,满族,辽宁凤城人,浙江海洋学院副教授,中国地质大学(武汉)博士生,·煤田地质与勘探第3l卷要满足以下关系式:地层压力<泥浆柱压力<地层破裂压力。当地层压力>泥浆柱压力时,孔壁将在裸眼部分产生坍塌。当泥浆柱压力>地层破裂压力时,泥浆柱压力将压裂地层造成泥浆漏失。