文档介绍：王海栋
内容摘要:介绍了KG500A型潜水钻机在济南黄河大桥、温州瓯江二桥两个特大桥工程施工的应用情况,介绍了钻、抓结合处理卵砾石等复杂地层的方法,并结合工程施工实践对钻机提出了改进方案。
关键词:潜水钻孔机钻孔桩施工
大型桥梁钻孔桩具有桩径大、桩体长、施工难度大等特点,对钻孔机要求成孔质量高、速度快、扩孔率小,操作简便。目前多采用转盘钻机、潜水钻机、冲击钻机、旋挖钻机施工。现将以KQ2500A型潜水钻机在济南黄河大桥、温州匝江二桥钻孔桩施工中的应用情况简介如下。
1济南黄河大桥钻孔桩
工程概况
,设计时速120km/h,主桥长875m,主跨210m。桩基采用直径2m的钻孔灌注桩,每刚构墩布置13根,,,计52根;每连续墩布置8根,桩长81m,钻孔深度88m,计32根。主桥墩处主要地质为亚砂土、粉砂、粘土、亚粘土夹含量不等的姜石或卵石,局部有微风化砂岩。
机具选择
针对本工程中孔的深度大(当时国内施工中未见报道),地层中含有大量砾石、卵石、姜石等特点,在比较了几种形式的钻机之后,决定充分利用潜水钻机排渣粒径大(最大粒径石块8cm)、排量大、扬程高、能及时将切削掉的钻渣排出孔外,避免孔底钻渣的重复破碎等优点,选用KQ2500A型潜水钻机,其主要参数见表1。
表1 KQ2500A潜水钻机主要性能参数
施工要点
由于主桥桩基孔径大、桩体长,对钻孔垂直度要求较严,钻进时必须保持减压钻进,使钻具部分重量的50%。70%作为钻压作用于孔底,其余部分由主钩悬吊,使钻具在悬挂状态下进尺,以保证成孔的垂直度。在钻孔的上部土层中有厚约9m的粉砂层,极易发生塌孔现象,下部土层主要为粘土。因此施工中注意在砂层钻进时泥浆比重稍大以保护孔壁,而在粘土层钻进时则适当降低泥浆比重,以提高钻进效率。泥浆指标为:~,粘度17~22s;~,粘度17~20s,含砂率<1%。由于该潜水钻机采用潜水砂泵直接从孔底吸渣后由钻杆排出钻渣,对清孔后沉渣厚度、泥浆指标均有保证。
钻头型式
工程施工中旋转钻机一般采用旋转钻头,旋转钻头一般分为刮刀钻头和滚刀钻头。刮刀钻头广泛适用于各种软弱地层,而滚刀钻头对岩层的钻进能力更强。本工程中虽有微风化砂岩和角砾层(含粘土)和坚硬粘土层,硬度较大,但这些地层所占比例较小,故采用刮刀钻头。钻机施工初期,为克服硬层钻进困难采用了阶梯式四翼刮刀钻头(见图1),施工时发现钻头容易糊钻,影响钻进速度。后改为三翼刮刀钻头(图2),在加长切削刀爪长度以及
(图1)阶梯式四翼刮刀钻头
(图2)三翼钻头
对钻头进行局部改进后大大改善了钻进效果,基本上无糊钻现象产生。在坚硬的微风化砂岩层该钻头的进尺速度可达16cm/h左右,在粘土含较多姜石或砾卵石(粒径<8cn)的情况下每小时进尺1m左右。
钻孔效果
从实际成孔检测及现场混凝土灌注来看,采用潜水钻机成孔孔壁
规则,成孔垂直度高(不垂直度<5%),沉渣厚度均可满足要求,一般不用回钻处理。与转盘钻机相比,混凝土浇注量少5%左右,具有明显的节约材料的效果。
2  温州瓯江二桥
工程概况