标准规范下载简介和部分内容预览：
武汉天兴洲长江大桥大直径钻孔灌注桩施工技术武汉天兴洲长江大桥是一座公铁两用斜拉桥，其基础工程采用了大直径钻孔灌注桩施工技术。该技术在桥梁建设中具有重要意义，能够确保桥梁基础的稳定性和承载力。
在施工过程中，首先进行精确的地质勘探，以了解地层结构和地下水分布情况。根据设计要求，选用适合的大直径钻机进行钻孔作业。钻孔过程中，采用泥浆护壁技术，通过优质泥浆维持孔壁稳定，防止塌孔现象发生。同时，严格控制钻孔垂直度和深度，确保满足设计标准。
完成钻孔后，进行清孔处理，清除孔底沉渣，保证桩基质量。随后，安装钢筋笼，并通过导管法浇筑水下混凝土。为确保混凝土密实度和均匀性，采取了严格的施工工艺控制措施，如优化混凝土配合比、控制浇筑速度等。
大直径钻孔灌注桩施工技术在武汉天兴洲长江大桥中的应用，不仅解决了复杂地质条件下的施工难题，还提高了施工效率和工程质量，为桥梁的安全运营提供了坚实保障。这一技术的成功实施，也为后续类似大型桥梁的基础工程施工积累了宝贵经验。
武汉天兴洲长江大桥为公铁两用桥，工程总投资 110亿元人民币，为世界上跨度最大的公路铁路两用 斜拉桥。该大桥位于武汉长江二桥下游10km处，北 起汉口平安铺，南止武昌武青主干道，总为9.3km，其 中主桥长4657m，主跨504m，其基础采用钻孔灌注桩， 其中4号墩共有桩径2.0m钻孔灌注桩24根，桩深 73.5m，钻孔桩桩间中心距为5m。 4号墩位于长江南岸，场内地形平坦，其地貌单元 为长江一级阶地，地层从上到下依次为人工填土、粉 砂、细砂、粉质粘土、细砂、砂砾胶结层、粉质粘土、粉 砂、细砂、砾砂、圆砾土、疏松砂岩、泥质粉砂岩、破碎泥 质粉砂岩、砂岩、弱胶结砾岩、中等胶结砾岩。 4号墩桩基持力层为砂岩、砾岩，最大强度达 52MPa
该工程施工难点主要有：①嵌岩深，单桩嵌岩深度 最大达26m；②孔径大，孔深，对钻进设备要求较高； ③对泥浆性能要求高，疏松岩层孔壁易坍塌、掉块；④ 对垂直度要求较高，要求钻孔的垂直度<1/100，沉渣 厚度<150mm
不同的地层采用不同的钻头和钻进参数，不同 地层的钻进参数如表1所示，上部第四系地层采用 双腰带四翼刮刀钻头，基岩采用滚刀钻头，滚刀钻 头结构如图1所示，该钻头为球齿滚刀钻头，总体 布局好、强度大，具有良好的切削、排渣、导正、防斜 功能。 钻压的选择应使刀齿既能有效地切入破碎岩 土，又不会过多地磨钝或损坏为原则
表1不同地层钻进参数及钻进效率
图1 1滚刀钻头结构示意
常用钻压标准：软岩及中硬岩钻进时，每把滚 刀上的压力10～20kN，硬岩钻进30～50kN。受钻 进设备的限制，钻进压力达不到这个要求，实际施 工可做相应调整。 选择转数时，不仅要考虑某段时间的钻进速 度，同时要考虑刀具的磨损、孔壁的稳定、钻进阻力 及设备钻具的负荷能力等因素。因此，选择转数时 应主要考虑边刀允许线速度，其计算公式为：
定期检测泥浆性能，及时清除循环系统中的钻碴 对泥浆循环过程中所产生的废浆统一输送至废浆 池中储存，集中处理外运，始终保持泥浆性能良好。 钻孔泥浆的配制采用高级复合泥浆，用膨润 土、CMC、FCLS调制，以保证泥浆良好的护壁效果， 膨润土泥浆具有相对密度低、粘度好、含砂量少、失 水率小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力强、钻具回转 阻力小、钻进效率高、造浆能力大等优点，有利于在 孔壁形成泥皮，保证孔壁在长时间晾孔情况下仍能 稳定。 泥浆性能参数如表2所示
在孔深达到设计标高后，采用抽浆换浆法清孔。 采用稍高的转速转动钻头，一边继续气举循环，把孔底 钻渣混合物排出孔外，同时，向孔内补充优质泥浆直到 泥浆指标符合规范要求为止。其后提钻并下检孔器， 检查合格后即吊放钢筋笼及安装混凝土导管，并进行 二次清孔，直至孔底检测沉淀物符合要求为止。 1)一次清孔采用反循环清孔方法，即在终孔后， 停止进尺，中速空转，第1次清孔的重点是搅碎孔底较 大颗粒泥块，同时上返孔内尚未返出的钻渣。 2)清孔时间由于超深桩孔内泥浆量大，循环线 路长，为缩短二次清孔时间，一次清孔时间尽量长些， 清孔时间约2～3h。以换除孔内泥浆容积的3倍以上 为宜， 3)清孔回灌孔内泥浆性能指标含砂率<0.5% 相对密度1.05.粘度18~20s
式中：n为钻盘速度（r/min）；D为钻头直径（m）；c 为钻头线速度（m/s）。 v按岩石抗压强度确定：①软岩6。=15MPa 取v=3～4m/s；②中硬岩8。=66～150MPa,取 =1.4m/s；③硬岩8。=150～360MPa，取v= 1.2m/s。 2）泥浆配制 本工程钻孔桩长74m，钻孔土层主要含各种砂 层等，松散、易坍塌，另外如此长的桩成孔、接长钢 筋笼、下导管、二次清孔、浇混凝土等的时间相当 长，造成晾孔时间长，对孔壁稳定相当不利，根据已 有的施工经验，用好泥浆是孔壁稳定、成孔顺利、混 凝土灌注质量好的重要保证，即在开钻前，应采用 优质黄土机械造浆，以供钻进之需。在施工过程中
2.4钢筋笼制作与安装
钢筋笼制作在钢筋圈制作平台上进行，采用十字 交叉法，将支承架按2～3m间距摆放在同一水平面 上，各支架互相平行，圆心应位于同一水平线上。制作 时，先将主筋按设计间距焊接在加强筋上，然后按规定 的螺距套人螺旋筋，采用绑扎或点焊固定。 钢筋笼安装前应根据钢筋笼总重量对吊装设备挂 钩和钢丝绳的承载能力进行验算，以确保吊放安全，防 止挂钩或钢丝绳断落事故发生。钢筋笼吊放时，用2 个吊点吊放，吊点位置应恰当，并采取措施对吊点予以 加强，以保证钢筋笼起吊时不变形，吊放人孔时，对准 钻孔中心缓慢下放至设计标高。吊人钢筋笼时，应对 准孔位轻放、慢放，遇阻时可随起随落，严禁高起猛落
强行吊放，以防钢筋笼损坏或碰坏孔壁。
导管安装时，接头处放置密封圈，确保接头密封不 漏水、不漏气。吊放时，导管位置居中，轴线顺直，缓慢 沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁。安装完毕，准确丈 量导管总长度，使导管底口与孔底距离保持在0.5m 左右，以能顺利放出隔水球和混凝土为度。 灌注水下混凝土是钻孔灌注桩施工的重要工 序，桩基混凝土灌注导管采用Φ300mm刚性导管，首 次使用前按规范进行水密性和承压试验，并检查防 水胶垫的完整性。在灌注混凝土过程中，要求灌注 连续不断进行并严格控制埋管长度，保持导管埋深2 ~6m。 灌注前，必须检测孔底沉渣厚度和泥浆性能指标 符合要求后方可进行混凝土灌注。其过程质量控制措 施如下： 1)开灌前在导管内投人充气球，然后拌制0.1~ 0.2m”水泥砂浆，置于导管内隔水塞的上部，作为混凝 土表面保护层。首批混凝土灌人孔底后，立即测量孔 内混凝土面高度，计算导管的初次埋深。如符合要求 即可正常灌注，如发现导管内大量进水，表明出现灌注 事故。 2)在灌注过程中，当导管内混凝土不满、导管上段 有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，以免在导管内形成 高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。 3）为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应超灌，
建筑安装分项工程施工工艺（三）飞等：武汉天兴洲长江大桥大直径钻孔灌注桩放
般情况下超灌高度≥2.0m。对桩顶距孔口距离较 大的桩，桩顶标高的控制，应通过混凝土体积计算和混 凝土取样器打捞混凝土粗骨料判定混凝土灌注高度 以避免少灌或超灌。 4)在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度 减小，导管外泥浆重度增大，沉渣增多，超压力降低，如 出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏 出部分沉淀土或增大漏斗提升高度，使灌注顺利进行。 在拔出最后一节导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶的 浓泥浆挤人形成泥芯。
天兴洲长江大桥4号墩钻孔灌注桩工程采用气举 反循环工艺，开动4台钻机施工24根桩，按期完成桩 基施工任务，最快的一根桩成孔时间为7d，桩基经检 测全部为I类桩，承载力均达到设计要求。 天兴洲长江大桥4号墩钻孔灌注桩工程的成功实 践说明，对于大直径超深嵌岩桩应根据地质条件选择 相应的钻进工艺和钻头，采用优质泥浆护壁，根据桩孔 状况优选钻进参数。钻进方法应根据切实可行、经济 高效的原则进行优化选择，并制定相应的技术措施，可 以取得很好的实施效果