顏世留　蔡帥

【摘 要】橋梁鉆孔灌注樁是一種常見(jiàn)的樁基礎(chǔ)形式，其工藝適用性強(qiáng)，不受地質(zhì)條件限制，同時(shí)施工簡(jiǎn)便，在橋梁、房屋建筑等工程領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。大直徑超深水中樁基礎(chǔ)的清孔的速度，一直是施工技術(shù)難題。清孔時(shí)間長(zhǎng)短，關(guān)系到樁基礎(chǔ)效益及質(zhì)量。為解決沖孔灌注樁直徑深度過(guò)大時(shí)清孔效果差、泥漿排量大的難題，攀枝花金沙江大橋1#墩樁基在施工過(guò)程中創(chuàng)新應(yīng)用了“泥漿凈化裝置”二次清孔系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)比證明，采用泥漿凈化裝置清孔與一般泥漿循環(huán)清孔相比，縮短了清孔時(shí)間，增強(qiáng)了清孔效果，樁身質(zhì)量得到了有效保證。

【關(guān)鍵詞】大直徑；樁基；清孔；研究

【Abstract】Drilled cast-in-place bored piles are a common form of pile foundations. They have strong process applicability， are not limited by geological conditions， and are simple to construct. They are widely used in bridges， house construction and other engineering fields. The speed of clearing holes in large-diameter ultra-deep water pile foundations has always been a construction technical problem. The length of time for clearing holes relates to the efficiency and quality of pile foundations. In order to solve the problem of poor hole-cleaning effect and large mud displacement when the diameter of punching and pouring piles is too large， the second hole cleaning system of “mud cleaning device” was innovatively applied to the construction of the 1# pier foundation of the Jinsha River Bridge in Panzhihua. Through comparison， it is proved that the use of mud cleaning device to clear the hole compared with the general mud circulation hole， shorten the hole clearing time， enhance the effect of hole cleaning， the pile quality has been effectively guaranteed.

【Key words】Large Diameter；Pile Foundation；Clear Hole；Research

1. 工程概況

攀枝花金沙江大橋地處桐子林隧道出口后方，跨徑為（120+208+120）米，大橋上跨成昆鐵路線、金沙江及金沙江大道等，施工情況較為復(fù)雜，難度較大。由于大橋跨越金沙江，跨度較大，故而全橋下部結(jié)構(gòu)采用樁基、承臺(tái)+空心橋墩，梁跨則采用雙塔雙索面配合預(yù)應(yīng)力混凝土梁的矮塔斜拉橋式。1#、2#墩樁基為鉆孔樁，直徑2.5m，每墩20根，1#墩樁長(zhǎng)25.5m，2#墩樁長(zhǎng)60m。墩位地質(zhì)上層主要為5～8m厚的塊石土、下層為弱風(fēng)化花崗閃長(zhǎng)巖。

圖1 正循環(huán)法泥漿清孔循環(huán)系統(tǒng)

2. 常規(guī)鉆孔灌注樁的清孔工藝

過(guò)去鉆孔灌注樁常采用換漿清孔方式的正循環(huán)鉆孔工藝進(jìn)行清孔。利用正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)不進(jìn)尺的方式，將泥漿從鉆桿頂部壓入孔底，冷卻鉆頭并清洗鉆渣，直至達(dá)到泥漿清理的要求。在清孔過(guò)程中，需要定時(shí)測(cè)量泥漿比重、含砂率以及沉淀物厚度來(lái)判斷清孔的效果（正循環(huán)法泥漿清孔循環(huán)系統(tǒng)見(jiàn)圖1）。

3. 鉆孔灌注樁清孔技術(shù)重難點(diǎn)分析

3.1 清孔目的

清孔是為了去除孔內(nèi)殘?jiān)湍酀{沉淀物，以達(dá)到保證灌注混凝土的質(zhì)量和橋基承載力的目的。

3.2 清孔重難點(diǎn)分析

攀枝花金沙江大橋1#墩1～5#孔、1～15#孔成孔后采用正循環(huán)法清孔，清孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何調(diào)整泥漿比重均不能將沉碴清除，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該該段花崗巖地質(zhì)含鐵比重較大，通過(guò)外委檢測(cè)，碴樣含鐵量為6.10%、5.91%。因含鐵比重大，石碴較正常花崗巖重，常規(guī)清孔無(wú)法將沉碴清除，不能滿足驗(yàn)孔要求（現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查照片（用磁鐵可將碴樣吸附）見(jiàn)圖2，外委含鐵量檢測(cè)報(bào)告單見(jiàn)圖3）。

4. 泥漿凈化裝置清孔工藝

4.1 采用泥漿凈化裝置的緣由

根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，受鋼圍堰吸沙下沉工藝啟發(fā)，擬采用吸抽法清孔，經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查及多次試驗(yàn)后，確定采用ZX-250泥漿凈化裝置清孔。

4.2 泥漿清孔裝置的性能參數(shù)。

4.2.1 單機(jī)的泥漿處理量最大可達(dá)250m3/h；

4.2.2 凈化除砂效率可達(dá)90%以上（-0.074mm粒級(jí)）；

4.2.3 碴料篩分速率為25～80t/h，并可根據(jù)造孔機(jī)具進(jìn)尺的不同進(jìn)行調(diào)整；

4.2.4 篩分出的碴料含水率小于30%；

4.2.5 在達(dá)到凈化除砂的最大效率時(shí)：污漿最大比重小于1.2g/cm3，馬氏漏斗粘度40s以下（蘇氏漏斗30s以下），含砂量小于20%；

4.2.6 裝機(jī)總功率：15～48（58）KW；

4.2.7 設(shè)備外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）：3.54m×2.25m×2.8m（ZX-250）；

4.2.8 整機(jī)重量：4600Kg。

4.3 泥漿清孔裝置的工藝原理

（1）泥漿清空裝置的工藝原理是通過(guò)砂石泵將位于孔底的污漿抽吸出來(lái)，將其送入泥漿凈化裝置。首先，用振動(dòng)篩選的方法分離出粒徑在3mm以上的渣料。然后讓泥漿流入儲(chǔ)漿槽中，用渣漿泵將位于槽內(nèi)的泥漿吸出，沿輸漿管進(jìn)入水力旋漿器內(nèi)。在水力旋漿器內(nèi)，粒徑較為微小的泥砂被分離析出，通過(guò)沉砂嘴進(jìn)入細(xì)篩，經(jīng)過(guò)脫水后，較干燥的細(xì)渣料即被分離出來(lái)，而經(jīng)過(guò)篩選的泥漿則返回儲(chǔ)漿槽內(nèi)。渣料已基本分離干凈的泥漿會(huì)通過(guò)溢流管流入中儲(chǔ)箱，最后順管道流出送回孔道內(nèi)。

（2）如果泥漿要求較高，可通過(guò)減少進(jìn)入泥漿的總量，增加泥漿在旋流器中的分離次數(shù)的方法來(lái)達(dá)到施工質(zhì)量的要求。

（3）在泥漿分離循環(huán)的過(guò)程中，儲(chǔ)漿槽內(nèi)泥漿的液面高由一個(gè)液位浮標(biāo)控制。在儲(chǔ)漿槽內(nèi)處于供不應(yīng)求，泥漿供給不足時(shí)，浮標(biāo)下降，補(bǔ)漿管自動(dòng)開(kāi)啟，中儲(chǔ)箱中的泥漿流入儲(chǔ)漿槽之中，使液面回復(fù)上升；當(dāng)槽內(nèi)泥漿輸出不足，供應(yīng)泥漿無(wú)法及時(shí)輸出時(shí)，則泥漿由溢流管排出，以免出現(xiàn)漫漿的情況。

5. 采用泥漿凈化裝置前后效果對(duì)比

攀枝花金沙江大橋1#墩樁基施工采用常規(guī)泥漿清孔方式（樁長(zhǎng)25.5m），每孔需要4～5天，但仍有部分沉碴無(wú)法清除，需在灌注混凝土前用高壓風(fēng)將孔底的沉碴吹散，使孔內(nèi)泥漿均勻后方可澆筑混凝土；采用ZX-250型泥漿凈化裝置清孔，每孔需要1～2天左右，大大的提高了工作效率，保證了樁基施工質(zhì)量，節(jié)約了施工成本。

6. 結(jié)語(yǔ)

攀枝花金沙江大橋1#墩樁基施工采用泥漿凈化裝置清孔后解決了大直徑鉆孔灌注樁清孔效果差、泥漿排放量大等難題。通過(guò)對(duì)比證明，采用泥漿凈化裝置清孔與一般泥漿循環(huán)清孔相比，提高了鉆碴排除能力，縮短了清孔時(shí)間，增強(qiáng)了清孔效果，樁身質(zhì)量得到了有效保證。為接下來(lái)將要施工的攀枝花金沙江大橋2#墩樁基（樁長(zhǎng)60m）施工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提供了有力的技術(shù)保障，將會(huì)大大的節(jié)約本橋的總體施工工期。

參考文獻(xiàn)

[1] 張子芳；大直徑超深沖孔樁施工清孔技術(shù)；山西建筑；2009年16期.

[2] 田豐；淺談裸巖深水大孔徑樁基清孔技術(shù)；工業(yè)技術(shù)；2012年37期.

[文章編號(hào)]1619-2737（2018）02-01-688