深水倾斜岩面大直径超长钻孔桩施工工法

深水倾斜岩面大直径超长钻孔桩施工工法

深水倾斜岩面大直径超长钻孔桩施工工法 1 . 工法产生背景 1.1工程背景 广东省广佛江快速通道江顺大桥工程项目由广东省发展和改革委员会批准建设，项目建设单位为江门市滨江建设投资管理有限公司。江顺大桥采用BT模式组织建设，通过公开招标由中国中铁股份有限公司和广东省公路勘察规划设计院股份有限公司联合体中标。 江顺大桥是连接江门市蓬江区和佛山市顺德区的交通枢纽， 项目的建设，对于完善地区公路网络，满足不断增长的西江两岸交通运输需求，适应江门市政府的北上发展战略，促进江门市和滨江新区的经济发展，以及加强与佛山地区的经济交流等方面，均具有重要意义。 1 . 工法产生背景 1.1 工程背景 1 . 工法产生背景 1.2 技术背景 江顺大桥设计为双向6车道，时速80km/h，一级公路兼城市快速路。主桥为双塔双索面钢混混合梁斜拉桥，跨径布置：（60+176+700+176+60）m，主桥全长1172米，为广东 第一大跨 斜拉桥。 主塔基础采用钻孔桩+圆哑铃型承台基础；主塔为H型塔，空心箱型断面；斜拉索为平行高强钢丝斜拉索，钢锚梁锚固；主梁为钢箱梁，配重梁为混凝土梁；支承体系采用半漂浮体系。 1 . 工法产生背景 1. 2 技术背景 江顺大桥设计技术标准： 　⑴ 设计基准期： 100年 　⑵ 道路等级：六车道一级公路 　⑶ 主线设计行车速度： 80km／h 　⑷ 主线设计车道：双向 6车道，标准断面全宽39m 　⑸ 设计洪水频率： 300年一遇 　⑹ 设计汽车荷载：公路 -Ⅰ级 　⑺ 抗震设防标准： P1概率100年10%，P2概率100年4% 　⑻ 最高通航水位（ 85高程）：7.23米 　⑼ 通航净空：主航道净 650×22米，单孔双向通航。 1 . 工法产生背景 1.2 技术背景 主塔Z3号、Z4号墩处高水位施工时水深超过20m，基岩局部为构造角砾岩、碎裂岩及其风化层，入岩层面倾角最大约60°且突变现象非常明显，在如此复杂的条件下施工3.0m大直径、钻孔深度超过100m的桩基础，施工难度非常大，采用常规钻孔设备和钻孔工艺则很难保证成孔质量。 1 . 工法产生背景 1.3 技术水平 在深水区复杂地质大角度倾斜岩面施工大直径超长钻孔桩，钻孔时因桩径大、深水、钻孔深度大、钻岩厚达20多米、工程地质复杂等情况，因此需要功率大、自重大、工作扭矩大的KTY4000型液压动力头旋转钻机进行施工，在大角度倾斜岩层入岩钻进、软硬不均的岩层中钻进的难度大，对施工工艺要求高。 本工法有效解决了工期要求紧、环保要求高等难题，应用效果达到国内领先水平，对同类工程具有较大的借鉴作用。 2 . 工法特点 2.1 质量、安全方面 2.1.1 成孔质量高，扩孔率低 由于覆盖层较为松散、卵石层较厚、特别是入岩处的中砂层和粗砂层尤其松散、破碎，桩基成孔时易形成坍塌和扩孔，增大扩孔率。通过调整泥浆含砂率、改变入岩处泥浆性能、去除钻杆稳定器、减小入岩处风压、降低钻压加快转速等措施，保证了成孔质量，有效地减小了扩孔率。 2 . 工法特点 2.1 质量、安全方面 2.1.2 桩基施工安全零事故 江顺大桥主塔墩处水深达20多米，水流湍急，且处于强台风区，安全风险较大。 通过全面贯彻“安全第一，预防为主”的安全生产管理方针，牢固树立“安全零事故”的安全管理理念 , 实现“三无，一杜绝，一创建”即“无重伤、无交通事故、无火灾事故，杜绝伤亡事故，创建安全文明工地”的安全管理目标， 建立一系列安全管理体系、制度，并认真贯彻执行，最终确保了桩基施工安全零事故。 　　　 2 . 工法特点 2.2 工期、进度方面 2.2.1 岩面处钻进快，成孔效率高 桩基入岩处岩层倾角极大，而且从粗砂层或中砂层直接过渡到较硬的中风化粉砂岩或中风化构造角砾岩，中间没有较软的强风化层过渡，给垂直入岩带来了极大的困难，同时也增加了钻成斜孔而无法保证成孔质量的风险。通过不断施工摸索和试验，总结出了一套有效的破斜岩钻孔方法，加快了入岩处垂直入岩的速度。 KTY4000型液压动力头旋转钻机采用反循环方式钻孔，施工时钻碴经过钻杆、出浆管、沉碴桶和分离器后分离出去，钻进速度快，成孔效率高。 2 . 工法特点 2.2 工期、进度方面 2.2.2 清孔时间短 KTY4000 型液压动力头旋转钻机在钻至离桩底 3m 左右时开始启动泥砂分离器，并同时调整泥浆指标。钻机钻到设计桩底标高后，进行泥浆循环分碴，一般经过 6h 左右后，沉碴厚度和泥浆性能指标满足规范要求。下完钢筋笼，二次清孔 4h 左右后 , 沉碴厚度能够满足施工规范要求。 2 . 工法特点 2.2 工期、进度方面 2.2.3 大幅度缩短工期 利用KTY4000 型旋转钻机 采用 本工法 与传统的冲击钻机等施工相比，钻进速度快，且该钻机两次清孔时间为10h左右，而冲击钻机两次清孔时间为3天左右，单桩成孔总时间累计减少15天左右,大大缩短了工期。 2 . 工法特点 2.3 节约成本、经济效益方面 2.3.1 时间、人力、电力资源节约 配备 KTY4000型旋转钻机 采用 本工法，大大缩短了桩基施工工期，从而节约了大量时间、人力。 冲击钻机与 KTY4000 旋转钻机清孔使用的泥浆泵功率相同， 而KTY4000型旋转钻机清孔时间较短，故 KTY4000 旋转钻机清孔可以节省大量用电，节省了大量的电力资源。 2 . 工法特点 2.3 节约成本、经济效益方面 2.3.2 钻孔材料资源节约 KTY4000型旋转钻机钻大角度倾斜岩面快，不需要辅助措施；而冲击钻机钻大角度倾斜岩面慢，需要反复回填冲进； KTY4000型 旋转钻机施工比冲击钻机施工可以节省大量片石和黄泥，从而降低成本。 KTY4000型旋转钻机泥浆可重复利用,第二轮可以用第一轮泥浆，可以节省一半泥浆，冲击钻机一般是排走丢弃，旋转钻机施工节省泥浆，从而降低成本。 2 . 工法特点 2.3 节约成本、经济效益方面 2.3.3 混凝土资源节约 KTY4000型旋转钻机扩孔率为8%左右，而冲击钻机扩孔率为14%左右,旋转钻机施工比冲击钻机施工可以节省大量混凝土，从而降低成本。 3 . 工艺原理 提前施工钢栈桥至施工的桥墩处，在墩位处搭设钻孔平台，APE400B震动锤插打钢护筒，安装挂桩分配梁后进行钻孔桩施工。桩位处安装钻机，桩中心对位，接长钻杆钻孔至离钢护筒底口2m止，进行PHP泥浆造浆，接长钻杆钻孔出护筒口，继续钻进至入岩面处（根据地层调整参数），进行大角度倾斜岩面破岩，直到钻头全部进入岩层后恢复正常钻进，在钻头离设计标高3m时开动泥砂分离器分砂调浆，钻至设计桩底标高，清孔、提钻、检孔、下钢筋笼、二次清孔、水下混凝土灌注（泥浆抽回泥浆池回收），后续桩基钻孔施工则利用回收泥浆以节省成本。 3 . 工艺原理 钻孔直径（ m ） 最大输出扭矩（ kN · m ） 最大钻 孔深度 （ m ） 钻 机 总功率 （ kW ） 钻 机 总重量 （ t ） 岩 层 (σ c ≤120Mpa) 岩 层 (σ c ≤200Mpa) 转 速 (0～6rpm) 转 速（0～15rpm） φ2.0 ～ φ4.0 φ2.0 ～ φ3.5 300 120 130 285 185 KTY-4000 型液压动力头旋转钻机技术参数 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.1 关键技术创新点 (1) 大角度倾斜岩面入岩钻进技术 在进入岩层阶段，及时降低钻进压力，入中风化岩面钻压控制在7.5～8.5Mpa之间，同时转数增加到6～7rpm，利用高速旋转的钻头刀齿对斜岩面突出部分进行撞击滚压，将斜面突出部分撞碎碾平，使该部分孔壁趋于顺直，每钻进20cm提起钻头复扫一次，复扫时要确保钻杆不晃动。循序钻进直到稳定器顺直进入岩层（即入岩3m之后），再适当加压增加进尺速度。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.1 关键技术创新点 ⑴大角度倾斜岩面入岩钻进 技术 入岩后每一节钻杆钻完，都要提起整节钻杆用吊线法测量钻杆垂直度，然后空转扫孔观察扭矩表指针变化情况和钻杆晃动情况，结合测量结果分析孔型偏向和偏差值，并做好记录。如果钻杆晃动大以及扭矩指针跳动急促，则孔型偏斜，提升钻头到不晃的位置，轻压慢转，反复扫孔，直至基本无晃动和扭转变化值小于2为止。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.1 关键技术创新点 ⑵软硬不均岩层的钻进技术 对于地层强度差异较大而造成地层软硬不均的部位，钻机在岩层钻进时会出现钻机跳动、剧烈抖动和不进尺现象。经过仔细观察，发现桩孔同一截面的岩石强度不均匀，钻头磨动经过软硬不均的地方出现跳动，长久之后会出现大的坑洞，同时钻机会出现剧烈抖动，等坑洞足够大可以容纳刀具没入坑洞中时，钻机转速和钻压过大后会将 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.1 关键技术创新点 ⑵软硬不均岩层的钻进技术 钻 头上的刀具一个个剪掉，刀具脱落多了，钻头磨在脱落的刀具上面就会不进尺。主要解决办法是：提出钻头，仔细用电磁铁将脱落的刀具全部吸起来，换上新的刀具，下钻头，减压慢速用钻头将坑洞磨平，再恢复正常钻进。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.1 关键技术创新点 ⑶高效 排渣二次 清孔技术 清孔过程：在高压空气作用下，泥浆顺着钻杆中心管从孔底抽出，经动力头后沿排浆管进入沉碴桶，通过沉碴桶顶部的消能器钢网筛直接筛去粒径大于2cm的钻碴，筛后泥浆经沉碴桶沉淀后一部分直接经回浆管流回孔内，另一部分经泥浆处理器再次将砂石筛分排除，处理后的泥浆经回浆管流入桩孔内循环。沉碴桶和泥浆处理器产生的钻碴经溜槽落入泥碴船中。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.1 关键技术创新点 ⑶ 高效排渣二次 清孔技术 　　　 一次清孔在钻进到桩底差3m左右开始，采用钻机的泥浆循环系统对孔内的泥浆进行置换和调制，从孔底不断抽出泥浆．经泥浆处理器进行降砂处理后流回孔内，泥浆比重随含砂率的减小而降低，同时投放适量的纯碱及聚丙烯酰胺调节。钻进到设计标高后将钻头提到离孔底30cm连续清孔约4h后 , 泥浆指标满足要求。二次清孔在下完成钢筋笼后立即进行，沉碴厚度和泥浆指标满足规范要求。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.1 钻孔平台施工 平台桩 钢管 采用打桩船施工，柴油锤型号选用D80，俯仰桩均可插打。平台钢管桩桩帽和接系利用200t浮吊安装，纵、横贝雷梁组采用浮吊安装，最后铺设2[20分配梁和1cm厚钢面板。 钢护筒采用APE400振动锤进行插打施工，由于墩位处水深较深，且流速较急，采取设置双层导向架控制钢护筒垂直度及平面位置，采用平潮时定位插打的办法，确保钢护筒垂直度满足要求。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.1 钻孔平台施工 打桩船插打钻孔平台钢管桩 安装平台桩间连接系 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.1 钻孔平台施工 双层导向钢护筒插打 钢护筒插打到位 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.2 钻头选型及钻具配置 ⑴钻头选择 通过对重型六翼刮刀钻头和滚刀钻头钻孔速度及提拆钻杆时间对比，发现在覆盖层时采用刮刀钻头钻进较快，但在入岩改换滚刀钻头时需提钻换钻头，耽误时间较长，综合对比分析，覆盖层与岩层均采用滚刀钻头较为合理。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.2 钻头选型及钻具配置 ⑴钻头选择 刮刀钻头 滚刀钻头 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.2 钻头选型及钻具配置 ⑵钻具配置 KTY-4000型旋转钻机的钻具组成（从下往上）：楔齿滚刀钻头（15t）+风包（1.0t）+钻头稳定器（5t）+钻铤加配重（50t）+异径接头（1t）+部分钻具加钻杆稳定器（2t）,总重约74t，钻具上再接钻杆。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.2 钻头选型及钻具配置 钻 具 配 置 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.2 钻头选型及钻具配置 钻杆为全被动钻杆，法兰盘连接，双壁结构。钻杆直径为φ300mm，长度为3m, 钻杆连接方式为螺栓连接。单根钻杆重量1.5t，每根钻杆配四根进口弹性销作传扭销，风室钻杆为钻进过程中的中间供风钻杆。 KTY-4000型旋转钻机采用二级风包配置：一级风包接于钻头与钻头稳定器之间，距孔底1.5m，二级风包（风室钻杆）安装在距孔底33～36m位置。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.3 泥浆配备及泥浆系统 钻孔施工所用的PHP泥浆是在钢护筒里进行拌制，采用由优质膨润土、Na 2 CO 3 和聚丙烯酰胺(PAM)和水按一定的质量比混合调制而成的复合泥浆，不同地层钻孔时，泥浆需做相应调整。 钻头钻进至距护筒底2m位置时，开始往孔内按一定比率投放造浆原料(膨润土：Na2CO3：PAM：水=0.1：0.003:0.000035:1)，钻头保持在原地转动，开动大功率空压机，并启动泥浆循环系统，待泥浆反复循环4h后，可充分搅拌均匀。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.3 泥浆配备及泥浆系统 护筒内造浆 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.3 泥浆配备及泥浆系统 在岸边设置一个能储存2500m 3 泥浆的泥浆池，泥浆池分为4个隔舱，分别为一个回浆池、一个沉淀池和两个储浆池。新孔开钻前，储备池内的泥浆通过泥浆泵经过同条泥浆管路输送到钻孔平台上，再由阀门控制输送到各钻孔护筒内。 泥浆循环系统中采用先进的泥浆处理器排渣。泥浆循环系统由钻具、钻杆、动力头、排浆管、沉渣桶、泥浆处理器、回浆管及供风系统组成。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.3 泥浆配备及泥浆系统 沉渣桶和泥浆处理器 大型泥浆池 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.4 KTY4000型旋转钻机安装及对位 ⑴钻机拼装流程 钻架 钻机底盘 封口 盘 动力头 钻具 钻杆 泥浆管路 风管 利用200t浮吊及平台龙门吊配合钻机拼装工作。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.4 KTY4000型旋转钻机安装及对位 ⑴钻机拼装 拼装钻机底座、钻架 拼装动力头、钻具 装钻杆 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.4 KTY4000 型旋转钻机安装及对位 　　⑵钻机组装就位，其底盘应水平、稳定，钻架中心、动力头中心与钻头、钻杆和桩径中心在一铅垂线上。钻机对中偏差标准：中心允许偏差不得大于2cm，倾斜率小于0.5%。 　　钻机就位后，测量人员测放护筒顶、钻机平台标高，作为孔深测量参考标准。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.4 KTY4000型旋转钻机安装及对位 钻机拼装完成，对位后准备开钻 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.5 钻机钻孔 ㈠钻进参数选择 ⑴转速 为充分发挥钻机的能力，钻机转速控制在4～8rpm。 ⑵钻压 钻压的选择受几个因素制约： ①钻头本身所能承受的压力。 ②桩孔钻孔垂直度。 ③钻机扭矩的限制。 ④钻机及钻头的稳定性。 不同地层中钻机转速和钻压参数设置如下表： 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.5 钻机钻孔 序号 地层名称 钻头型式 钻压（ MPa ） 转速（ rpm ） 钻速（ m/h ） 1 细 砂 楔齿滚刀钻头 6 ～ 7 4 ～ 5 1.0 ～ 1.5 2 淤泥质粉质粘土 楔齿滚刀钻头 5 ～ 6 5 ～ 6 0.8 ～ 1.2 3 细砂夹淤泥质粉质粘土 楔齿滚刀钻头 4.5 ～ 5.5 5.5 ～ 6.5 0.8 ～ 1.0 4 中 砂 楔齿滚刀钻头 6 ～ 7 6 ～ 7 0.8 ～ 1.17 5 粗 砂 楔齿滚刀钻头 4.5 ～ 6.5 5 ～ 6 0.8 ～ 1.2 6 砾 砂 楔齿滚刀钻头 4 ～ 5 5 ～ 6 0.5 ～ 0.6 7 卵 石 楔齿滚刀钻头 4.5 ～ 6.5 5 ～ 6 0.4 ～ 0.6 8 中风化泥质粉砂岩 楔齿滚刀钻头 4 ～ 4.5 5.5 ～ 6.5 0.16 ～ 0.18 9 中风化粉砂岩 楔齿滚刀钻头 3.5 ～ 4.5 6 ～ 8 0.18 ～ 0.20 10 中风化构造角砾岩 楔齿滚刀钻头 3 ～ 4 6 ～ 8 0.1 ～ 0.16 11 微风化粉砂岩 楔齿滚刀钻头 2.5 ～ 4 5 ～ 6 0.05 ～ 0.1 12 微风化构造角砾岩 楔齿滚刀钻头 2 ～ 3.5 5 ～ 6 0.03 ～ 0.06 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.5 钻机钻孔 ㈡不同地层钻进要点 ⑴护筒内及底口部位钻进 护筒内的覆盖层采用清水钻进，在离护筒口2m时停止钻进，在护筒内造浆。待护筒内泥浆指标满足要求后向下钻进，钻进到护筒底口部位时（底口上下各2m左右）宜使用气举反循环，小气量、轻压、慢转钻进成孔，并加大泥浆浓度进行钻孔，需特别注意不要让钻头碰挂护筒底口而出现漏浆现象，同时准备相当数量的锯末在护筒底口出现漏浆时投放堵漏。如钻进过程中发现钻头磨擦护筒，不得强行钻进，可根据护筒倾斜情况适当调整钻机位置。待钻头整体钻出护筒2m左右后，才可正常钻进成孔。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.5 钻机钻孔 ㈡不同地层钻进要点 ⑵护筒外松散覆盖层钻进 在覆盖层较松散（中砂层和粗砂层特别松散）、卵石层较厚等特性地质处钻孔时，极易形成坍塌扩孔，进而导致扩孔率增大。经过不断的摸索、分析，通过加大泥浆比重、提高泥浆性能、去除钻杆稳定器、减小钻孔风压、降低钻压加快转速等方法 , 有效地减小了扩孔率。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.5 钻机钻孔 ㈡不同地层钻进要点 ⑶大角度倾斜岩钻进（入岩处） 入岩处岩层倾角较大，而且是从粗砂层或中砂层直接进入到较硬的中风化粉砂岩或中风化构造角砾岩，中间没有较软的强风化层过渡，给垂直入岩带来了很大的困难，同时也增加了钻成斜孔的风险。经过摸索总结，采用高转速低钻压及进二退一的撞击法方式能有效地解决这一问题。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.5 钻机钻孔 ㈡不同地层钻进要点 ⑷软硬不均岩层钻进 对于地层强度差异较大而造成地层软硬不均的部位，钻机在岩层钻进时会出现钻机跳动、剧烈抖动和不进尺现象。经过仔细观察，发现桩孔同一截面的岩石强度不均匀，钻头磨动经过软硬不均的地方出现跳动，久之后会出现大的坑洞，同时钻机会出现剧烈抖动，等坑洞足够大可以容纳刀具没入坑洞中时，钻机转速和钻压过大后会将钻头上的刀具一个个剪掉，刀具脱落多了，钻头磨在脱落的刀具上面就会不进尺。主要解决办法是：提出钻头，仔细用电磁铁将脱落的刀具全部吸起来，换上新的刀具，下钻头，减压慢速用钻头将坑洞磨平，再恢复正常钻进。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.5 钻机钻孔 ㈡不同地层钻进要点 ⑸正常岩层及岩层交界钻进 正常岩层钻进时利用楔齿滚刀钻头破岩，同时加大风管送气量、低压慢转钻进，控制进尺,保证钻孔稳定持续。 由于各岩层之间交接处软硬不均，如果稍不注意就会钻成斜孔。施工各岩层交接处采取减压钻进和边钻孔边扫孔相结合的方法来施工。 出现斜孔后，可以通过边提钻边用磁力线坠检测钻杆垂直度直到没有偏斜的位置开始扫孔，扫孔方法可以用手动或自动档，手动扫孔注意下放量的控制，自动档宜用低压慢转速进行。每扫完一节用线坠复测一次，直到扫到满足要求为止。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.6 清孔及检孔 ⑴一次清孔在钻进到桩底差3m左右开始，采用钻机的泥浆循环系统对孔内的泥浆进行置换和调制，从孔底不断抽出泥浆．经泥浆处理器进行降砂处理后流回孔内，泥浆比重随含砂率的减小而降低，同时投放适量的纯碱及聚丙烯酰胺调节。 钻进到设计标高后将钻头提到离孔底30cm连续清孔约4h后，从孔内上、中、下三个部位取出泥浆检测，提钻时要确保的泥浆指标：比重1.09～1.13；粘度17.5s以上；胶体率95%；含砂率0.5%以内。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.6 清孔及检孔 ⑴清孔 泥浆处理器进行一次清孔 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.6 清孔及检孔 ⑵检孔 成孔检测采用UDM100型超声波成孔（槽）检测仪进行，检测内容包括孔径、孔深、孔形、孔深倾斜度等指标，如果出现斜孔、缩孔，则需要扫孔。 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.6 清孔及检孔 ⑵检孔 UDM100 型超声波成孔检测仪检孔 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.7 钢筋笼及导管安装、砼灌注、检桩 吊放钢筋笼、安装混凝土导管及灌注混凝土、桩成品检测、验收与一般钻孔桩相同。 钢筋笼长线法制作 钢筋笼专用吊具吊装 4 . 关键技术创新点与操作要点 4.2 操作要点 4.2.7 钢筋笼及导管安装、砼灌注、检桩 桩基钢筋笼安装完成后，进行二次清孔。 二次清孔 大料斗拔球灌注 正常灌注 5 . 工程应用情况 广佛江快速速道江顺大桥由中国中铁股份有限公司承建， Z3 、 Z4 主墩为江顺大桥的控制性工程，桩基直径大， Z3 主墩钻孔深度近 110m ，地质情况复杂，施工难度大且工期紧，桩基础的顺利施工是整个江顺大桥工期实现的关键。 江顺大桥主桥 Z3 、 Z4 主墩 Φ3.0m 大直径深水钻孔桩施工过程中，通过应用 《 深水倾斜岩面大直径超长钻孔桩施工工法 》, 平均 22 天完成 1 根桩，成孔速度快，泥浆性能好，不塌孔，成孔后清孔时间一般为 6h ，下放钢筋笼后沉碴厚度小，二次清孔时间短，水下混凝土灌注质量高，成桩经检测全部为 I 类桩，合格率 100% 。 5 . 工程应用情况 钻孔过程中有效地解决了入岩处大角度倾斜岩面、岩层交界处容易出现斜孔的问题,钻孔施工产生的钻渣用泥浆船外运，减少了钻渣的排放量，钻孔的扩孔率低,终孔后清孔速度快,泥浆通过泥浆管路输送到到岸边泥浆池中存放，钻孔时又输送回桩孔，减少了钻孔时的泥浆排放和节约了成本，有效解决了工期要求紧、环保要求高等难题，在保证工期、质量和环保方面取得了良好的效果。 6 . 社会经济效益 广佛江快速通道江顺大桥主桥Z3、Z4主墩Φ3.0m大直径深水桩基础施工过程中，通过应用《深水倾斜岩面大直径超长钻孔桩施工工法》,取得了显著的经济效益。 ⑴KTY4000型液压动力头回旋钻机钻孔速度快，对于大角度倾斜岩面钻进具有明显优势，所成的桩孔经UDM100超声波成孔（槽）检测仪检测孔径、孔形、倾斜率均符合规范要求，扩孔率低。 6 . 社会经济效益 ⑵KTY4000型液压动力头旋转钻机施工清孔时间快，钻孔在桩底3m时，开始采用泥浆分离器进行降砂，调整泥浆指标，一般钻至设计标高时清孔6h，泥浆指标合格,下完钢筋笼后二次清孔只需4h。 ⑶进行水下混凝土灌注时，通过泥浆循环管路将泥浆抽回岸边的储浆池，进行新孔施工时再抽回重复利用，节省泥浆成本。 6 . 社会经济效益 6.1 直接经济效益 ⑴旋转钻机钻大角度倾斜岩面快，不需要辅助措施，冲击钻机钻大角度倾斜岩面慢，需要反复冲填，以回填4次计，需要片石和黄泥分别为200m 3 、80m 3 ； ⑵旋转钻机扩孔率为8%左右，冲击钻机扩孔率为14%左右,以平均长度94m桩基为例，旋转钻机比冲击钻机节省40m 3 混凝土； ⑶旋转钻机两次清孔时间为10h左右，冲击钻机两次清孔时间为 3d 左右， 两者的泥浆泵功率同为 90kW ，单桩旋转钻机可节省清孔用电 5580 度 ； 6 . 社会经济效益 6.1 直接经济效益 ⑷旋转钻机泥浆可重复利用,第二轮可以用第一轮泥浆，可以节省一半泥浆，冲击钻机一般是排走丢弃，平均下来每桩可以节省100m 3 泥浆。 6 . 社会经济效益 6.1 直接经济效益 经综合测算单价，片石单价 120 元 /m 3 ，黄泥单价 60 元 /m 3 ，水下混凝土单价 350 元 /m 3 ，电单价 1 元 / 度，泥浆单价 100 元 /m 3 。 KTY4000 型旋转钻机与传统冲击钻机施工比较，平均每根桩可以节约成本约 5.84 万元，江顺大桥主桥 Z3 、 Z4 墩 Φ3.0m 大直径深水桩基共 56 根，合计节约成本约 327 万元。 6 . 社会经济效益 6.2 社会（间接）效益 采用KTY4000型液压动力头旋转钻机施工深水大直径桩基，与传统的冲击钻机相比施工速度快。通过一系列施工方法很好的防止了钻孔时孔壁塌孔的现象，有效地解决了入岩处大角度倾斜岩面、岩层交界处容易出现斜孔的问题，加速了施工进度。钻孔的扩孔率低，节省了桩基水下混凝土。终孔后清孔速度快，可以节省清孔的泥浆泵用电。水下混凝土灌注时可以回收泥浆，新孔开孔时可以重复利用。此工法应用前景广阔，社会效益巨大。 6 . 社会经济效益 6.3 工期效益 通过应用本工法， Z3 主墩单桩成孔时间由最初的 35d 左右缩短为 20d 左右，平均缩短了 15d ； Z4 主墩单桩成孔时间由最初的 30d 左右缩短为 16d 左右，平均缩短了 14d ； 56 根桩基全部完成只用了四个月左右时间（ 2012 年 1 月 6 日 -2012 年 5 月 8 日）；在广东省桥梁建造史创造了前所未有的施工速度，得到了参建各方的一致好评。