鉆孔灌注樁雜填土換填成孔施工方法

鉆孔灌注樁大粒徑回填土成孔施工方法金麗華 饒?jiān)莱?（浙江省隧道工程公司）摘要：文章結(jié)合麗水市水閣至臘口公路工程第一合同段胡村大橋樁基施工實(shí)例,在有大粒徑回填土成孔的鉆孔灌注樁施工中，對(duì)各種施工方案進(jìn)行了對(duì)比分析后，采用換填黃黏土沖擊鉆機(jī)施工樁基的方法以及一系列綜合技術(shù)措施，從根本上保證了施工的順利進(jìn)行,達(dá)到了預(yù)期效果。關(guān)鍵詞：大粒徑 回填土 大橋灌注樁 方法1、工程概況麗水市水閣至臘口公路工程第一合同段胡村大橋施工，胡村大橋中線樁號(hào)K4+802（K4+728.5K4+875.5），配跨為435m，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)為肋板式橋臺(tái)樁基基礎(chǔ)鉆孔灌注樁：墩柱樁基直徑1.6m18根，橋臺(tái)樁基直徑1.2m24根；單個(gè)橋墩設(shè)3根1.6m灌注樁，1#墩樁長(zhǎng)24m，2#墩樁長(zhǎng)18.6m，3#墩樁長(zhǎng)15m。單個(gè)橋臺(tái)設(shè)6根1.2m灌注樁，0#橋臺(tái)樁長(zhǎng)22.2m，4#橋臺(tái)樁長(zhǎng)14.5米。胡村大橋設(shè)計(jì)均為嵌巖樁且要求嵌入微風(fēng)化基巖不得小于1倍樁徑。根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告資料，胡村大橋橋梁主要分布在斜坡、溝谷、丘陵地貌、沖擊平原地貌。地質(zhì)結(jié)構(gòu)分層主要為土石混合料、全風(fēng)化凝灰質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)、中、微凝灰質(zhì)粉砂巖。胡村大橋上層為素填土層，塊石約占35%55%，粒徑2025cm，碎石約占10%20%，粒徑38cm。覆蓋層見下表：設(shè)計(jì)覆蓋層厚度及巖層分布情況一覽表。設(shè)計(jì)覆蓋層厚度及巖層分布情況一覽表序號(hào)樁號(hào)巖層情況（埋深）備注素填土全風(fēng)化凝灰質(zhì)粉砂巖強(qiáng)風(fēng)化凝灰質(zhì)粉砂巖中風(fēng)化凝灰質(zhì)粉砂巖微風(fēng)化凝灰質(zhì)粉砂巖10#8.82.43.65.51.821#12.12.425.73.532#5.22.67.34.243#3.221.31.82.954#2.812.24.81.82、施工方案對(duì)比選擇2.1前期施工情況橋梁樁基施工，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范施工，上報(bào)施工方案并選擇3-5#為首件施工。施工鉆進(jìn)過程中多次出現(xiàn)少量泥漿流失的現(xiàn)象,及時(shí)對(duì)泥漿進(jìn)行了處理（摻加少量水泥、纖維等外加粘結(jié)材料），暫時(shí)緩解少量泥漿流失現(xiàn)象，在鉆進(jìn)6.3m（距護(hù)筒頂），出現(xiàn)泥漿瞬時(shí)流失，大方量塌孔，為防止樁機(jī)傾覆，施工人員安全，及時(shí)撤離了機(jī)械與人員，并對(duì)塌方地段進(jìn)行了回填處理。由監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主等單位一同對(duì)樁基地質(zhì)進(jìn)行勘察，及樁位開挖地質(zhì)情況分析后確定實(shí)際原地面為進(jìn)尺7.465m。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔及樁位開挖地質(zhì)情況，原地質(zhì)為中風(fēng)化凝灰質(zhì)粉砂巖石方填料，石料粒徑0.1m1.8m，局部粒徑更大，大粒徑塊石含量約占80%以上（粒徑大于25cm），且未壓實(shí)，孔隙多樣分布，孔隙率較大，覆土深度9.465m。具體詳見回填層開挖現(xiàn)狀圖、樁基施工情況對(duì)比表。 圖1 35#孔位塌孔 圖2 回填料超粒徑與地質(zhì)不符2.2施工方案選擇 2.2.1正常泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)沖擊成孔灌注樁系用沖擊式鉆機(jī)或卷揚(yáng)機(jī)懸吊沖擊鉆頭（又稱沖錘）上下往復(fù)沖擊，將硬質(zhì)土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用掏渣筒掏出成孔，然后再灌注混凝土成樁。適用于黃土、粘性土或粉質(zhì)粘土和人工雜填土層中，特別適于有孤石的砂礫石層、漂石層、堅(jiān)硬土層、巖層中使用（前提是地質(zhì)情況均勻，粒徑不宜過大）。本項(xiàng)目不適用2.2.2護(hù)筒跟進(jìn)鉆進(jìn)鋼護(hù)筒適用范圍：適用于水稻田，地下巖層為淤泥層、海積砂層，地質(zhì)情況較為復(fù)雜，巖層松散不穩(wěn)定地區(qū)。鋼護(hù)筒的優(yōu)點(diǎn)為：在淤泥層、海積砂層地區(qū)，采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)技術(shù)能較好地解決成樁難的問題。本項(xiàng)目不適用針對(duì)性方案對(duì)比一覽表序號(hào)施工方法正常泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)護(hù)筒跟進(jìn)鉆進(jìn)可行性施工步驟施工過程存在問題產(chǎn)生的后果施工過程存在問題產(chǎn)生的后果1鉆進(jìn)樁基在鉆進(jìn)過程中，泥漿隨孔隙流失，無法達(dá)到護(hù)壁效果，易產(chǎn)生塌孔。重復(fù)鉆進(jìn)，工期延長(zhǎng)1、鉆進(jìn)過程中，由于石料含量較大，孔隙率較大，泥漿瞬間流失，護(hù)筒無法及時(shí)跟進(jìn)，產(chǎn)生塌孔2、鉆進(jìn)過程中，沖擊到鑲嵌大粒徑塊石，容易對(duì)樁孔四周產(chǎn)生擾動(dòng)，泥漿出現(xiàn)大量流失，產(chǎn)生大面積塌孔，1、重復(fù)鉆進(jìn)、工期延長(zhǎng)2、產(chǎn)生擾動(dòng)，大面積塌陷，樁機(jī)基礎(chǔ)不穩(wěn)，產(chǎn)生側(cè)翻，造成安全事故。無2終孔若塌孔后回填，強(qiáng)制鉆進(jìn)，待砼澆筑前，進(jìn)行清孔，出現(xiàn)塌孔出現(xiàn)塌孔，鋼筋籠無法取出，造成損失，工期延長(zhǎng)無3砼灌注灌注過程中，護(hù)壁薄弱，出現(xiàn)塌孔斷樁，重新鉆孔，造成損失，工期延長(zhǎng)由于回填塊石層，未壓實(shí)，護(hù)筒拔設(shè)過程中，塊石受側(cè)壓力擠壓，鑲嵌在澆筑砼內(nèi)部產(chǎn)生夾層或斷樁，造成質(zhì)量事故無2.2.3換填土結(jié)合泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)采用全部換填黃黏土的施工方法：（1）換填后可以采用常規(guī)正循環(huán)施工工藝進(jìn)行鉆孔灌注樁施工，工期能滿足施工要求，預(yù)計(jì)4天成孔。（2）所需機(jī)械與其余部位樁基施工相同，不需要額外增加機(jī)械或附助材料，且樁孔定位簡(jiǎn)單。（3）避免施工過程中重覆鉆進(jìn)造成的浪費(fèi)。（4）保證施工過程中人員、設(shè)備的安全。（5）保證成樁質(zhì)量。經(jīng)上述方法特點(diǎn)的分析，本項(xiàng)目采用換填土結(jié)合泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)。3、換填土結(jié)合泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)方法施工3.1施工順序由于換填范圍較大，深度較深，因此須編制專項(xiàng)施工方案，經(jīng)審批后實(shí)施。采用大放坡法開挖，并進(jìn)入原地面線黏土層500mm，以避免填土層與原地面黏土層夾層留下鉆孔施工的后遺癥。3.2施工安全措施開挖時(shí)段有專職安全員值班，坑邊設(shè)置警戒標(biāo)志、標(biāo)牌，設(shè)置硬質(zhì)護(hù)欄?；娱_挖嚴(yán)格按要求放坡。因?yàn)槭遣痪鶆蚧靥钔?，且密?shí)度不高，故操作時(shí)應(yīng)隨時(shí)注意土壁的變動(dòng)情況。發(fā)現(xiàn)有裂紋或局部坍塌，立刻停止作業(yè)，加大放坡坡度重新開挖。3.3開挖方式為確保樁基成孔質(zhì)量及施工安全,對(duì)樁位采用黏土換填，換填深度至原地面，然后分層回填壓實(shí)。樁基底部換填寬度為2m+R+2m（1.2雙排：8.7m、1.6單排：5.6m），基坑開挖根據(jù)深度設(shè)置放坡，放坡設(shè)置參數(shù)為：H6m：設(shè)置1個(gè)臺(tái)階（h=6m），臺(tái)階寬度為2m，坡度為1：1。H6m：不設(shè)置臺(tái)階，坡度為1：1。3.3.1施工方法（1）為防止開挖過程中，出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，施工時(shí)，先按照暫定放坡1：1放坡，后根據(jù)開挖情況及深度，適當(dāng)調(diào)整坡度，確保安全的情況下，縮小開挖面，減少開挖量。（2）由于原狀土為碎石填料，大粒徑鑲嵌，極不穩(wěn)定，項(xiàng)目部采用局部開挖局部回填的方法?；靥詈螅?0cm進(jìn)行壓實(shí)，確保整體壓實(shí)度。3.4換填黃黏土（1）黃黏土應(yīng)選擇較為干燥（含水量不宜大于20%），且抗剪強(qiáng)度（C、）值較好的原狀土。（2）換填層厚控制在500mm左右，由于底部較深，最深達(dá)9.3m，因此，最先幾層采用挖掘機(jī)邊回填邊用挖斗擠壓密實(shí)的方法，擠壓時(shí)要均勻，力度要足，速度不宜太快。待回填至5m左右深時(shí)，可以考慮先采用挖斗擠壓，再采用挖掘機(jī)來回碾壓，直至到鉆進(jìn)控制標(biāo)高。（3）回填至施工鉆進(jìn)控制標(biāo)高后，再放設(shè)護(hù)筒，為下一步施工創(chuàng)造條件。3.5鉆也灌注樁施工鉆孔灌注樁按常規(guī)法施工，只是須將黃黏土換填土層施工區(qū)域施工時(shí)的鉆進(jìn)速度調(diào)慢，并加大泥漿比重0.10.2，必要時(shí)加入適當(dāng)水泥，增加泥漿護(hù)壁能力，預(yù)防塌孔。4、完成效果麗水市水閣至臘口公路工程，胡村大橋由于地質(zhì)情況不符采用換填黃黏土方法實(shí)施鉆孔灌注樁成孔，得到較好的施工效果，同時(shí)降低了安全、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。（1）經(jīng)換填的黃黏土在鉆孔灌注樁施工時(shí)無塌孔，且均順利成孔，成功率100%；（2）整個(gè)換填約10000m3約7天內(nèi)完成，為后續(xù)樁基順利施工打下了良好的基礎(chǔ)，并使得整個(gè)樁基的施工進(jìn)度時(shí)間得到了保障。（3）經(jīng)開挖后自檢，及第三方交（竣）工檢測(cè)，換填區(qū)灌注樁成樁質(zhì)量較好，未見明顯缺陷，均為一類樁。5、結(jié)束語在公路建設(shè)，特別是城鎮(zhèn)周邊地區(qū)或老城改造中，經(jīng)常會(huì)碰到雜填地基，其中的旱橋（不涉水或少涉水）也較多，是鉆孔灌注樁實(shí)施的一大難點(diǎn)，本工程換填施工方法的順利實(shí)施，為雜填土區(qū)鉆孔灌注樁的施工提供了切實(shí)可行的方法，