某大橋鉆孔灌注樁施工技術(shù)總結(jié)[一類建資]

1、某大橋鉆孔灌注樁施工技術(shù)總結(jié)工程概況：XX大橋位于武漢新區(qū)XX路，是XX路的重要控制工程。該橋共有鉆孔灌注樁612根。P2墩P20墩為南引橋區(qū)，P41墩P49墩為北引橋區(qū)，引橋區(qū)每墩分左右承臺，每承臺4根樁正四邊形分布，相鄰兩樁軸距3.6m；P21墩P40墩為主橋區(qū)，每墩承臺為整體式，每承臺兩排共16根樁，相鄰兩樁軸線距離4.1m。其中P2P3、P49墩P53墩共56根直徑為1200橋梁陸上樁，P4墩P48墩520根直徑為1200橋梁水中樁、南北橋頭堡36根為直徑1000的水中樁。樁基施工總工期要求在4個月內(nèi)全部完成。淤泥淤泥淤泥鉆孔平臺回填土地質(zhì)條件：XX大橋鉆孔灌注樁地質(zhì)條件復(fù)雜。XX屬死

2、水湖，主要受大氣降水補給，原始湖底常年淤積，形成較厚的淤泥、淤泥質(zhì)粘土，最深淤泥達18.5m。該橋鉆孔樁施工平臺采用回填粘土擠淤，小部分淤泥被擠走，大部分淤泥和淤泥質(zhì)粘土無法擠走，且被擠走的淤泥翻起護住筑島坡腳（如右圖）。圍堰回填土厚約4m6m，淤泥以下為粘土、亞粘土，局部有1m2m中細砂、碎石土等；個別墩位在粘土和基巖中間有較厚的碎石土層（如P4左墩存在11.5米厚碎石土層）。XX大橋各墩位樁基進入持力層主要有：弱風化泥巖、弱風化砂巖、弱風化石灰?guī)r、弱風化炭質(zhì)灰?guī)r、弱風化泥質(zhì)粉砂巖、強風化硅質(zhì)巖、弱風化石英砂巖。由于場地下部分布古生代老地層，多次強烈構(gòu)造作用導(dǎo)致基巖巖層傾角近于直立，裂隙發(fā)育

3、，巖石破碎，樁基成孔使基巖應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，極易沿裂隙面、層面形成脫落現(xiàn)象，造成塌壁，使孔徑增大。鉆機選擇：XX大橋鉆孔灌注樁數(shù)量多，所處地質(zhì)復(fù)雜，同一根樁穿越的地質(zhì)條件也各異。根據(jù)2月份試樁結(jié)果，各種鉆機在不同地層中鉆進速度如下：XX大橋北岸樁基各巖層鉆進參數(shù)統(tǒng)計表 （表1）樁 號鉆機類型孔深（m）各地層鉆進速度 (m/h)有效鉆進時間 (h)回填土淤泥、淤泥質(zhì)土粘土、亞粘土強風化泥巖弱風化泥巖P47-7CJF15沖反49.11.52.40.350.350.3123P46-6BJ20回反48.650.71.50.20.250.4161P39-3GPS15回正48.531.01.20.50.2

4、50.3135P40-3BG18旋挖48.658.05.07.03.05.014P36-3BG22旋挖48.728.05.05.06.06.010XX大橋南岸樁基各巖層鉆進參數(shù)統(tǒng)計表 （表2）樁 號鉆機類型孔深（m）各地層鉆進速度 (m/h)有效鉆進時間 (h)回填土淤泥、淤泥質(zhì)土粘土、亞粘土強風化炭質(zhì)灰?guī)r弱風化炭質(zhì)灰?guī)rP4-7CJF15沖反43.71.42.50.30.350.4102XX大橋南岸樁基各巖層鉆進參數(shù)統(tǒng)計表 （表3）樁 號鉆機類型孔深（m）各地層鉆進速度 (m/h)有效鉆進時間 (h)回填土淤泥、淤泥質(zhì)土粘土、亞粘土強風化硅質(zhì)巖P7-2Jk-15沖正44.651.02.20.2

5、50.394XX大橋南岸樁基各巖層鉆進參數(shù)統(tǒng)計表 （表4）樁 號鉆機類型孔深（m）各地層鉆進速度 (m/h)有效鉆進時間 (h)回填土淤泥、淤泥質(zhì)土粘土、亞粘土弱風化石灰?guī)rP8-2Jk-15沖正37.251.02.00.20.3594P10-2Jk-15沖正27.820.91.60.30.2576XX大橋南岸樁基各巖層鉆進參數(shù)統(tǒng)計表 （表5）樁 號鉆機類型孔深（m）各地層鉆進速度 (m/h)有效鉆進時間 (h)回填土淤泥、淤泥質(zhì)土粘土、亞粘土強風化砂巖弱風化砂巖P27-12CJF15沖反50.71.42.20.30.30.25132P26-7CZ-15沖正48.651.82.50.50.50.

6、573根據(jù)地質(zhì)報告，結(jié)合XX大橋前期520根樁基施工實踐總結(jié)針對各種持力層最佳鉆機選型如下表：XX大橋鉆孔灌注樁基巖持力層分布及鉆機選型表 （表6）樁所在承臺號樁尖持力層持 力 層 特 點適用鉆機型號P2、P4左、P6弱風化砂質(zhì)泥巖鉆進過程中容易調(diào)塊，造成坍孔JK-15沖正P3、P4右弱風化炭質(zhì)灰?guī)r溶巖裂隙較發(fā)育，巖石破碎，孔壁易脫落JK-15沖正P7強風化硅質(zhì)巖質(zhì)地較堅硬CJF-15沖反P8P17弱風化石灰?guī)r質(zhì)地堅硬，巖溶裂隙發(fā)育，溶洞多且形狀、走向不確定（詳見溶洞表）。JK-15沖正P18弱風化石英砂巖質(zhì)地極其堅硬，極限看壓強度108MPaJK-15沖正P19P27弱風化砂巖質(zhì)地較堅硬，對

7、鉆頭磨損極大。CZ-15沖正P28P53弱風化泥巖鉆進過程中容易調(diào)塊，造成坍孔BG22、AF200旋挖；GPS系列施工平臺：XX大橋鉆孔灌注樁施工平臺采用回填土擠淤填筑成型，轉(zhuǎn)水上施工為陸上施工。鉆孔平臺頂寬45m，長1200m，貫通XX南北。引橋區(qū)每隔一跨預(yù)留兩組泥漿池（包括沉淀池和循環(huán)池）；主橋區(qū)滿填后反開挖泥漿池。施工部署及工期安排：從XX大橋總體施工部署和進度考慮，結(jié)合南岸交通及其他環(huán)境的影響，為保證施工流水、立體作業(yè)體系的形成，要求該橋樁基施工重點在北主橋區(qū)（關(guān)系到拱板安裝）和北引橋區(qū)（關(guān)系到梁板運輸和安裝）。在北岸填筑鉆孔平臺基本形成后，陸續(xù)分別從北引橋、北主橋布置鉆機，從P48墩

8、、P40墩向南推進施工。在三月中旬到四月底基本完成P37墩P48墩鉆孔灌注樁施工，形成下構(gòu)施工作業(yè)面，初步形成立體作業(yè)體系。與此同時，在四月初南北鉆孔平臺貫通后，大量引進沖擊鉆機全面鋪開作業(yè)。高峰作業(yè)時，鉆機最多達46臺；平均每天成樁6根，高峰時每天成樁12根；在六月底基本完成了P4墩P48墩520根水上樁基的施工。施工工藝控制：在XX大橋鉆孔灌注樁施工過程中，對于一般地層，采取常規(guī)施工工藝。同時結(jié)合本工程樁基施工實際情況（如溶洞、淤泥等不良地質(zhì)；砂巖、灰?guī)r等含砂量大的巖層）對一些工序作了相應(yīng)的調(diào)整：1、淺護筒埋置 XX大橋鉆孔灌注樁施工平臺為回填粘土擠淤形成。大部分回填區(qū)域回填土厚度在4.0

9、m左右。采用一般護筒埋設(shè)（按規(guī)范要求2.3m）方法，護筒底距離回填土與淤泥結(jié)合面不到2m。在鉆機作業(yè)的振動力（特別是沖擊鉆機）的作用下、孔內(nèi)泥漿對孔壁沖刷導(dǎo)致護筒底孔壁的塌落，當護筒底部地質(zhì)條件差的時（如回填土與淤泥的結(jié)合面），護筒下掉，護筒不再起到護住孔口的作用。在P42-7、P45-4樁基施工時因此就出現(xiàn)護筒護不住孔口而造成第一次成孔失敗。為此，在沖擊鉆開孔鉆進施工時，我們采用淺埋護筒的方法，埋設(shè)1.2m1.5m的護筒，使護筒底口盡量遠離淤泥及回填土與淤泥交接處的不良地質(zhì)條件。從而取得了較好的鉆進效果。2、深護筒埋置 為滿足XX大橋樁基施工進度要求，在地質(zhì)容許承載力1000kPa的泥巖區(qū)采

10、用旋挖鉆進成孔工藝。因旋挖鉆機自重大（62t72t），鉆機重量通過回填土作用于淤泥，淤泥承受不起上部荷載傳遞下的力而失穩(wěn)。必須采用長護筒穿過淤泥及淤泥質(zhì)粘土等流塑狀態(tài)的不良地基，到達軟塑粘土。結(jié)合XX大橋回填土下淤泥深度，采用了=12mm鋼板卷制成D1.4m，L9m、12m、15m長護筒，用全站儀、經(jīng)緯儀控制護筒垂直度，50t履帶吊配合D90振動錘振壓埋置和拔起護筒，保證了旋挖鉆的正常施工。3、不良地質(zhì)條件鉆進 在XX大橋鉆孔灌注樁鉆進過程中，存在淤泥、淤泥質(zhì)粘土、碎石土、灰?guī)r溶洞、炭質(zhì)灰?guī)r與炭質(zhì)泥巖結(jié)合處的鉆進等復(fù)雜地質(zhì)條件。針對上述地質(zhì)條件，采取了相應(yīng)的鉆進方法和施工工藝。淤泥、淤泥質(zhì)粘土

11、 除旋挖鉆鉆進時長護筒穿過淤泥及淤泥質(zhì)粘土外，不管是沖擊鉆機還是回轉(zhuǎn)鉆機，均需在該地層謹慎鉆進。埋設(shè)在進入淤泥及淤泥質(zhì)粘土前，必須調(diào)好增大泥漿比重和粘度（比重1.30、粘度19），在回填土與淤泥結(jié)合部位緩慢鉆進，使泥漿充分調(diào)勻護壁，直到鉆進施工穿過淤泥、淤泥質(zhì)粘土才正常鉆進。在此過程中，如發(fā)現(xiàn)淤泥縮頸、淤泥與回填土結(jié)合部位坍壁，需及時回填粘土、片石造壁。碎石土 碎石土層普遍存在于粘土與巖石交屆處。由于地質(zhì)構(gòu)造作用，該橋地質(zhì)碎石土層十分破碎，成角礫狀，粒徑在3cm10cm范圍，粒與粒之間夾雜粘土及其他膠結(jié)物。在該巖層沖擊鉆進中（特別是在碎石土層厚較大時），需回填優(yōu)質(zhì)粘土，先靜止泥漿循環(huán)沖進造壁，

12、使粘土擠入碎石之間，然后用正循環(huán)沖進。在此期間，嚴禁使用反循環(huán)清渣，否則碎石土間粘土等膠結(jié)物將被泥漿沖刷而導(dǎo)致該地質(zhì)條件下孔壁坍塌?；?guī)r區(qū)溶洞 根據(jù)對XX大橋南岸弱風化石灰?guī)r區(qū)域?qū)嵤┟繕兑豢壮般@，共有26個超前鉆孔探明有35個溶洞存在（其具體位置和地質(zhì)情況見下表）。 XX大橋鉆孔灌注樁溶洞統(tǒng)計表 （表7）樁號溶洞標高范圍溶洞高度填充物類型P8-2-5.87-13.477.6紅褐色流塑粘土P8-7-7.06-12.265.2黃褐色可塑性土P11-3-11.51-18.216.7紅褐色流塑粘土P11-7-5.21-8.012.8紅褐色流塑粘土P12-3-6.14-7.741.6黃褐色可塑性土P1

13、2-7-6.04-8.942.9紅褐色流塑粘土P12-8-6.04-9.743.7黃褐色可塑性土P13-1-6.86-8.46-10.96-11.863.70.9黃褐色可塑性土P13-2-9.86-12.06-12.76-14.26-14.56-17.662.21.53.1黃褐色可塑性土P13-6-10.06-12.262.2紅棕色流塑粘土P13-7-12.36-15.8/63.5紅褐色流塑粘土P14-3-9.86-11.361.5黃褐色可塑性土P14-6-9.36-12.863.5黃褐色可塑性土P14-8-9.26-9.760.5黃褐色可塑性土P15-5-7.29-8.190.9灰白色可塑性

14、土P16-1-8.01-17.019.0黃褐色可塑性土P16-4-4.61-5.210.6黃褐色可塑性土P16-5-12.01-13.111.1黃褐色可塑性土P16-6-11.31-11.910.6黃褐色可塑性土P17-1-17.51-19.21-28.21-31.911.73.7黃褐色可塑性土空 洞P17-2-17.41-18.61-19.61-22.211.22.6黃褐色可塑性土灰白色可塑性土P17-4-15.31-16.711.4黃褐色可塑性土P17-5-6.91-23.8116.9黃褐色可塑性土P17-6-11.51-12.11-13.31-15.11-16.51-26.310.61.

15、89.8黃褐色可塑性土黃褐色可塑性土黃褐色可塑性土P17-7-8.81-10.11-23.91-25.711.31.8黃褐色可塑性土黃褐色可塑性土P17-8-11.61-14.61-25.11-34.613.09.5黃褐色可塑性土黃褐色可塑性土根據(jù)超前鉆鉆探結(jié)果，所有鉆孔基本無漏漿現(xiàn)象，表明石灰?guī)r巖溶裂隙、溶洞之間連通性較差；同時，在同一墩位相鄰兩樁都存在溶洞。據(jù)此推測該區(qū)域溶洞相對較小而且獨立。不管這些溶洞有無填充物，在溶洞區(qū)鉆進時回填片石、粘土就能滿足鉆進施工要求。從施工中回填物多少和灌注混凝土的多少也能證明這些溶洞小而且獨立的特點。根據(jù)這些特點，在溶巖區(qū)鉆進過程中就容易把握施工方向，運用

16、多、快、好、省的措施進行施工，為項目節(jié)省大量的人、力、財。4、不同持力層成孔后清孔 XX大橋樁端持力層主要有弱風化泥巖、弱風化砂巖、弱風化石灰?guī)r等。其中泥巖在鉆進過程中被磨成泥漿，而弱風化砂巖、弱風化石灰?guī)r則在進過程中沖擊成細砂狀，由泥漿循環(huán)浮上來。泥巖區(qū)清孔時泥漿指標可在較短時間里調(diào)到1.031.10之間；此時的孔內(nèi)沉渣厚度不會因此增加很多。而在弱風化砂巖、弱風化石灰?guī)r區(qū)，濃泥漿在較短時間內(nèi)稀釋，靠泥漿浮出的砂巖、灰?guī)r細渣就會沉淀。沉淀后的砂巖、灰?guī)r細渣很難再用泥漿循環(huán)出來。因此在砂巖、灰?guī)r區(qū)清孔時，泥漿比重不宜快速調(diào)得過浠。5、灌注混凝土 由于場地限制，XX大橋鉆孔灌注樁均采用購買商品砼灌

17、注。商品砼具有運輸距離遠，緩凝時間長（本樁基工程要求緩凝時間6h10h），等特點。灌注前必須對現(xiàn)場交通、設(shè)備、人員進行認真組織，確保灌注的連續(xù)性。灌注前必須把好混凝土質(zhì)量關(guān)。對質(zhì)量達不到要求的商品砼，在首封灌注前必須報廢或退回。如在灌注過程中才發(fā)現(xiàn)混凝土不符合要求，退回勢必會影響混凝土灌注的連續(xù)性。灌注過程中還應(yīng)根據(jù)灌注實際情況適當調(diào)整導(dǎo)管埋深。如在溶洞區(qū)灌注時，適當增加導(dǎo)管埋深，可預(yù)防混凝土突然下降導(dǎo)致導(dǎo)管漏封。在天氣炎熱時可使導(dǎo)管埋深取規(guī)范要求的低限埋深。事故預(yù)防及處理 XX大橋鉆孔灌注樁數(shù)量多、工期緊，在施工中應(yīng)盡早對施工中可能出現(xiàn)的事故加以預(yù)防；并對施工中出現(xiàn)的問題及時處理。保證了樁基

18、施工的順利推進。1、成孔過程中坍孔 成孔過程中出現(xiàn)坍孔一般存在于淤泥與回填土結(jié)合面、碎石土層等不良地質(zhì)條件下。其預(yù)防處理措施參考不良地基條件下鉆進措施。如在鉆進過程中已經(jīng)出現(xiàn)大面積坍孔的，需及時用優(yōu)質(zhì)粘土、片石回填至坍孔部位以上3m5m位置，重新沖擊造壁。2、下鋼筋籠過程中坍孔 下鋼筋籠過程中，操作不當也會造成已成孔孔壁的坍孔，如遇少量坍孔造成沉渣增厚，應(yīng)及時調(diào)來反循環(huán)泵將沉渣吸出。如遇大量坍孔埋住鋼筋籠，應(yīng)盡快采取措施提起鋼筋籠。加大泥漿比重護壁，重新鉆進到設(shè)計樁底標高。必要時應(yīng)回填后再鉆進成孔。下完鋼筋籠、導(dǎo)管，二次清孔到位后立即準備灌注砼，以防泥漿調(diào)浠后孔壁被長時間浸泡而坍孔。施工過程中

19、孔周圍的集中荷載和強烈振動也是造成坍孔的主要原因。如50t吊車、振動錘下壓護筒作業(yè)、旋挖鉆鉆渣堆放等均會造成附近孔的縮孔、坍孔事故。在施工交叉作業(yè)是應(yīng)充分考慮各方面的因素，有效預(yù)防縮孔坍孔事故。3、沖擊鉆掉鉆 沖擊鉆出現(xiàn)掉鉆一般在破除空溶洞頂板時發(fā)生，有時也因鋼絲繩斷裂、鉆頭焊縫老化等原因掉鉆。每成一根樁及時對鉆機進行檢修；破除頂板時采用小鉆頭、小沖程；在鉆頭上焊多處打撈環(huán)等可以有效預(yù)防、處理掉鉆事故。在P17-1破除空溶洞頂板時，因頂板較薄，在低沖程下也發(fā)生了掉鉆事故，通過打撈環(huán)及時澇出鉆頭，不因此而影響施工。在P11-2鉆進施工時，鉆頭攔腰發(fā)生脆性斷開，掉在孔內(nèi)的半截鉆頭沒有焊打撈環(huán)，無法

20、打撈上來。后雖用沖抓鉆頭將其抓起，但對施工進度影響較大。4、斜孔處理 偏斜嚴重的成孔會影響鋼筋籠以及導(dǎo)管的下放就位?？椎钠币话闶怯捎阢@架偏斜或沖擊鉆孔過程中遇到的地質(zhì)軟硬不均造成的。施工過程中必須定時檢查鉆機的平整度，及時加以調(diào)整。對已經(jīng)成孔但偏斜較嚴重的孔應(yīng)及時回填。調(diào)平鉆機后重新鉆進成孔。5、導(dǎo)管堵塞 選用合理級配的混凝土，確保灌注砼的和易性；灌注過程保持連續(xù)，避免長時間停灌；嚴格按照技術(shù)規(guī)范進行施工。當堵管發(fā)生在灌注初期時，采取的辦法無法排除故障，應(yīng)立即拔出導(dǎo)管、鋼筋籠，用鉆機快速鉆進清理孔內(nèi)混凝土，至設(shè)計標高時再下鋼筋籠灌注混凝土。當堵管發(fā)生在灌注過程中后期，應(yīng)立即拔出導(dǎo)管進行清洗，檢測孔內(nèi)砼面高