復雜巖層地質沖擊成孔質量控制

1、復雜巖層地質沖擊成孔質量控制1、概述1.1 工程概況瑯岐閩江大橋及接線工程I合同段主橋邊輔墩及引橋樁基 樁徑為180cm；鉆孔樁均按柱樁設計，要求樁底進入微風化巖不 小于 1.5 倍樁徑，且沉渣厚度不得大于 5cm。通過方案比選，主橋邊輔墩及引橋 1.8m樁基采用成本較低、破碎高強度巖層效果較好的沖擊鉆機沖擊成孔施工工藝。1.2 水文、氣象條件1.2.1 水文條件 場地地下水類型主要為淺部填土中的上層滯水， 中部中砂層 中的孔隙承壓水，以及基底不同風化程度巖層中的孔隙 -裂隙承 壓水。地下水埋深0.503.10米，賦存于基地不同風化程度花崗 巖構造系中的巖層空隙 - 裂隙承壓水，各含水層存在直

2、接水力聯 系，由于風化程度不同，風化孔隙裂隙率和連通性差異較大，總 體透水性較弱，富水性也較弱。1.3 地質條件1.3.1 地層地質情況 本區(qū)段位于大橋亭江側陸域， 地勢較平坦， 主要為道路和農田，地面高程 4.666.17m。土體層厚度11.355.7m，巖體 為花崗巖。土體層主要為：表層為厚1.73.1m松散素填土、雜填土， 其下主要為流塑狀淤泥2 （局部夾薄層卵石6）,淤泥2 層 厚9.643.3m，N3N1墩下部為可塑性為主的粉質黏土（1） 厚度為7.417.1m、局部有中密的中砂透鏡體（4）,厚度為 2.2 2.5m。巖體整體上埋藏較淺,巖面起伏大,風化厚度相差較大。強風化層厚薄不均

3、，厚0.58.6m，多為密實砂礫狀，底部夾少量 碎塊狀；中風化層整體較薄,一般不超過一米,有些部位缺失； 部分強風化巖中夾有1.52.0m微風化殘余體，微風化面起伏很 大，埋深 11.8 66.6m，高程-6.51 -60.63m。由于本段強風化層、 中風化層整體厚度薄且不連續(xù), 微風化 巖埋藏淺,采用端承樁基礎,樁端置于微風化基巖中。1.3.2 巖土體設計參數建議值根據鉆探、 原位測試和室內土工試驗結果, 并結合鉆進情況 和現場野外鑒定, 綜合確定場地巖土體設計參數建議值如下表所 示。巖土設計參數建議值表1.3.3 不良地質作用不良地質現象主要為沙土液化。橋址地震設防裂度為 7 度 區(qū),工程

4、場地在埋深 20 米以內分布有飽和的粉砂、細砂層,為 可液化土,場地液化等級為嚴重。特殊巖土主要為軟土（淤泥、淤泥質土）和風化巖，其中軟土分布十分普遍，厚度達50m水平層理明顯，局部呈千層餅狀， 局部層理面附粉砂， 具有高靈敏度和觸變性。 樁基施工時須特別 注意淤泥塑性變形的問題。2、鉆孔施工2.1 鉆機選型根據鉆孔樁樁徑、樁長及地質條件，選用CK2000型及CK2200 型兩種沖擊鉆機配備泥漿凈化器等配套機具進行成孔作業(yè)。 該機 為大口徑沖擊鉆機，適用于各種地層，特別是卵、礫石層和堅硬 巖層， 比其他類型鉆機有較高的鉆進效率和成孔質量。 鉆機性能 參數見下表。沖擊鉆機性能表2.2 沖擊成孔

5、采用沖錘沖擊成孔，泥漿沉淀除渣，正循環(huán)鉆進、清孔施工 工藝。開鉆前向孔內注入泥漿，以沖擊錐小沖程反復沖擊造漿。 在通過護筒底口及底口以下 24米時，采用濃泥漿、低沖程， 高頻率反復沖砸，使孔壁堅實不塌不漏。 開孔及整個鉆進過程中，孔內水位要求保持1.5 m2.0m水頭高度，并低于護筒頂面 0.3m以防溢出泥漿，掏渣后及時補 水。每鉆進2m和在地層變化處及時撈取渣樣，以便與勘察設計 時的地質剖面圖進行核對， 同時也為泥漿、 鉆錘及鉆進速度的選 擇提供更為直接的資料。 在鉆孔施工過程中， 沖程要根據土層情況而異： 在通過堅 硬密實巖層或漂石之類的土層中采用中沖程， 沖程過高， 對孔底 振動大，易引

6、起塌孔。在通過高液限黏土、低塑形淤泥土層時， 采用高沖程。 在易坍塌或流砂地段用小沖程， 并提高泥漿的粘度 和相對密度。鉆進成孔過程中各類地層中的沖程及泥漿比重選用值見下 表。各類地層鉆進中的沖程及泥漿比重選用表 在通過巖石或漂石， 如孔內巖層表面不平整或傾斜， 先投 入粘土、片石，將表面墊平，再進行沖擊鉆進，防止發(fā)生斜孔、 卡鉆或掉鉆事故。 鋼絲繩的長度要均勻地松放，一般在松軟土層每次松繩 5cm 8cm,在密實堅硬土層每次松繩 3cm- 5cm為正確提升鉆 錘的沖程，在鋼絲繩上采用油漆做出長度標志，防止松繩過少， 形成“打空錘”；松繩過多，則會減少沖程，降低鉆進速度，嚴 重時使鋼絲繩糾纏發(fā)

7、生事故。 采取泵吸正循環(huán)沉淀除渣， 通過粘土造漿懸浮巖屑， 再將 鉆渣循環(huán)至孔口，采用篩網將泥漿中的巖屑除去。 在掏渣后或因其它原因停鉆， 再次開鉆時先由低沖程逐漸 加大到正常沖程，以免卡鉆。2.3 沖擊成孔注意事項1）防滲漏技術措施若遇巖石破碎，裂隙發(fā)育地層，泥漿滲漏的可能性極大，必 須采取預防措施， 防止孔內水頭突然下降導致孔口護筒被水壓壓 壞或引起局部破碎巖塌孔。 始終保持護筒內泥漿面高出護筒外水 面 1.5m 以上，一旦發(fā)生滲漏，及時采取增大泥漿比重和粘度、 回填粘土等措施進行處理。2）在鉆進過程中，發(fā)生故障或突然停電，設法盡快將鉆頭 提起，以免埋鉆。3）在鉆進過程中，定時檢查鉆頭直徑，當沖錘磨損到比原尺寸小23cm或刃口磨鈍時，及時補焊。4）沖擊鉆一般采用正循環(huán)清渣，清孔速度慢，清孔效果差， 很難達到柱樁沉渣指標要求， 需采用泵吸反循環(huán)清孔工藝， 確保 清孔質量。5）復雜巖層地質沖擊鉆孔常見事故預防和處理見下表。復雜巖層地質沖擊成孔常見問題、原因和處理方法3、總結 通過在超厚淤泥層及高強