復(fù)雜巖層地質(zhì)沖擊成孔質(zhì)量控制

1、復(fù)雜巖層地質(zhì)沖擊成孔質(zhì)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(shè)計(jì)，要求樁底進(jìn)入微風(fēng)化巖不 小于 1.5 倍樁徑，且沉渣厚度不得大于 5cm。通過(guò)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(qiáng)度巖層效果較好的沖擊鉆機(jī)沖擊成孔施工工藝。1.2 水文、氣象條件1.2.1 水文條件 場(chǎng)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(fēng)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(fēng)化程度花崗 巖構(gòu)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(lián) 系，由于風(fēng)化程度不同，風(fēng)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(zhì)條件1.3.1 地層地質(zhì)情況 本區(qū)段位于大橋亭江側(cè)陸域， 地勢(shì)較平坦， 主要為道路和農(nóng)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(zhì)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(fēng)化厚度相差較大。強(qiáng)風(fēng)化層厚薄不均

3、，厚0.58.6m，多為密實(shí)砂礫狀，底部夾少量 碎塊狀；中風(fēng)化層整體較薄,一般不超過(guò)一米,有些部位缺失； 部分強(qiáng)風(fēng)化巖中夾有1.52.0m微風(fēng)化殘余體，微風(fēng)化面起伏很 大，埋深 11.8 66.6m，高程-6.51 -60.63m。由于本段強(qiáng)風(fēng)化層、 中風(fēng)化層整體厚度薄且不連續(xù), 微風(fēng)化 巖埋藏淺,采用端承樁基礎(chǔ),樁端置于微風(fēng)化基巖中。1.3.2 巖土體設(shè)計(jì)參數(shù)建議值根據(jù)鉆探、 原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果, 并結(jié)合鉆進(jìn)情況 和現(xiàn)場(chǎng)野外鑒定, 綜合確定場(chǎng)地巖土體設(shè)計(jì)參數(shù)建議值如下表所 示。巖土設(shè)計(jì)參數(shù)建議值表1.3.3 不良地質(zhì)作用不良地質(zhì)現(xiàn)象主要為沙土液化。橋址地震設(shè)防裂度為 7 度 區(qū),工程

4、場(chǎng)地在埋深 20 米以內(nèi)分布有飽和的粉砂、細(xì)砂層,為 可液化土,場(chǎng)地液化等級(jí)為嚴(yán)重。特殊巖土主要為軟土（淤泥、淤泥質(zhì)土）和風(fēng)化巖，其中軟土分布十分普遍，厚度達(dá)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(shí)須特別 注意淤泥塑性變形的問(wèn)題。2、鉆孔施工2.1 鉆機(jī)選型根據(jù)鉆孔樁樁徑、樁長(zhǎng)及地質(zhì)條件，選用CK2000型及CK2200 型兩種沖擊鉆機(jī)配備泥漿凈化器等配套機(jī)具進(jìn)行成孔作業(yè)。 該機(jī) 為大口徑?jīng)_擊鉆機(jī)，適用于各種地層，特別是卵、礫石層和堅(jiān)硬 巖層， 比其他類型鉆機(jī)有較高的鉆進(jìn)效率和成孔質(zhì)量。 鉆機(jī)性能 參數(shù)見(jiàn)下表。沖擊鉆機(jī)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(jìn)、清孔施工 工藝。開(kāi)鉆前向孔內(nèi)注入泥漿，以沖擊錐小沖程反復(fù)沖擊造漿。 在通過(guò)護(hù)筒底口及底口以下 24米時(shí)，采用濃泥漿、低沖程， 高頻率反復(fù)沖砸，使孔壁堅(jiān)實(shí)不塌不漏。 開(kāi)孔及整個(gè)鉆進(jìn)過(guò)程中，孔內(nèi)水位要求保持1.5 m2.0m水頭高度，并低于護(hù)筒頂面 0.3m以防溢出泥漿，掏渣后及時(shí)補(bǔ) 水。每鉆進(jìn)2m和在地層變化處及時(shí)撈取渣樣，以便與勘察設(shè)計(jì) 時(shí)的地質(zhì)剖面圖進(jìn)行核對(duì)， 同時(shí)也為泥漿、 鉆錘及鉆進(jìn)速度的選 擇提供更為直接的資料。 在鉆孔施工過(guò)程中， 沖程要根據(jù)土層情況而異： 在通過(guò)堅(jiān) 硬密實(shí)巖層或漂石之類的土層中采用中沖程， 沖程過(guò)高， 對(duì)孔底 振動(dòng)大，易引

6、起塌孔。在通過(guò)高液限黏土、低塑形淤泥土層時(shí)， 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(duì)密度。鉆進(jìn)成孔過(guò)程中各類地層中的沖程及泥漿比重選用值見(jiàn)下 表。各類地層鉆進(jìn)中的沖程及泥漿比重選用表 在通過(guò)巖石或漂石， 如孔內(nèi)巖層表面不平整或傾斜， 先投 入粘土、片石，將表面墊平，再進(jìn)行沖擊鉆進(jìn)，防止發(fā)生斜孔、 卡鉆或掉鉆事故。 鋼絲繩的長(zhǎng)度要均勻地松放，一般在松軟土層每次松繩 5cm 8cm,在密實(shí)堅(jiān)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(zhǎng)度標(biāo)志，防止松繩過(guò)少， 形成“打空錘”；松繩過(guò)多，則會(huì)減少?zèng)_程，降低鉆進(jìn)速度，嚴(yán) 重時(shí)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(guò)粘土造漿懸浮巖屑， 再將 鉆渣循環(huán)至孔口，采用篩網(wǎng)將泥漿中的巖屑除去。 在掏渣后或因其它原因停鉆， 再次開(kāi)鉆時(shí)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(xiàng)1）防滲漏技術(shù)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(yù)防措施， 防止孔內(nèi)水頭突然下降導(dǎo)致孔口護(hù)筒被水壓壓 壞或引起局部破碎巖塌孔。 始終保持護(hù)筒內(nèi)泥漿面高出護(hù)筒外水 面 1.5m 以上，一旦發(fā)生滲漏，及時(shí)采取增大泥漿比重和粘度、 回填粘土等措施進(jìn)行處理。2）在鉆進(jìn)過(guò)程中，發(fā)生故障或突然停電，設(shè)法盡快將鉆頭 提起，以免埋鉆。3）在鉆進(jìn)過(guò)程中，定時(shí)檢查鉆頭直徑，當(dāng)沖錘磨損到比原尺寸小23cm或刃口磨鈍時(shí)，及時(shí)補(bǔ)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(dá)到柱樁沉渣指標(biāo)要求， 需采用泵吸反循環(huán)清孔工藝， 確保 清孔質(zhì)量。5）復(fù)雜巖層地質(zhì)沖擊鉆孔常見(jiàn)事故預(yù)防和處理見(jiàn)下表。復(fù)雜巖層地質(zhì)沖擊成孔常見(jiàn)問(wèn)題、原因和處理方法3、總結(jié) 通過(guò)在超厚淤泥層及高強(qiáng)