河床上沖擊鉆孔灌注樁施工工法

1、河床上沖擊鉆孔灌注樁施工工法中鐵六局北京鐵建公司朱春柏 陳建峰1 前言 要在有豐富的松散卵石的河床上進(jìn)行沖擊鉆孔灌注樁施工， 不僅要保證施工 質(zhì)量，而且要滿足工期的要求。京承高速公路（三期）潮河橋，為在河床上鉆孔 施工，需要防止鉆孔過程中出現(xiàn)坍孔。我公司開展了技術(shù)研究，采取了注漿、澆 筑混凝土等一系列措施， 取得了成功， 不僅保證了工程質(zhì)量， 而且為京承三期的 開通作出重要貢獻(xiàn)，現(xiàn)總結(jié)形成本工法。2 工法特點本工法具有以下特點：1、注漿固化土體埋設(shè)護(hù)筒，避免護(hù)筒根部及周邊坍孔。2、保證了鉆機(jī)的穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)偏位，減少了糾偏的幾率，從而縮短了 成孔時間。3、在護(hù)筒和卵石層之間鋪一層混凝土，起到

2、了很好的連接作用，保證了護(hù) 筒的穩(wěn)定，解決了護(hù)筒下卵石的不穩(wěn)定問題。3 適用范圍適用于河床為卵石層、 漂石層，缺少細(xì)骨料， 級配差且松散的沖擊鉆孔樁施 工。4 工藝原理 為避免護(hù)筒下及周邊卵石的穩(wěn)定埋， 通過鋪設(shè)混凝土及注漿等方法， 有效的 連接卵石和護(hù)筒，填充空隙，固定上層松軟層，硬化深層松散卵石，并對護(hù)筒周 圍進(jìn)行加固，防止因振動和機(jī)械等重物的壓力引起坍孔。5施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程鉆孔灌注樁的施工，因其所選護(hù)壁形成的不同，有泥漿護(hù)壁方式法和全套管 施工法兩種，但在施工中常用的是泥漿護(hù)壁方法。該施工工藝流程是：挖基坑并底層鋪筑混凝土一埋設(shè)護(hù)筒進(jìn)行注漿一鉆機(jī)就 位鉆進(jìn)施工清孔

3、水下混凝土灌注。5.2施工操作要點挖基坑并底層鋪筑混凝土基坑的大小根據(jù)樁徑確定，基坑的直徑較護(hù)筒大1m圖鋪筑混凝土工藝流程圖圖鋪筑混凝土剖面圖1 、混凝土的強(qiáng)度：根據(jù)養(yǎng)護(hù)的時間和條件，當(dāng)開始鉆進(jìn)時，強(qiáng)度達(dá)到10Mpa2 、混凝土的坍落度：較一般普通混凝土減少 25%-30池骨料，能夠滲透到下層卵石中3 、挖基坑的過程中，基坑底不要被擾動，用人工清理522埋設(shè)護(hù)筒進(jìn)行注漿1、埋設(shè)注漿管注漿管長度依據(jù)卵石層的松散厚度而定，一般比護(hù)筒長0.5米。2、注漿注漿材料為普通硅酸鹽水泥 ，摻加10%-258的粉煤灰，水灰比1:1。注漿管采用 32 mm L=2.53.0m,壁厚3.25mm的無縫鋼管。前端加

4、工 成錐形，以便插打。前端1米范圍內(nèi)鉆 810mm溢漿孔，呈梅花形布置(防止注 漿出現(xiàn)死角)，間距20cm,尾部1.5m范圍內(nèi)不鉆孔防止漏漿，末端焊 6環(huán) 形箍筋，以防打設(shè)注漿管時端部開裂。注漿量計算：Q=n R2*h*n* a *(1+ B )()式中：Q注漿量(m3);R擴(kuò)散半徑；H注漿段長；N地層空隙率；a地層填充率；B損失率。鉆機(jī)就位安裝鉆孔機(jī)的基礎(chǔ)如果不穩(wěn)定，施工中易產(chǎn)生鉆孔機(jī)傾斜、樁傾斜和樁偏心 等不良影響，因此要求安裝地基穩(wěn)固。對地層較軟和有坡度的地基，可用推土機(jī) 推平，在墊上鋼板或枕木加固。為防止樁位不準(zhǔn)，施工中很重要的是定好中心位置和正確的安裝鉆孔機(jī)，對 有鉆塔的鉆孔機(jī)，先利

5、用鉆機(jī)的動力與附近的地籠配合，將鉆桿移動大致定位， 再用千斤頂將機(jī)架頂起，準(zhǔn)確定位，使起重滑輪、鉆頭或固定鉆桿的卡孔與護(hù)筒 中心在一垂線上，以保證鉆機(jī)的垂直度。鉆機(jī)位置的偏差不大于2cm對準(zhǔn)樁位后，用枕木墊平鉆機(jī)橫梁，并在塔頂對稱于鉆機(jī)軸線上拉上纜風(fēng)繩。524鉆進(jìn)施工1、鉆進(jìn)中泥漿的配制根據(jù)公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范，泥漿滿足表條件。表泥漿性能指標(biāo)選擇鉆孔 方法地層情況泥漿性能指標(biāo)相對密度粘度(Pa0 s)含砂率(%)膠體率(%)酸堿度(pH)沖擊易坍地層1.2 0 1.4022 30 95811注：地下水位高或其流速大時，指標(biāo)取高限，反之取低限;地質(zhì)狀態(tài)較好，孔徑或孔深較小的取低限，反之取高限。2

6、、鉆孔鉆孔是一道關(guān)鍵工序，在施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行， 才能保證成孔 質(zhì)量，首先要注意開孔質(zhì)量，為此必須對好中線及垂直度，并壓好護(hù)筒。在施工 中要注意不斷添加泥漿和抽渣，還要隨時檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。采用沖擊式 或沖抓式鉆機(jī)施工時，附近土層因受到震動而影響鄰孔的穩(wěn)固。 所以鉆好的孔應(yīng) 及時清孔，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。 鉆孔的順序也應(yīng)實事先規(guī)劃好，既要 保證下一個樁孔的施工不影響上一個樁孔，又要使鉆機(jī)的移動距離不要過遠(yuǎn)和相 互干擾。清孔鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關(guān)系到成裝置量與樁身曲直。為此，除 了鉆孔過程中密切觀測監(jiān)督外，在鉆孔達(dá)到設(shè)計要求深度后，應(yīng)對孔深、孔位、 孔形、孔

7、徑等進(jìn)行檢查。在終孔檢查完全符合設(shè)計要求時，應(yīng)立即進(jìn)行孔底清理， 避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。對于摩擦樁當(dāng)孔壁容易坍塌時，要 求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于 30cm當(dāng)孔壁不易坍塌時，不大于20cm。 對于柱樁，要求在射水或射風(fēng)前，沉渣厚度不大于 5cm清孔方法是使用的鉆機(jī) 不同而靈活應(yīng)用。通?？刹捎谜h(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)機(jī)真空吸泥機(jī)以及抽 渣筒等清孔。其中用吸泥機(jī)清孔，所需設(shè)備不多，操作方便，清孔也較徹底，但 在不穩(wěn)定土層中應(yīng)慎重使用。其原理就是用壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣吹入吸泥機(jī)管 道內(nèi)將泥渣吹出。526水下混凝土灌注清完孔之后，就可將預(yù)制的鋼筋籠垂直吊放到孔內(nèi)， 定位后要

8、加以固定，然 后用導(dǎo)管灌注混凝土，第一車混凝土灌注時，用較大漏斗，并用比導(dǎo)管直徑略小 的皮球封底，保證樁底部質(zhì)量。6材料與設(shè)備本工法無需特別說明的材料，采用的機(jī)具設(shè)備見表6表6 機(jī)具設(shè)備表序號設(shè)備名稱設(shè)備型號單位數(shù)量用途1鉆機(jī)CZ-8臺3灌注樁施工2吊車臺1鋼筋籠吊放3挖掘機(jī)臺1挖基坑4鋼筋彎曲機(jī)GW40臺1鋼筋加工5電焊機(jī)BX-300臺4鋼筋加工6鋼筋切割機(jī)GJ40臺1鋼筋加工7注漿泵KBY-50/70臺1回填注漿8漏斗及導(dǎo)管300套1灌注混凝土7質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)檢流程圖班組自檢f 互檢f 施工員組織驗收f 質(zhì)檢員復(fù)驗f 監(jiān)理工程師驗收。7.2質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量執(zhí)行城市地下鐵

9、道施工及驗收規(guī)范、鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范。隔離樁允許偏差見表7.2表7.2 鉆孔樁成樁允許偏差項次檢查項目規(guī)疋值或允許偏差檢查方法和頻率1混凝土強(qiáng)度（Mpa在合格標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)按JTJ071-98附錄D檢查2樁位（mrh排樁50用經(jīng)緯儀檢查縱、橫方向3鉆孔傾斜度直樁1%查灌注前記錄4沉淀厚度（mm支承樁不大于圖紙規(guī)定查灌注前記錄5鋼筋骨架底面咼程（mm 50查灌注前記錄7.3質(zhì)量保證措施1、嚴(yán)格依照設(shè)計提供的圖紙和文件、變更設(shè)計圖紙及技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、法 規(guī)施工。2、合理地組織和調(diào)配材料、機(jī)械設(shè)備、運輸、勞動力，做到均衡生產(chǎn)，保 證工程優(yōu)質(zhì)、高效、低耗。3、作好自身的施工監(jiān)督檢查工作，設(shè)專職質(zhì)檢員

10、，建立嚴(yán)格的班組自檢制 度。4、凡構(gòu)成永久性工程組成部分的材料，都必須符合圖紙和規(guī)范的要求，必 須經(jīng)質(zhì)量檢查合格并經(jīng)批準(zhǔn)后才能進(jìn)場， 分規(guī)格分批存放，設(shè)立醒目的標(biāo)志，以 利檢查和使用。水泥、鋼材在取得出廠合格證的同時需分批分規(guī)格進(jìn)行檢驗合格 后才能使用。焊接試件等應(yīng)按規(guī)范規(guī)定的數(shù)量送到有資質(zhì)證書的檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)試。砂、石、混凝土外加劑等材料需按設(shè)計要求及技術(shù)規(guī)范試驗合格后才能使 用。5、加強(qiáng)工程試驗工作，建立標(biāo)養(yǎng)室，并對相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交底和培訓(xùn)， 共同把好質(zhì)量關(guān)。6加強(qiáng)測量復(fù)核工作，在施工中按規(guī)范進(jìn)行中線和水平測量復(fù)核，確保工 程位置及尺寸準(zhǔn)確。7、砼工程施工采用商砼，試驗人員跟班作業(yè)，隨時

11、檢查混凝土的坍落度， 保證施工坍落度與設(shè)計值在允許值內(nèi)，并按規(guī)定制作試件。8安全措施1、嚴(yán)格執(zhí)行各項安全規(guī)章制度、安全操作規(guī)程，建立健全安全保證制度。 上崗人員崗前需進(jìn)行安全教育， 使之制度化、 經(jīng)常化， 提高全體施工人員的安全 意識。貫徹專業(yè)檢查與班組自檢相結(jié)合的方針。 施工現(xiàn)場設(shè)專職安全員， 施工中 做到安全隨時檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時排除。2、施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)明顯安全標(biāo)志，進(jìn)入施工現(xiàn)場人員必須戴安全帽。3、吊裝時由專人指揮、統(tǒng)一信號。4、吊裝前應(yīng)檢查機(jī)械鎖具、夾具、吊環(huán)等是否符合要求并應(yīng)進(jìn)行試吊。5、起吊時嚴(yán)禁長時間懸吊、停滯。且鋼筋籠下方嚴(yán)禁站人，防止發(fā)生意外。6、進(jìn)行吊裝作業(yè)時，先察看空中桿線

12、情況，避免吊機(jī)觸及空中架空線，確 保安全作業(yè)。7、六級以上大風(fēng)和雷雨、大霧天氣，暫停吊裝施工。8、做好安全用電。工地的電動設(shè)備、電力線必須由電工架設(shè)及管理，開關(guān) 應(yīng)有防雨、防潮措施，并設(shè)有漏電保護(hù)器，做到經(jīng)常維修，保持良好。對不符合 安全要求的電力器材及電力線路不得使用。電器設(shè)備應(yīng)接地、接零，電纜、電線 必須架空。 操作人員應(yīng)持證上崗， 嚴(yán)禁非專業(yè)人員擅動電氣設(shè)備， 防止發(fā)生觸電 事故。9、作好防火工作。在工棚、倉庫附近要設(shè)消防器材，工棚附近嚴(yán)禁堆放易 燃物品。9 環(huán)保措施1、加強(qiáng)宣傳教育工作，提高管理人員及各施工班組文明施工意識。2、做好施工現(xiàn)場管理，周圍居民和閑雜人員不許入內(nèi)。3、在合理的

13、位置設(shè)足夠容量的泥漿池，并具有制作、貯存和回收與凈化利 用功能，盡量減少泥漿產(chǎn)生量，防止泥漿污染場地及場外路面。4、泥漿池建雨棚覆蓋，周圍設(shè)安全圍欄。5、建立污水處理系統(tǒng)將所有施工場地內(nèi)的污水處理達(dá)標(biāo)后才排放至指 定地點。6、施工泥漿通過護(hù)筒側(cè)壁的溢漿孔排入泥漿溜槽后進(jìn)入泥漿池，溜槽采用在路面開槽的方式設(shè)置，并在上面加改 8mm厚的鋼板。7、加強(qiáng)對溜槽、泥漿池的清理工作，從根本上防止泥漿外溢污染。8、鉆碴濾盡余水后再外運，廢泥漿裝入封閉容器汽車外運至指定棄土場， 所有汽車經(jīng)過沖洗后才駛出施工場地。9、工程材料做到堆放整齊、標(biāo)識清楚，生產(chǎn)、生活區(qū)派專人保持整潔衛(wèi)生， 尤其是派專人進(jìn)行泥污與散落的

14、碴塊清理和進(jìn)出車輛沖洗， 全面達(dá)到北京市文明 施工標(biāo)準(zhǔn)。10 資源節(jié)約1、施工過程中， 施工材料未污染既有河水， 施工材料不含有毒等有害物質(zhì)， 不會對地下水造成污染。2、采用本工法只采用少量混凝土和水泥漿，避免了使用全護(hù)筒。11 效益分析11.1 此工藝保證了樁基的成孔質(zhì)量，避免塌孔造成反復(fù)回填和鉆進(jìn)，并避免了 使用全護(hù)筒，降低了施工成本約 200 萬，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。11.2 采用注漿加固，保證了鉆機(jī)的穩(wěn)定，減少了糾偏的幾率，從而縮短了成孔 時間，加快了施工進(jìn)度，社會效益良好。11.3 只采用少量混凝土和水泥漿，把能源消耗降到最低，節(jié)能環(huán)保效果好。12 應(yīng)用實例京承高速公路 （三期） 潮河橋工程 潮河橋為京承高速公路（三期）工程，位于北京市密云縣東北方向，橫跨潮 河，為斜 60 度簡支梁橋。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)長為 11-19 米。樁徑分 1.2 米和 1.8 米兩種。河床內(nèi)無地表徑流，靜止水位在