砂層鉆孔樁施工技術(shù)及注意事項(xiàng)

1、砂層鉆孔樁施工技術(shù)及注意事項(xiàng)論文導(dǎo)讀：江西瑞贛高速公路某一大橋橋墩基礎(chǔ)為樁基，橋臺(tái)為樁柱式橋臺(tái)，樁基設(shè)計(jì)嵌入弱風(fēng)化泥巖3m。原地面2.6m以下有4.66.7m厚的松散粉細(xì)砂層，并與贛江連通，地下水特別豐富。關(guān)鍵詞：砂層，樁基，鉆孔施工1工程概況江西瑞贛高速公路某一大橋橋墩基礎(chǔ)為樁基，橋臺(tái)為樁柱式橋臺(tái)，樁基設(shè)計(jì)嵌入弱風(fēng)化泥巖3m。該橋位于贛江邊上，地質(zhì)條件是：地表為低液限粘土層；原地面2.6m以下有4.66.7m厚的松散粉細(xì)砂層，并與贛江連通，地下水特別豐富；其下為強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化泥巖層。樁基需穿過(guò)粉細(xì)砂層，在施工過(guò)程中極易坍孔和縮孔，出現(xiàn)流砂現(xiàn)象,給施工帶來(lái)很大困難。2施工方案選擇樁基需要穿過(guò)粉

2、細(xì)砂層，且粉細(xì)砂結(jié)構(gòu)松散，地下水豐富時(shí)，目前常用的施工方法有以下幾種。2.1 沖擊鉆加鋼護(hù)筒法先埋設(shè)鋼護(hù)筒，隨著鉆機(jī)的深入，同時(shí)下沉鋼護(hù)筒。該方法可以有效地防止流砂、坍孔；但鋼護(hù)筒的垂直度難以控制，且施工費(fèi)用高。2.2 沉井法預(yù)制混凝土沉井，然后就位，在井孔內(nèi)吸泥砂挖孔，使沉井下沉。該方法施工工藝繁鎖，垂直度也難以控制，施工費(fèi)用較高。根據(jù)該工程地質(zhì)實(shí)際情況以及施工單位的施工經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)認(rèn)真分析和慎重考慮，采用正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔、泥漿護(hù)壁、水下混凝土灌注成樁的工藝。3施工方法及注意事項(xiàng)3.1 成孔機(jī)理正循環(huán)回轉(zhuǎn)法的工作特點(diǎn)（如圖1）是：電動(dòng)機(jī)（或其它機(jī)體）將動(dòng)力經(jīng)由皮帶（或其它傳動(dòng)系統(tǒng)）傳送至轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)

3、設(shè)備，帶動(dòng)它中心的空心鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)，將扭轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞至鉆錐；鉆錐受到重壓切削泥沙;另用泥漿泵將泥漿經(jīng)空心鉆桿壓入孔底后，在鉆桿外上升。泥漿將鉆渣懸浮出孔外，并起護(hù)壁作用。帶有鉆渣的泥漿經(jīng)過(guò)沉淀凈化后，進(jìn)入儲(chǔ)漿池循環(huán)使用。圖1正循環(huán)回轉(zhuǎn)法鉆孔示意1-鉆錐；2-護(hù)筒；3-工作平臺(tái)；4-鉆架；5-水龍頭（搖頭）；6-高壓膠管；7-泥漿泵；8-儲(chǔ)漿池；9-沉淀池；10-土臺(tái)；11-磨盤(pán)鉆機(jī)3.2 工藝流程其施工工藝流程見(jiàn)圖圖2鉆孔灌注樁施工工藝流程圖3.3 注意事項(xiàng)砂土的內(nèi)聚力為零，只有內(nèi)摩阻力2,靠?jī)?nèi)摩阻力來(lái)保持穩(wěn)定。論文參考。在地下水位以下，砂土含水量和濕化程度增高，內(nèi)摩阻力和抗剪強(qiáng)度降低。由于鉆孔的形

4、成，應(yīng)力向孔內(nèi)釋放，最初表現(xiàn)為孔徑總體變小，砂層中的粉質(zhì)粘土夾層部位明顯縮徑，最終表現(xiàn)為砂層孔壁的坍塌3。由于砂層的以上特點(diǎn)，決定了其對(duì)施工鉆孔灌注樁需要注意以下事項(xiàng)：3.3.1 鉆進(jìn)成孔中縮徑問(wèn)題樁身樁徑表現(xiàn)出上部大下部小的現(xiàn)象。上部孔段大大超過(guò)設(shè)計(jì)樁徑,而下部等于甚至小于鉆頭直徑，這是地層上部軟下部硬的情況造成的4。由于上部孔段浸泡時(shí)間長(zhǎng)，孔壁受循環(huán)液不斷沖擊和長(zhǎng)時(shí)間浸泡,泥皮脫落，甚至坍孔,孔徑不斷增大。而下部則因地層較硬不易擴(kuò)孔，保持較小孔徑甚至吸水膨脹而縮徑。上部孔段孔徑過(guò)大會(huì)導(dǎo)致混凝土灌注量增大，對(duì)施工單位經(jīng)濟(jì)效益明顯不利，而下部縮徑則會(huì)影響設(shè)計(jì)要求。上部孔段擴(kuò)徑情況的處理辦法是：

5、上部軟地層要輕壓慢轉(zhuǎn)控制鉆進(jìn)速度，開(kāi)孔時(shí)用新鮮泥漿護(hù)壁，調(diào)節(jié)鉆機(jī)的穩(wěn)定性及垂直度,防止孔口坍塌。針對(duì)此情況，采取了以下幾項(xiàng)技術(shù)措施后，基本上解決了鉆進(jìn)成孔中縮徑的問(wèn)題。論文參考。（1）將鉆頭加大。因?yàn)樽钚】讖叫∮谠O(shè)計(jì)孔徑很多，施工出來(lái)的孔相當(dāng)于報(bào)廢孔，所以在這種情況下我們只能加大鉆頭直徑，保證最小孔徑達(dá)到設(shè)計(jì)孔徑。（2）在泥漿內(nèi)加入膨潤(rùn)土,進(jìn)行人工造漿。由于泥漿的粘稠度不夠，性能不好，所以可以根據(jù)泥漿的性能好壞加入適量膨潤(rùn)土,增加泥漿的粘稠度，從而鉆進(jìn)成孔過(guò)程中可以使孔壁形成足夠厚的泥皮，防止孔內(nèi)泥漿失水，孔壁吸入水分過(guò)多而縮徑，同時(shí)，泥漿性能的改善也可以有效地?cái)y帶孔底的沉渣。（3）縮徑嚴(yán)重的

6、孔段往返掃孔，保證最小孔徑達(dá)到設(shè)計(jì)孔徑。3.3.2孔底沉渣由于含砂量大，砂層較厚，土質(zhì)本身無(wú)法自然造漿，泥漿性能很差,不易及時(shí)排出孔內(nèi)沉渣，在鉆進(jìn)結(jié)束時(shí)孔內(nèi)沉渣相當(dāng)多，如不采取技術(shù)措施很難在二清后達(dá)到規(guī)范要求，從而對(duì)設(shè)計(jì)承載力產(chǎn)生影響。論文參考。由于正循環(huán)清孔時(shí)沿程阻力損失大，上返流速對(duì)攜粉能力提高小，故除了采用大功率大容積泵清孔外，泥漿性能的合理控制是清除沉渣的關(guān)鍵。上部孔段由于含粘土較多，自然造漿可以滿足施工要求，而下部孔段以砂為主，顯然自然造漿無(wú)法滿足要求。此時(shí)，一方面應(yīng)當(dāng)擴(kuò)大沉淀池的容積或采取除砂設(shè)備除砂外，另一方面要從貯漿池內(nèi)上部孔段的泥漿返入循環(huán)池或人工造漿進(jìn)行下部孔段的鉆進(jìn)和進(jìn)行

7、一次清孔，而且應(yīng)當(dāng)控制泥漿為大比重和高粘度。3.3.3 成孔垂直度控制在鉆孔灌注樁施工中，在保證鉆機(jī)安裝三點(diǎn)一線的情況下，也會(huì)出現(xiàn)成孔垂直度偏差的現(xiàn)象。其主要原因在于：（1）成孔施工過(guò)程中,鉆機(jī)平臺(tái)下的土層因長(zhǎng)時(shí)間地浸泡和上部孔段長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)放不均勻松散沉降和施工振動(dòng)導(dǎo)致鉆機(jī)平臺(tái)在施工后期實(shí)際已傾斜或平移導(dǎo)致孔斜。（2）鉆桿本身達(dá)到一定長(zhǎng)度后已具有相當(dāng)大的柔性和可彎曲性,而深部土層鉆進(jìn)阻力亦增大，致使鉆桿成麻花狀彎曲引起孔斜。（3）鉆至換層位置，地層的軟硬層交替導(dǎo)致鉆頭打飄引起孔斜。（4）往往由于布樁較密，已施工樁周邊土受到浸泡和擾動(dòng)破壞，土層強(qiáng)度降低，使新孔成孔時(shí)向先成樁處土層偏移導(dǎo)致孔斜甚至相

8、遇。為了保證鉆孔垂直度，應(yīng)嚴(yán)格遵守隔樁施工新孔和相鄰開(kāi)工間距的規(guī)定。首先應(yīng)采取鉆鋌加壓方法成孔；二是合理安排工作流程，減少輔助事件，提高鉆進(jìn)成孔速度；三是鉆機(jī)安放一定要穩(wěn)固，鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)經(jīng)常檢查鉆機(jī)平臺(tái)水平情況和鉆機(jī)是否移位，并及時(shí)修正；四是尤其要注意把好開(kāi)孔關(guān)，在上部軟土地層鉆進(jìn)時(shí)輕壓慢轉(zhuǎn)，控制好垂直度，防止一開(kāi)始孔斜到深部后難以糾正。3.3.4 混凝土灌注水下混凝土灌注是成樁的關(guān)鍵，清孔至符合要求后，要求立即進(jìn)行混凝土灌注。灌注時(shí)，導(dǎo)管必須用橡膠密封做到完全水密，防止漏水。導(dǎo)管法灌注水下混凝土?xí)r產(chǎn)生的事故，會(huì)給樁體造成永久缺陷，可靠地進(jìn)行施工是很必要的，導(dǎo)管在使用前要預(yù)先檢查是否變形，接

9、頭是否良好，防水密封性等，使用后要及時(shí)沖凈放好。除在初灌時(shí)需大體積料斗以確保初灌量外，合理控制導(dǎo)管埋深是很重要的。導(dǎo)管插入混凝土的深度應(yīng)根據(jù)混凝土質(zhì)量，供應(yīng)速度來(lái)定，一般以26m為宜，如果導(dǎo)管埋深過(guò)大，混凝土供應(yīng)間隔時(shí)間較長(zhǎng)，極易發(fā)生埋管事故。拔管中很重耍的一條經(jīng)驗(yàn)是：每次拔管時(shí)導(dǎo)管慢速上下活動(dòng)幾次尤其在灌注結(jié)束導(dǎo)管拔出混凝土面之前，可以防止空心、松頂?shù)默F(xiàn)象。4結(jié)語(yǔ)由于大橋樁基處河床地質(zhì)情況特殊，實(shí)際施工砂地質(zhì)層較厚，增加了鉆孔樁施工難度，經(jīng)采取合理的施工方法,通過(guò)精心組織,精心施工，保證了施工質(zhì)量、工期、施工進(jìn)度。施工后以抽芯和動(dòng)測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)基樁質(zhì)量、混凝土強(qiáng)度。抽芯檢測(cè)和動(dòng)測(cè)結(jié)果為：樁身完整，樁身混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。參考文獻(xiàn)：交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊(cè)橋涵（上冊(cè)