青州航道橋56#主墩樁基施工技術(shù)

1、青州航道橋56#主墩樁基施工技術(shù)一、工程概況港珠澳大橋東接香港特別行政區(qū)，西接廣東?。ㄖ楹Ｊ校┖桶拈T(mén)特別行政區(qū)，是國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中珠江三角洲地區(qū)環(huán)線的組成部分和跨越伶仃洋海域的關(guān)鍵性工程，將形成連接珠江東西兩岸新的公路運(yùn)輸通道。青州航道橋?yàn)殡p塔鋼箱梁斜拉橋，是港珠澳大橋橋梁工程三大通航孔橋之一，56#墩為青州航道橋主塔墩之一，索塔樁基礎(chǔ)采用38根D2.5m/D2.15m鋼管復(fù)合樁，呈梅花型布置，最長(zhǎng)設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為118.8米。二、各地層鉆進(jìn)參數(shù)控制根據(jù)地勘揭示該橋址地質(zhì)情況自上而下為淤泥、淤泥質(zhì)粘土夾粉砂、粉質(zhì)粘土、砂層、砂夾卵石、混合片巖和混合花崗巖；其中混合片巖最大抗壓強(qiáng)度約45MPa（局

2、部95MP3;混合花崗巖最大抗壓強(qiáng)度約為100MPa根據(jù)地層情況反復(fù)調(diào)整鉆壓鉆進(jìn)最終摸索出相應(yīng)地層最適合鉆進(jìn)參數(shù)見(jiàn)下表：不同地層鉆進(jìn)參數(shù)表2-1地層鉆壓（Mpa）轉(zhuǎn)數(shù)（rpm）進(jìn)尺速度/h（m/h）淤泥、淤泥質(zhì)粘土79560.50.7砂層、礫砂層78450.50.6卵石67450.40.5護(hù)筒底口地層78340.20.4強(qiáng)風(fēng)化混合片巖79450.30.6中風(fēng)化混合片巖7840.150.20中風(fēng)化混合花崗巖巖57340.0050.15說(shuō)明：表中鉆壓部分為KTY4000型鉆機(jī)鉆壓表顯示數(shù)值淤泥以及粉質(zhì)粘土層鉆進(jìn)淤泥和粉質(zhì)粘土層質(zhì)軟，可塑性強(qiáng)，且造漿能力強(qiáng)，開(kāi)鉆24小時(shí)，泥漿從18s上升到24s。因

3、海床較淺，距平臺(tái)面僅12米，于是采用反壓板進(jìn)行反壓鉆進(jìn)，同時(shí)利用該層淤泥進(jìn)行造漿。同時(shí)采用未開(kāi)鉆的護(hù)筒回收孔內(nèi)泥漿，為后續(xù)卵石層鉆進(jìn)作泥漿準(zhǔn)備。該層鉆進(jìn)參數(shù)調(diào)節(jié)如下，鉆壓79Mpa轉(zhuǎn)速到576r/min時(shí)進(jìn)尺相對(duì)較快，能到達(dá)0.50.7m/h.出渣效果良好，均為小塊狀泥團(tuán)，后期提鉆觀察也無(wú)糊鉆或裹鉆情況出現(xiàn)。所以在淤泥和粉質(zhì)粘土層中確定了最佳的鉆進(jìn)參數(shù)見(jiàn)表2-1。2. 卵石礫砂層鉆進(jìn)在標(biāo)高-5389m之間出現(xiàn)了卵石及粗砂層。此層出現(xiàn)的渣樣與地質(zhì)報(bào)告基本吻合。此段卵石較厚，鉆進(jìn)過(guò)程中鉆機(jī)晃動(dòng)大，扭矩變化也較大，此時(shí)要注意鉆孔的垂直度控，同時(shí)采用減壓并降低轉(zhuǎn)速減小鉆桿晃動(dòng)的方式鉆進(jìn)，再測(cè)量鉆桿垂直

4、度，這樣一來(lái)便確定了入強(qiáng)風(fēng)化巖前期的孔型垂直度。卵石土中，經(jīng)實(shí)踐得到鉆進(jìn)參數(shù)為：鉆壓7Mpa轉(zhuǎn)速5r/min，進(jìn)尺能達(dá)到0.40.5m左右，且孔型良好，測(cè)量鉆桿垂直度良好，掃孔鉆桿無(wú)晃動(dòng)，主泵壓力為510Mpa。3. 強(qiáng)風(fēng)化混合片巖鉆進(jìn)-89m左右開(kāi)始進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化混合片巖，強(qiáng)風(fēng)化混合片巖呈褐黃色，此層是保證垂直度的關(guān)鍵所在，如果垂直度控制不好，后續(xù)鉆進(jìn)將會(huì)越來(lái)越斜，所以鉆進(jìn)過(guò)程中鉆壓要嚴(yán)格控制。采用減壓并降低轉(zhuǎn)速減小鉆桿晃動(dòng)的方式鉆進(jìn)，入巖初期采用鉆進(jìn)參數(shù)鉆壓8Mpa轉(zhuǎn)速5r/min,進(jìn)尺在0.30.5m/h左右，鉆進(jìn)平穩(wěn)。同時(shí)加大垂直度監(jiān)測(cè)力度，效果較為理想，測(cè)量鉆桿垂直度良好，掃孔鉆桿無(wú)晃動(dòng)

5、，扭矩表無(wú)變化。在進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖4m以后，也就是鉆頭穩(wěn)定器基本進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層后，開(kāi)始調(diào)節(jié)鉆進(jìn)壓力以便取得最佳進(jìn)尺效果，經(jīng)實(shí)驗(yàn)鉆進(jìn)參數(shù)調(diào)整為鉆壓7Mpa轉(zhuǎn)速6r/min進(jìn)尺可達(dá)到0.40.6m/h，且能保持良好孔型。4. 中風(fēng)化混合片巖中風(fēng)化混合片巖鉆進(jìn)。標(biāo)高從-107開(kāi)始進(jìn)入中風(fēng)化混合片巖，渣樣呈灰色塊徑38cm,錘擊清脆，根據(jù)地質(zhì)報(bào)告傾角最大達(dá)到55°，容易造成斜孔，對(duì)垂直度監(jiān)測(cè)力度相對(duì)強(qiáng)風(fēng)化應(yīng)加大，該層強(qiáng)度相對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化混合片巖較大，調(diào)節(jié)進(jìn)給參數(shù)到67Mpa,轉(zhuǎn)速45r/min時(shí)，可達(dá)進(jìn)尺0.150.2m/h左右，垂直度從監(jiān)測(cè)情況來(lái)看孔型良好。5. 中風(fēng)化混合花崗巖中風(fēng)化混合花崗巖鉆進(jìn)

6、。標(biāo)高位置基本接近終孔標(biāo)高，渣樣呈灰白相間斑狀，塊徑25cm此巖石最大強(qiáng)度達(dá)100Mpa此時(shí)用楔齒鉆頭鉆進(jìn)較為困難，鉆機(jī)晃動(dòng)大，調(diào)節(jié)壓力到7Mpa轉(zhuǎn)速3 4r/min 時(shí)，每小時(shí)進(jìn)尺0.0050.15m 左右。小結(jié)：鉆進(jìn)參數(shù)應(yīng)根據(jù)地層變化及鉆進(jìn)效率而及時(shí)調(diào)整。垂直度控制1.地質(zhì)分析結(jié)合地質(zhì)報(bào)告對(duì)地質(zhì)詳細(xì)描述的分析，針對(duì)地質(zhì)報(bào)告以及對(duì)各機(jī)鉆進(jìn)情況的統(tǒng)計(jì)研究，得出該工地地質(zhì)類(lèi)型為巖層交接層傾角大、夾層多，在鉆孔施工中如不注意極易產(chǎn)生偏斜。各層具體分析如下：卵石礫砂層。-5389米之間為卵石層及礫砂層，此段強(qiáng)度不高，地質(zhì)較好，不易形成斜孔。但是在-7480米時(shí)，部分孔位中會(huì)出現(xiàn)卵石粒徑在18公分之間

7、。由于卵石粒徑大小不一，強(qiáng)度各異，此段鉆進(jìn)過(guò)程中鉆桿晃動(dòng)明顯，扭矩跳動(dòng)明顯，此段如果不減壓或者掃孔，孔壁勢(shì)必出現(xiàn)不同程度突臺(tái)，這是造成斜孔的前兆。故在此層中，務(wù)必留心，做適當(dāng)調(diào)節(jié)和檢測(cè)。強(qiáng)風(fēng)化混合片巖。卵石土層過(guò)后，將會(huì)出現(xiàn)黏土狀強(qiáng)風(fēng)化混合片巖層。此層前期表現(xiàn)為沙礫夾雜黃色小泥團(tuán)，加上泥漿附著表面，很容易被誤解成是砂層而繼續(xù)保持原有鉆壓進(jìn)給。剛進(jìn)強(qiáng)風(fēng)化強(qiáng)度不高，進(jìn)尺較快。但在之前卵石土的作用以及巖面自身都有一定斜面傾角（一般為東南方向傾斜），此段若不減壓鉆進(jìn)和適當(dāng)掃孔，也是極為容易由于進(jìn)尺過(guò)快，形成偏斜，進(jìn)一步導(dǎo)致斜孔。中風(fēng)化混合片巖。中風(fēng)化混合巖中，許多孔位出現(xiàn)各種風(fēng)化程度的混合片巖。巖石傾

8、角不等20°35°45°55°65°75°85°。中風(fēng)化巖面最容易形成大角度斜孔的位置這時(shí)就不可以盲目加壓，要根據(jù)出現(xiàn)的巖樣強(qiáng)度情況適當(dāng)調(diào)節(jié)鉆壓減壓鉆進(jìn)，一般入此地層時(shí)，鉆桿出現(xiàn)明顯晃動(dòng)，扭矩明顯增大，同時(shí)進(jìn)尺明顯減少，基本由之前每班2m左右進(jìn)尺變?yōu)?.71m左右。渣樣呈為灰色塊狀巖體。進(jìn)入此層，尤其要注意壓力進(jìn)給和反復(fù)掃孔修整，此段控制的好壞是整個(gè)孔型是否良好的最關(guān)鍵部分?？刂妻k法控制好每一節(jié)鉆桿才能控制好全部。在進(jìn)入以上各個(gè)交接層面時(shí)，及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)壓力，采用進(jìn)二退一方法鉆進(jìn)。入強(qiáng)風(fēng)化巖面鉆壓保證在89Mp必間，入中風(fēng)化在

9、78Mp必間，在鉆頭進(jìn)入各地層3米之后，鉆頭穩(wěn)定器進(jìn)入下層巖面約1米，再適當(dāng)加壓鉆進(jìn)。進(jìn)入巖層鉆完每節(jié)鉆桿后，提起整節(jié)鉆桿測(cè)量鉆桿垂直度，并空轉(zhuǎn)掃孔觀察扭矩表指針變化情況及鉆桿晃動(dòng)情況，結(jié)合測(cè)量偏向作好記錄并分析孔型。若鉆桿晃動(dòng)大、扭矩指針擺幅大，則孔型有可能偏斜，此時(shí)提升鉆頭到不晃的位置，輕壓慢轉(zhuǎn)，反復(fù)掃孔，直至輕微或無(wú)晃動(dòng)，保證扭轉(zhuǎn)指針擺動(dòng)幅度小于2格。-89米到進(jìn)入中風(fēng)化混合片巖巖面這段地質(zhì)之間，每一節(jié)鉆桿鉆完且操作手在自己自檢復(fù)核或者掃孔良好后，在接下一節(jié)鉆桿之前，要通知當(dāng)班技術(shù)人員上機(jī)復(fù)核垂直度情況，并留下測(cè)量記錄，達(dá)到接鉆桿條件后，再接下一節(jié)鉆桿續(xù)鉆。利用排渣或其他輔助作業(yè)時(shí)間修整孔型。鉆進(jìn)過(guò)程中，如果出現(xiàn)鉆桿晃動(dòng)大，扭矩跳動(dòng)不規(guī)則等情況，要及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。尤其在卵石土層，入強(qiáng)風(fēng)化巖面以及入中風(fēng)化巖面時(shí)，要加大調(diào)整頻率。小結(jié)：垂直度的控制，要以預(yù)防為主，掃孔修整為輔。四、結(jié)束語(yǔ)港珠澳大橋青州航道橋5