洋溪大橋鉆孔灌注樁施工技術(shù)

1、洋溪大橋鉆孔灌注樁施工技術(shù)1 工程概況洋溪大橋（杭新景高速大路銜接線(xiàn)）主橋部分上部結(jié)構(gòu)為120m四塔三跨雙索面自錨式懸索橋，下部構(gòu)造為承臺(tái)式，引橋上部結(jié)構(gòu)為30m預(yù)應(yīng)力小箱梁，下部構(gòu)造為系梁立柱蓋梁形式，主引橋基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁，全為嵌巖樁基，樁徑有1.8m、1.2m兩種，樁長(zhǎng)為16.5m到30.5m不等。地質(zhì)狀況較為復(fù)雜，由于采砂的緣由，上部基本為卵石層，下部主要是中風(fēng)化白云巖及中風(fēng)化含炭硅質(zhì)泥巖，部分下部為石煤層。施工采用沖擊鉆成孔，水下C30混凝土灌注。2 施工工藝2.1 施工放樣該橋基樁中心采用坐標(biāo)法全站儀直接定位。施工時(shí)依據(jù)設(shè)計(jì)樁位布設(shè)框型導(dǎo)向架，施沉護(hù)筒，按照護(hù)筒與鉆機(jī)吊繩的間距

2、時(shí)刻檢查鉆孔偏位狀況。2.2 護(hù)筒安制洋溪大橋主要由直徑1.8m鉆孔灌注樁作基礎(chǔ)，故護(hù)筒采用14mm鋼板卷制而成，內(nèi)徑2.0m，每節(jié)1.5m，全密實(shí)焊縫焊接。埋設(shè)時(shí)通過(guò)搭建的施工平臺(tái)制作導(dǎo)向裝置，然后通過(guò)振動(dòng)錘加壓沉入護(hù)筒，護(hù)筒上表面高度比施工平臺(tái)上表面略低，便于操作及平安防護(hù)。護(hù)筒沉入穿過(guò)卵石層達(dá)到中風(fēng)化巖層面，以有效控制塌孔狀況發(fā)生。須要時(shí)，在鉆進(jìn)過(guò)程中，對(duì)護(hù)筒舉行跟進(jìn)。護(hù)筒平面位置的偏差不得大于5cm，偏斜度不得大于1%。2.3 泥漿制備洋溪大橋鉆孔所用泥漿由當(dāng)?shù)貙ひ挼膬?yōu)質(zhì)黃土作為原料組成，在洋溪大橋復(fù)雜地質(zhì)中，泥漿具有重要的意義，平衡樁外水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內(nèi)外滲流，防止坍

3、孔的作用。該工程泥漿的pH值取810為宜，相對(duì)密度1.11.15，粘度20S35S，膠體率不小于95%。沖擊鉆成孔前，保持護(hù)筒內(nèi)水頭，將黃土投入護(hù)筒中，由沖擊鉆錘上下調(diào)和好泥漿后開(kāi)頭鉆孔作業(yè)，隨著鉆孔深度的加大應(yīng)準(zhǔn)時(shí)投放黃土，若有確保泥漿性能指標(biāo)不變。2.4 鉆孔本橋采用沖擊鉆成孔。鉆錘由鑄鐵制成，重約8t ，梅花錐狀，外徑為1.78m。為提高其對(duì)石頭的沖擊破裂能力，在鉆錘周邊加焊合金錐角，用JKL6（A）卷?yè)P(yáng)機(jī)提升鉆錘。鉆機(jī)開(kāi)鉆前經(jīng)過(guò)精確對(duì)位，檢查鋼絲繩是否在樁中，并檢查鋼絲繩是否有足夠的承重能力（有無(wú)破損），轉(zhuǎn)向裝置是否完好。開(kāi)頭鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)勻速提升小沖程沖擊，一般為1.0m1.5m，當(dāng)鉆孔

4、達(dá)到3m深后，可增大沖程，一般采用1.5m2.0m，嚴(yán)禁增大沖程，防止溶洞上壁驟然破碎而導(dǎo)致的卡鉆發(fā)生。當(dāng)進(jìn)入巖層分界線(xiàn)以上1m時(shí)，適當(dāng)減小沖程以安穩(wěn)度過(guò)分界線(xiàn)，防止偏孔、斜孔的發(fā)生。沖擊鉆在剛開(kāi)鉆時(shí)鉆架簡(jiǎn)單下沉偏位，施工時(shí)要常常校核孔位，可以采用卷尺測(cè)量鋼絲繩與護(hù)筒的相對(duì)位置來(lái)舉行粗略的測(cè)量，如需調(diào)節(jié)，應(yīng)準(zhǔn)時(shí)用千斤頂校正鉆架。沖擊巖層對(duì)鉆錘的磨損較大，需常常對(duì)鉆錘的磨損狀況舉行檢查，并準(zhǔn)時(shí)以坡口形式補(bǔ)焊，以免造成縮孔，頂起對(duì)錘頭轉(zhuǎn)向裝置舉行檢查，防止其失靈形成梅花孔。2.4.1 塌孔（1）塌孔指孔壁上的土體或部分巖體脫落到孔中的狀況，主要因?yàn)榭淄鈮毫^(guò)大，而導(dǎo)致孔壁穩(wěn)定性降低，發(fā)生塌孔。主要

5、緣由有以下兩點(diǎn)：1）未準(zhǔn)時(shí)舉行造漿，使孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)下降，從而導(dǎo)致孔壁巖土塌落；2）漏漿：鉆進(jìn)過(guò)程當(dāng)中，泥漿經(jīng)由土層或非鉆進(jìn)孔洞滲出，而導(dǎo)致泥漿性能指標(biāo)下降。（2） 按照塌孔發(fā)生緣由，我們可以分析，補(bǔ)救措施固然是降低事故發(fā)生的危害，防止事故再次發(fā)生。按照不憐憫況，實(shí)行以下措施：1）一般性塌孔發(fā)生后先向孔內(nèi)注水提高水位，平衡孔外壓力。然后加入黃土，提高泥漿比重；2）對(duì)于因巖溶和嚴(yán)峻裂隙而造成的塌孔，采用連續(xù)加長(zhǎng)護(hù)筒的方式舉行堵漏。須要時(shí)也可以加入袋裝水泥形成水泥漿舉行補(bǔ)漏。（3）預(yù)防措施：1）時(shí)刻保持對(duì)泥漿性能指標(biāo)的監(jiān)測(cè)；2）對(duì)孔內(nèi)水位保持高度重視，保持孔內(nèi)水位高于外側(cè)12m，倘若水位降低，應(yīng)

6、觀(guān)看四周有無(wú)泥漿外漏，推斷是否存在漏漿現(xiàn)象，如有漏漿現(xiàn)象，先保持孔內(nèi)水標(biāo)高，加粘土或黃土以保持泥漿性能指標(biāo)，并準(zhǔn)時(shí)分析緣由，參照處理主意舉行補(bǔ)救。2.4.2 鉆孔偏斜（1）緣由分析：巖層交界處地質(zhì)傾斜，鉆進(jìn)時(shí)沖錘失去平衡而發(fā)生孔道偏斜，如洋溪大橋7#、10#墩樁基。（2）處理措施：發(fā)覺(jué)孔道偏斜時(shí)，即在孔內(nèi)投放與巖層相同的石塊至開(kāi)頭斜孔的位置，校正孔位，以小沖程鉆進(jìn)，反復(fù)多次可以通過(guò)傾斜巖層。倘若仍不能有效解決，可以灌注水下混凝土，達(dá)到一定強(qiáng)度后，再以小沖程鉆進(jìn)通過(guò)傾斜巖層。（3）預(yù)防措施：在鉆孔灌注樁施工之前，認(rèn)真研究地質(zhì)報(bào)告，在鉆進(jìn)標(biāo)高臨近設(shè)計(jì)巖面交界處減小鉆機(jī)沖程，并時(shí)刻關(guān)注鋼絲繩的垂直度

7、，以此推斷是否消失斜孔現(xiàn)象。2.4.3 卡錘（1）緣由分析：1）塌孔而引起的埋錘；2）補(bǔ)焊的錘頭下放太快； 3）因?yàn)樾笨族N頭斜擱在孔中。（2）處理措施：施工中卡錘以后，先分析卡錘緣由并嘗試使用鉆機(jī)隊(duì)錘頭舉行拉拽，倘若仍舊不可，則動(dòng)用吊機(jī)舉行輔助，同時(shí)拉錘。拉拽時(shí)切忌持續(xù)使勁，因間斷提升、下放，反復(fù)舉行，防止使勁過(guò)猛，導(dǎo)致鉆機(jī)或吊機(jī)翻轉(zhuǎn)。反復(fù)可以松動(dòng)土體或巖壁，過(guò)度的拉拽也有可能導(dǎo)致孔壁破壞而導(dǎo)致卡錘越發(fā)嚴(yán)峻。對(duì)于塌孔而卡錘的現(xiàn)象，一般通過(guò)拉拽無(wú)法提升被壓鉆錘，可以嘗試用吊機(jī)協(xié)作自制小鉆將錘埋置的四周，然后利用鉆機(jī)舉行晃動(dòng)，試著取錘。有時(shí)還可以配以水下爆破法將錘頭松動(dòng)。這樣反復(fù)幾次，一般都可以勝

8、利取出錘頭。洋溪大橋8#-7樁基就由于塌孔而卡錘通過(guò)以上方法勝利取錘，挽回經(jīng)濟(jì)損失。自制小鉆可以利用一些型鋼做成長(zhǎng)條狀，洋溪大橋曾采用過(guò)圈狀，但是實(shí)際效果不佳，因?yàn)樽灾靥p，未能達(dá)到預(yù)期效果。（3）預(yù)防措施：1）預(yù)防塌孔狀況的發(fā)生，在較復(fù)雜地質(zhì)區(qū)間采用小沖程鉆進(jìn)，削減埋錘的可能；2）剛補(bǔ)焊過(guò)錘牙的錘頭，不宜下放過(guò)快，不宜舉行鉆進(jìn)，因當(dāng)慢速落錘，最低點(diǎn)從巖面每次多深化1m，并提起，反復(fù)數(shù)次，直至能無(wú)妨礙到達(dá)孔底后，方可正常鉆進(jìn)。 2.5 水下混凝土的灌注（1）首批混凝土的灌注是全樁混凝土灌注勝利的關(guān)鍵，務(wù)必嚴(yán)格控制。（2）按照施工閱歷比較，漏斗下口與導(dǎo)管頂口相接處轉(zhuǎn)變過(guò)去的栓閥，采用提板軟墊法。

9、（3）混凝土拌合物連續(xù)灌注過(guò)程中，要重點(diǎn)控制導(dǎo)管的最大、最小埋深。拆除導(dǎo)管后，灌注舉行前，導(dǎo)管埋深控制在26m，施工現(xiàn)在的埋深狀況，宜按照混凝土提供狀況，天氣狀況，水溫狀況等等舉行綜合分析。（4）混凝土灌注到樁基上部時(shí)，為保證混凝土密實(shí)可采用長(zhǎng)柄取樣盆的方法來(lái)決定。2.6 灌注事故處理（1）短樁。因?yàn)榛炷凉嘧⒉坏轿欢斐傻?，主要是由于測(cè)量不準(zhǔn)。樁基水下混凝土灌注過(guò)程中每次灌注均要舉行測(cè)量，以數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證是否為正常狀況，一般采用測(cè)繩舉行測(cè)量，而錘頭是比較主要的，洋溪大橋設(shè)置錐形厚底中空錘頭，下表面為平面，用以感觸混凝土面，而錘頭的分量能讓人感觸到穿過(guò)混凝土面的過(guò)程，以達(dá)到測(cè)量面的精確。中空的設(shè)計(jì)

10、能取到部分混凝土石子，以再度驗(yàn)證數(shù)據(jù)的正確性。（2）斷樁及泥夾層。斷樁是因?yàn)樵诠嘧⑦^(guò)程中因特別緣由中斷灌注，樁頭離設(shè)計(jì)位置較深不能舉行接樁處理而形成的，這種狀況就需要我們做好預(yù)防措施，灌注前確認(rèn)全部機(jī)械設(shè)備正常就位。斷樁也可能因?yàn)槟酀{中泥渣沉積而造成泥夾層消失。泥夾層形成的緣由一般有以下兩種：1）灌注過(guò)程中因?yàn)槁窆芴珳\，后灌的混凝土沖破先灌注的混凝土表層而掩蓋在原混凝土表面沉淀的泥渣層上形成夾層斷樁。2）導(dǎo)管埋深太淺或?qū)Ч馨纬龌炷烈灾聦?dǎo)管內(nèi)進(jìn)水。以上兩種事故主要是在灌注過(guò)程中控制導(dǎo)管最小埋深不精確而造成的。施工中應(yīng)實(shí)行有效措施，認(rèn)真謹(jǐn)慎，多次量測(cè)可以避開(kāi)事故的發(fā)生。 （3）導(dǎo)管吊不出。主要是

11、導(dǎo)管埋深過(guò)大，超過(guò)起重能力而造成的。在灌注過(guò)程中導(dǎo)管埋深超過(guò)8m時(shí)，要準(zhǔn)時(shí)拆管，優(yōu)先考慮使用帶絲扣連結(jié)的導(dǎo)管而不使用法蘭盤(pán)聯(lián)接形式的導(dǎo)管，由于法蘭盤(pán)將增強(qiáng)與混凝土接觸面的阻力。在施工過(guò)程中也有可能因?yàn)榛炷撂峁┎粶?zhǔn)時(shí)，導(dǎo)管埋置時(shí)光過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致導(dǎo)管吊不出，故混凝土等待過(guò)程中，務(wù)必讓導(dǎo)管在一定范圍內(nèi)晃動(dòng)，以保證其正常工作。2.7 體味（1）鉆孔灌注樁施工要制定具體施工組織設(shè)計(jì)和應(yīng)急處理措施，在施工中應(yīng)選派有閱歷的技術(shù)人員上場(chǎng)指導(dǎo)。水下混凝土灌注前應(yīng)具體檢查施工機(jī)具的平安性及工作情況，打算益處理施工事故的其他設(shè)備，以防發(fā)生意外。（2）復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域的鉆孔樁施工，鉆進(jìn)時(shí)要具體閱讀地質(zhì)柱狀圖，做到早預(yù)防，塌

12、孔發(fā)生時(shí)要確保錘頭不埋沒(méi)。相比之下沖擊鉆要比盤(pán)旋轉(zhuǎn)鉆靈巧的多，因而在溶巖地區(qū)的施工要優(yōu)先考慮使用沖擊鉆。（3）鉆孔灌注樁，顧名思義，兩個(gè)重點(diǎn)，鉆孔和灌注。在鉆孔過(guò)程中，要留意過(guò)程控制，需特地的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，在現(xiàn)場(chǎng)控制，從上至下留意以下幾個(gè)問(wèn)題：1）鋼絲繩垂直度（預(yù)防斜孔）；2）鋼絲繩相對(duì)護(hù)筒位置（預(yù)防偏孔）；3）孔內(nèi)相對(duì)外部水位及泥漿性能指標(biāo)（預(yù)防塌孔）；4）護(hù)筒外水質(zhì)（觀(guān)看是否漏漿）；5）勤清孔，做好泥漿循環(huán)工作，準(zhǔn)時(shí)分析巖樣，靈巧控制鉆孔方式（大小沖程的抉擇）。3 結(jié)語(yǔ)在灌注過(guò)程中，首灌尤為重要，是不行逆的過(guò)程，首灌倘若失敗，勢(shì)必對(duì)混凝土造成奢侈并且嚴(yán)峻影響施工進(jìn)度。首灌方量計(jì)算務(wù)必精確，做好一切打算后，方可舉行首灌工作，倘若有不正常狀況，應(yīng)立刻停止灌注，削減不須要的損失。首灌混凝土宜采用坍落度相對(duì)較大的混