橋梁軟弱地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁處理方法

1、橋梁軟弱地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁處理方法馮勇李建雄陜西建工集團(tuán)機(jī)械施工有限公司1、概況 11.1設(shè)計(jì)概概述： 洛洛河大橋橋工程是是省道202線大荔荔科技產(chǎn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)區(qū)過境段段拓寬改改建工程程的重要要組成部部分，位位于大荔荔縣境內(nèi)內(nèi)石槽鄉(xiāng)鄉(xiāng)，橫跨跨洛河，起起始樁號號為K2+1800.500K2+5266.5，全長346米。橋橋梁基礎(chǔ)礎(chǔ)為鉆孔孔灌注樁樁，主要要工程數(shù)數(shù)量：鉆鉆孔灌注注樁共40根，樁樁長39-48米，其其中橋臺臺樁8根，樁樁徑1.2米，橋橋墩樁32根，樁樁徑1.4米。 11.2地質(zhì)情情況： 11.2.1路線總總體屬于于渭河和和洛河三三角洲地地帶沖積積、堆積積地貌，根根據(jù)地層層結(jié)構(gòu)、土土體及

2、其其狀態(tài)、地地表形態(tài)態(tài)等，可可以進(jìn)一一步劃分分為洛河河河漫灘灘地貌和和三角洲洲階地地地貌二個(gè)個(gè)單元。橋橋梁工程程所處的的地形為為洛河河河漫灘地地貌地區(qū)區(qū)，主要要分布在在大荔縣縣南，屬屬洛河河河水流沖沖、洪積積發(fā)育區(qū)區(qū)。區(qū)內(nèi)內(nèi)河堤兩兩岸為農(nóng)農(nóng)田，人人工填土土較厚。地地下水資資源豐富富，地下下水位在在地面線線下12.00-17.00之間。 11.2.2沿線地地形平坦坦，勘察察區(qū)河灘灘粉砂層層屬飽水水砂土，經(jīng)經(jīng)驗(yàn)算為為非液化化土層。橋橋址區(qū)地地質(zhì)狀況況如表1： 11.2.3、橋位位處地形形分為三三個(gè)階地地形式：0#4#，13#17#處于第第一階地地分布在在洛河兩兩側(cè)的耕耕地；5#、6#、9#12#處

3、于相相對較低低的第二二階地；7#、8#樁位處處于第三三階地，位位于洛河河河槽內(nèi)內(nèi)。表1地層編號巖土名稱狀態(tài)特征層厚（米）埋深（米）層頂海拔高高程（米米）工程巖土分分級1填筑土稍密-中密密人工填筑堆堆積的雜雜填土，含含大量的的礫石，不不均勻1.603.882現(xiàn)代河流沖沖積區(qū)稍密粉砂，淺黃黃色，砂砂土均勻勻，屬洛洛河沖、洪洪積所成成，含少少量砂礫礫3.266.40.003.880339.0083444.6333現(xiàn)代河流沖沖積區(qū)中密細(xì)砂，暗黃黃色，砂砂土均勻勻，屬洛洛河沖、洪洪積成分分選性好好，下部部含零星星黏土塊塊8.999.83.2010.00335.4443388.2334古土壤系硬塑粘土，棕

4、紅紅色，土土質(zhì)均勻勻，屬第第四系風(fēng)風(fēng)積形成成的古土土壤最大厚度可可達(dá)到50米325.8833299.0222、工程施施工中遇遇到的問問題 該該工程于于20009年12月16日期開開工，選選用旋挖挖鉆機(jī)成成孔泥漿漿護(hù)壁的的施工方方案，至至20110年元月2日，完完成從17#至13#橋墩樁樁基的12根樁，施施工較為為順利，但但在施工工至12#-2樁基時(shí)時(shí)，成孔孔鉆進(jìn)至至28米時(shí)出出現(xiàn)護(hù)筒筒下沉（見見圖1）、孔孔口（見見圖2）開裂裂現(xiàn)象，往往孔內(nèi)注注水到護(hù)護(hù)筒頂口口后不久久，孔內(nèi)內(nèi)水位明明顯下降降。檢查查發(fā)現(xiàn)護(hù)護(hù)筒下部部懸空。由由于鉆機(jī)機(jī)自重大大，為施施工安全全，決定定停機(jī)并并將樁孔孔用素土土回填。

5、由由以上可可看到，粉粉砂層上上覆蓋土土層厚度度變化是是向河道道方向隨隨著階地地降低，逐逐漸變薄薄，至河河道位置置進(jìn)入粉粉砂層。導(dǎo)導(dǎo)致施工工12-2樁時(shí)出出現(xiàn)孔口口開裂、護(hù)護(hù)筒下沉沉的主要要原因是是：地表表下具有有較厚的的飽水性性粉砂，流流動(dòng)性強(qiáng)強(qiáng)，地基基整體承承載力較較低，成成孔時(shí)孔孔內(nèi)壁四四周的粉粉砂受到到振動(dòng)和和水沖刷刷，向孔孔內(nèi)流動(dòng)動(dòng)，導(dǎo)致致護(hù)筒底底部喪失失承載層層，失去去下層粉粉砂的支支撐及孔孔隙水的的壓力，且且在鉆機(jī)機(jī)的重壓壓及振動(dòng)動(dòng)下，出出現(xiàn)護(hù)筒筒下沉、孔孔內(nèi)坍塌塌、孔口口開裂。4、技術(shù)方方案比較較與選擇擇 經(jīng)經(jīng)施工技技術(shù)人員員匯同業(yè)業(yè)主、設(shè)設(shè)計(jì)院、監(jiān)監(jiān)理單位位等共同同進(jìn)行分分析，

6、提提出以下下方案進(jìn)進(jìn)行優(yōu)選選，具體體見表3。 經(jīng)經(jīng)過分析析和比選選，綜合合考慮施施工成本本和工期期等要求求，最終終選擇方方案為：對橋北北0#5#樁基的的施工仍仍以旋挖挖鉆機(jī)進(jìn)進(jìn)行作業(yè)業(yè)，對地地勢較低低的6#12#樁基的的施工采采取方案案三和方方案四的的綜合方方案進(jìn)行行施工，即即在原地地表上填填筑3米厚的的素土層層，使粉粉砂層上上土層厚厚度增加加至5.56米厚，使使用汽車車鉆進(jìn)行行正循環(huán)環(huán)成孔工工藝施工工。表3、技術(shù)術(shù)方案比比選表序號方案名稱具體實(shí)施方方法優(yōu)缺點(diǎn)方案一地基化學(xué)加加固法用機(jī)具將漿漿液灌入入地基中中，并與與地基土土發(fā)生化化學(xué)變化化，膠結(jié)結(jié)成新的的堅(jiān)硬的的物質(zhì)，從從而提高高地基強(qiáng)強(qiáng)度和

7、承承載力。具具體施工工工藝為為在橋梁梁樁位的的周圍均均勻布設(shè)設(shè)6個(gè)水泥泥攪拌樁樁，用鉆鉆機(jī)成孔孔，深度度為剛好好穿過粉粉砂層，注注入拌制制好的水水泥漿進(jìn)進(jìn)行深層層攪拌，使使?jié){液與與粉砂土土顆粒膠膠結(jié)起來來以改善善粉砂層層的物理理和力學(xué)學(xué)性質(zhì)，在在橋梁樁樁周圍形形成一個(gè)個(gè)堅(jiān)固的的筒體，使使橋梁樁樁順利施施工。優(yōu)點(diǎn)：1、利利用水泥泥攪拌樁樁形成筒筒體，有有效的解解決孔內(nèi)內(nèi)坍塌、擴(kuò)擴(kuò)孔、孔孔口開裂裂問題；2、阻擋飽飽和粉沙沙層向孔孔內(nèi)流動(dòng)動(dòng)，提高高原地基基承載力力，解決決孔口開開裂問題題。缺點(diǎn)：1、施施工成本本較高2、等待時(shí)時(shí)間長，工工期較長長方案二加長護(hù)筒法法將原使用的的2.5米護(hù)筒筒加長至至5米

8、，埋埋設(shè)時(shí)將將護(hù)筒四四周的夯夯實(shí)土層層厚度增增加到5米，并并擴(kuò)大護(hù)護(hù)筒周邊邊夯實(shí)范范圍。優(yōu)點(diǎn)：1、增增加護(hù)筒筒四周摩摩阻力，以以解決護(hù)護(hù)筒下沉沉、孔口口開裂問問題；2、提高水水頭壓力力，增加加孔壁穩(wěn)穩(wěn)定性。缺點(diǎn)：1、埋埋設(shè)護(hù)筒筒開挖較較深，換換填土工工程量大大，護(hù)筒筒埋設(shè)困困難；2、灌注完完畢后護(hù)護(hù)筒難以以拔出，不不能再次次利用，同同時(shí)對后后期破除除樁頭增增加難度度；3、施工成成本高。方案三循環(huán)鉆機(jī)施施工將旋挖鉆成成孔的施施工工藝藝改變?yōu)闉檠h(huán)鉆鉆機(jī)成孔孔，鉆機(jī)機(jī)采用輕輕型汽車車鉆。優(yōu)點(diǎn):1、可可根據(jù)地地質(zhì)狀況況進(jìn)行正正循環(huán)或或反循環(huán)環(huán)作業(yè)，有有效減小小機(jī)械對對粉砂層層的擾動(dòng)動(dòng)，鉆頭頭對孔壁壁

9、的擾動(dòng)動(dòng)也將減減小，解解決由于于設(shè)備振振動(dòng)引起起粉砂層層坍塌、孔孔徑過大大等問題題，且施施工中可可自造泥泥漿進(jìn)行行護(hù)壁，改改善孔壁壁穩(wěn)定性性；2、施工設(shè)設(shè)備自重重較小，避避免由于于設(shè)備自自重造成成孔口開開裂；成成本較低低。缺點(diǎn)：粉砂砂層可能能發(fā)生縮縮徑問題題，需要要進(jìn)行二二次，甚甚至多次次掃孔作作業(yè)，施施工進(jìn)度度較慢。方案四填筑土采取從地表表向上整整體填筑筑3米厚粘粘土層，分分層填筑筑并碾壓壓密實(shí)，橋橋梁樁處處位形成成一層密密實(shí)具有有一定承承載力的的土層，在在填筑完完畢的地地面上進(jìn)進(jìn)行鉆孔孔灌注樁樁施工。優(yōu)點(diǎn)：不因因機(jī)械設(shè)設(shè)備擾動(dòng)動(dòng)發(fā)生開開裂，護(hù)護(hù)筒底不不易發(fā)生生坍塌，可可有效的的解決孔孔口開

10、裂裂、護(hù)筒筒下沉等等問題；施工成成本較低低。缺點(diǎn)：使后后期的系系梁基坑坑開挖難難度加大大，增加加了挖土土方工程程量5、施工技技術(shù)要求求 55.1素土回回填時(shí)嚴(yán)嚴(yán)格控制制，每層層虛鋪厚厚度3000cm3500cm，用壓壓路機(jī)碾碾壓密實(shí)實(shí)（密實(shí)實(shí)度不小小于95%），以以保證鉆鉆機(jī)在鉆鉆進(jìn)過程程中不下下沉，不不偏位。對對于位于于河道中中間的7、8樁位，由由于圍堰堰填土厚厚度至少少7米，要要保證回回填土上上邊緣外外側(cè)距護(hù)護(hù)筒外緣緣的距離離不小于于5米，以以確保成成孔時(shí)泥泥漿不會會外泄。 55.2泥漿制制備采用用泥漿攪攪拌機(jī)調(diào)調(diào)制，將將膨潤土土加水浸浸透，按按比例加加入纖維維素、燒燒堿等材材料，然然后以

11、拌拌和機(jī)加加水拌制制，禁止止直接將將膨潤土土投入到到孔中利利用鉆機(jī)機(jī)造漿，泥泥漿的各各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)應(yīng)滿足足要求。 55.3初始鉆鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)應(yīng)控制鉆鉆孔進(jìn)度度，尤其其在穿越越粉砂層層時(shí)，要要輕壓慢慢鉆，始始終保持持護(hù)筒內(nèi)內(nèi)水頭高高度。待待穿過粉粉砂層后后，方可可轉(zhuǎn)入正正常鉆進(jìn)進(jìn)速度。鉆鉆進(jìn)中隨隨時(shí)檢查查孔內(nèi)泥泥漿的各各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)及鉆機(jī)機(jī)工作情情況，并并隨時(shí)提提取渣樣樣分析粉粉砂層是是否穿越越及地質(zhì)質(zhì)變化情情況，做做好詳細(xì)細(xì)記錄。 樁樁基工程程于20110年元月7日復(fù)工工，于20110年2月初按按原計(jì)劃劃工期完完成樁基基施工，為為橋梁的的后續(xù)工工程開展展奠定了了基礎(chǔ)。6、樁基工工程檢測測 樁樁基施工工完成后后，檢測測單位對對所有樁樁進(jìn)行超超聲波無無損檢測測，所有有樁樁身身完整，滿滿足設(shè)計(jì)計(jì)要求。同同時(shí)，隨隨機(jī)選擇擇13-2樁進(jìn)行行混凝土土鉆探取取蕊與單單軸抗壓壓試驗(yàn)，結(jié)結(jié)果表明明，樁體體