橋梁鉆孔灌注樁施工

/橋梁鉆孔灌注樁的施工1工程概況東營黃河公路大橋及接線工程位于山東省東營市，南北跨越東營市墾利縣和利津縣，在現(xiàn)勝利黃河大橋下游約4公里處跨越黃河，該項目是國家規(guī)劃的“縱四”、“橫四”干線公路網(wǎng)及山東省公路網(wǎng)主框架的重要組成部分，是膠東半島、黃河三角洲和京津唐地區(qū)聯(lián)系的重要通道。它的建設(shè)不僅可以貫穿已建成的東港和東青高速公路，完善路網(wǎng)布局，而且對于促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展及勝利油田進一步開發(fā)建設(shè)，都具有特別重要的意義。本工程全長18.746km。其中高速公路長13.417km，設(shè)計行車速度100km/h，路基寬26m，路橋同寬，橋涵設(shè)計荷載為汽-超20；掛－120；二級公路長5.329km，設(shè)計行車速度80km/h，路基寬13.5m，路橋同寬，橋涵設(shè)計荷載為汽－20，掛-100。黃河大橋長2742m，主橋為116+200+220+200+116m預應力混凝土剛構(gòu)一連續(xù)梁；引橋接受先簡支后連續(xù)的42m預應力混凝土箱型組合梁（南岸42m+42m+1聯(lián)5×42m，北岸4聯(lián)5×42m+4聯(lián)4×42m+42m+42m)，均按分別式斷面設(shè)計，下部結(jié)構(gòu)均為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；南接線長7.082km，北接線長8.922km（其中二級路為5.329km)。2鉆孔灌注樁鉆孔施工工藝第一步:測量組放樣確定樁位中心：現(xiàn)代的放樣，伴隨著全站儀的普及，通過后視兩水準點中的一點Ａ，將儀器調(diào)零角度，拔至要求角度θ，從全站儀讀出已定的距離S的方法來確定樁徑的中心，通過水準點B處置儀器來復核樁心O位置，如圖1所示:確定O后，在開挖護筒前基坑前，要留意愛惜樁MM’、NN’一是在埋設(shè)護筒過程中破壞O點來復原;二是檢測鉆機就位狀況;三是檢測護筒是否移位。其次步:開挖基坑，埋設(shè)護筒:將MM’，NN’分別用細線相連，復原開挖基坑時破壞的樁心O，應保證護筒的中心O’和O點在垂直方向上，應用鉛垂線檢測，若兩O’、O在同始終線上則滿足要求，基坑要有確定的坡度，應挖成上寬下窄的漏斗形，在護筒埋設(shè)好之后，護筒四周土應夯實，確愛惜筒位置的固定，以防移位。第三步:鉆機就位。鉆機就位，是指鉆機鉆頭中心或錘頭中心和護筒中心O”(即樁中心)，在同一鉛垂線上，即O、O’、O”三心共線，這是將來成孔的保證;就位好的鉆機，要充分固定，防止移位造成孔位的偏移;只有滿足上述二條，才能保證成孔滿足規(guī)范要求，孔的傾斜率<1%，孔位偏移≤5cm。第四步:鉆機鉆進鉆孔開鉆前，首先要調(diào)好泥漿。泥漿由水、粘土(或膨潤土)和摻加劑組成，調(diào)制時，應先將粘土或膨潤土加水浸透，然后用攪拌機或人工拌制，同時要留意環(huán)保問題。為了回收泥漿和削減環(huán)境污染，均應設(shè)置泥漿循環(huán)凈化系統(tǒng)。殘漿要有既定的存放地方，禁止任其自然四處流暢，水中鉆機的殘漿不能干脆排入江中，要配有泥漿船運輸?shù)揭?guī)定的地方存放。鉆進過程中，隨著地質(zhì)變更，地層、土壤軟硬，顆粒粗細，選用合適的鉆頭，從而提高鉆進速度。同時，在地質(zhì)松軟、松散的地層中，限制鉆進速度，確保泥漿形成穩(wěn)定護壁，保證孔和平安。整個過程應保證孔內(nèi)具有的水位和要求的泥漿相對密度及粘度，按設(shè)計要求鉆進。同時留意地質(zhì)狀況的變更，地質(zhì)狀況由勘探所得，在土層變更處均應撈取渣樣，判明土層，并記入記錄表中，以便和地質(zhì)剖面圖核對，隨時限制泥漿指標防止塌孔，泥漿指標見下表。土質(zhì)鉆頭轉(zhuǎn)速泥漿備注粘性土尖底魚尾式，圓籠式中等大泵量、稀

砂土平底圓籠式輕壓中等、低檔快速大泵量、稀

較硬碎石土沖擊低檔慢速優(yōu)質(zhì)泥漿必要時分兩級鉆機

鉆孔方法地層狀況泥漿性能指標相對密度粘度(Pa.s)含砂率(%)膠體率(%)失水率

(ml/30min)泥皮厚

(ml/30min)靜切力(pa)酸堿度(Ph)正循環(huán)一般地層1.05~1.216~228~4≥96≤25≤21.0~2.58~10易坍地形1.20~1.4519~288~4≥96≤15≤23~58~10反循環(huán)一般地層1.02~1.0616~20≤4≥95≤20≤31~2.58~10易坍地形1.06~1.1018~28≤4≥95≤20≤31~2.58~10卵石土1.10~1.1520~35≤4≥95≤20≤31~2.58~10推鉆沖抓一般地層1.10~1.2018~24≤4≥95≤20≤31~2.58~11沖擊易坍地形1.20~1.4022~30≤4≥95≤20≤33~58~11注:

1.地下水位高或具流速大時，指標取高限，反之取低限;

2.地質(zhì)狀態(tài)較好，孔徑或孔深較少的取低限，反之取高限;

3.在不宜坍塌的粘質(zhì)土層中，運用推鉆、沖抓、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進時，可用清水提高水頭(≥2m)維護孔壁;

4.若當?shù)厝狈?yōu)質(zhì)粘質(zhì)土，遠運膨潤土亦很困難，調(diào)制不出合格泥漿時，可摻用添加劑改善泥漿性能，各種添加劑摻量可按附錄C-1選取;

5.泥漿的各種性能指標測定方法見附錄C-2。

6.在不易坍塌的粘性土層中，運用推鉆、沖抓，反循環(huán)、回循環(huán)方法鉆進時，可接受清水提高龍頭(≥2m)維護孔壁。

7.對遇水膨脹或易坍塌的地層，如泥頁巖等，其損失水平應<3-5ml/min。

8.相對密度是泥漿密度和4℃純水密度之比，過去稱為比重。

由于不行預料的，人為的諸多因素存在，將不行避開產(chǎn)生一些故障，對這些故障要分析緣由，實行相應挽救措施。同時，作為一名現(xiàn)場監(jiān)理人員，應時常檢查事故隱患剛好的提出相應的防范措施，防患于未然。3常見到鉆孔(包括清孔)事故及處理方法分述如下:3.1坍孔各種鉆孔方法都可能發(fā)生坍孔事故，坍孔的表征是孔內(nèi)水位突然下降，孔內(nèi)冒細密的水泡，出渣量顯著增加而不見進尺，鉆機負荷顯著增加等。坍孔緣由3.1.1泥漿相對密度不夠及其它泥漿性能指標不符合要求，使孔壁未形成堅實泥皮。3.1.2由于出渣后未剛好補充泥漿(或水)，或河水，潮水上漲，或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水，或鉆機通過砂礫等強透水層，孔內(nèi)水流失等造成孔內(nèi)水頭高度不夠。3.1.3護筒埋置太淺，下端孔口漏水，坍塌或孔口旁邊地面受水浸濕泡軟，或鉆機干脆接觸在護筒上，由于振動使孔口坍塌，擴展成較大坍孔。3.1.4在松軟砂層中鉆進進尺太快。3.1.5提出鉆錐鉆進，四轉(zhuǎn)速太快，空轉(zhuǎn)時間長。3.1.6沖擊(抓)錐或掏渣筒傾倒，撞擊孔壁，或爆破處理孔內(nèi)孤石、探頭石、炸藥量過大，造成過大振動。3.1.7水頭過高，使孔壁滲漿或護筒底形成反穿孔。3.1.8清孔后泥漿相對密度、粘度等指標降低，用空氣吸泥機清孔泥漿吸走后未剛好補漿(或水)，使孔內(nèi)水位低于地下水位。3.1.9清孔操作不當，供水管嘴干脆沖刷孔壁，清孔時間過久或清孔后停突然間過長。3.1.10吊入鋼筋骨架時碰撞孔壁。塌孔的預防和處理3.1.11在松散粉砂土或流砂中鉆進時，應限制進尺速度，選用較大相對密度、粘度，膠體率的泥漿或高質(zhì)量泥漿，沖擊鉆孔時投入粘土，摻片，卵石，低沖程錘擊，使粘土膏片，卵石擠入孔壁起護壁作用。3.1.12汛期或潮汐地區(qū)水位變更過大時，應實行上升護筒，增高水頭，或用虹吸管，連通管等措施保證水頭相對穩(wěn)定。3.1.13發(fā)生孔口倒塌時，可立刻拆除護筒并回填鉆孔，重新埋設(shè)護筒再鉆。3.1.14如發(fā)生孔內(nèi)坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘質(zhì)土(或砂礫和黃土)混合物到坍孔處以上1m-2m，如坍孔嚴峻時應全部回填，待回填物沉積密實后再行鉆進。3.1.15嚴格限制沖程高度和炸藥用量。3.1.16清孔時應指定專人補漿(或水)，保證孔內(nèi)必要的水頭高度，供漿(水)管最好不要干脆插入鉆孔中，應通過水槽或水池使水減速后流入鉆孔中，以免沖刷孔壁。應扶正吸泥機，防止觸動孔壁。不宜運用過大的風壓，不宜超過1.5-1.6倍鉆孔中水柱壓力。3.1.17吊入鋼筋骨架時應對準鉆孔中心豎直插入，嚴防觸及孔壁。3.2鉆孔偏斜各種鉆孔方法均可能發(fā)生鉆孔傾斜事故。偏斜緣由3.2.1鉆孔中遇有較大的孤石或探頭石。3.2.2在有傾斜的軟硬地層交界處，巖面傾斜處鉆進，或者粒徑大小懸殊的砂卵石層中鉆進，鉆頭受力不均。3.2.3擴孔較大處，鉆頭搖擺偏向一方。3.2.4鉆機底座安置水平或產(chǎn)生不勻整沉陷、位移。3.2.5鉆桿彎曲，接頭不正。預防和處理3.2.6安裝鉆機時要使轉(zhuǎn)盤、底座水平，起重滑輪緣，固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者應在一條豎直線上，并經(jīng)常檢查校正。3.2.7由于鉆機較長，轉(zhuǎn)動時上部搖擺過大，必需在鉆架上增設(shè)導向架，限制鉆桿上的提引龍頭，使其沿導向架對中鉆進。3.2.8鉆桿接頭應逐個檢查，剛好調(diào)正，當主動鉆桿彎曲時，要用千斤頂剛好調(diào)直。3.2.9在有傾斜的軟、硬地層鉆進時，應吊著鉆桿限制進尺，低速鉆進，或回填片、卵石沖平后再鉆進。沖擊鉆進時，應回填砂礫石和黃土待沉積密實后再接著鉆進，偏斜嚴峻的可在起先傾斜處設(shè)置少量炸藥(小于1kg)爆破，然后用砂類土和砂礫石回填到該處位置以上1m左右，重新沖鉆。3.3掉鉆落物各種鉆孔方法均可能發(fā)生。掉鉆落物的緣由。3.3.1卡鉆時強提強扭，操作不當，實鉆桿或鋼絲繩超負荷或乏累斷裂。3.3.2鉆頭桿接頭不良或滑絲。3.3.3電動機接線錯誤，鉆機反向旋轉(zhuǎn)，鉆桿松脫。3.3.4沖擊鉆頭合金套灌注樁質(zhì)量差致使鋼絲繩拔出。3.3.5轉(zhuǎn)向環(huán)、轉(zhuǎn)向套等焊接處斷開。3.3.6鋼絲繩和鉆頭連接處鋼絲繩的繩卡數(shù)量不足或松弛。3.3.7鋼絲繩過度陳舊，斷絲太多，未剛好更換。3.3.8操作不慎，落入扳手、撬棍等物。預防措施3.3.9開鉆前應清除孔內(nèi)落物，零星鐵件可用電磁鐵吸取，較大落物和鉆具也可用沖抓錐打撈，然后在護筒口加蓋。3.3.10經(jīng)常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和連結(jié)裝備。3.3.11為便于打撈落錐，可在沖擊錐或其它類型的鉆頭上預先焊打撈環(huán)，打撈桿，或在錐身上捆幾圈鋼絲繩等。處理方法掉鉆后應剛好摸清狀況，若鉆錐被沉淀物或坍孔土石埋住應先清孔，使打撈工具能接觸鉆桿和鉆錐。打撈工具有以下幾種:3.3.12打撈叉3.3.13螺旋取物器和卡板取桿器3.3.14打撈鉤3.3.15打撈活套3.3.16偏溝或鉆錐平鉤3.3.17打撈鉗對嚴峻的坍孔埋錐，可接受比鉆徑直徑大的空心沖擊錐或沖抓錐將坍在原錐上面的土、石清除掉，接觸原錐后，再換用比原錐直徑稍大的柵或圓柱形的空心錐，沖鉆至原錐底部，使原錐和四周孔壁分別后，提出空心錐，再將前述的打撈鉤入孔鉤撈，用卷揚機會同鏈滑車同時提位。3.4糊鉆和埋鉆糊鉆和埋鉆常出現(xiàn)于正、反循環(huán)(含潛水鉆機)回鉆進和沖擊錘鉆進。正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進中，糊鉆的表征是細粒土層中鉆進時進尺緩慢，甚至不進尺，出現(xiàn)別泵現(xiàn)象;在粘土層中沖擊成孔時，由于沖擊太大、泥漿粘度太高，鉆渣量大、鉆桿內(nèi)徑小、出漿孔堵塞以致鉆頭被糊住或被埋位。預防和處理方法:對正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆，可清除泥包，調(diào)整泥漿的相對密度和粘度，適當增大泵量和向孔內(nèi)投入適量砂石泥塊泥包糊鉆，選用刮板齒小，出漿孔大的鉆錐，對于沖擊鉆，除上述方法外，還應削減沖程適當限制進尺，若已嚴峻糊鉆，應停鉆，清除鉆渣，對鉆桿內(nèi)徑，鉆渣進出孔和排渣設(shè)備的進尺進行檢查計算。3.5擴孔及縮孔擴孔比較多見，一般表現(xiàn)為局部的孔徑過大。在地下水呈運動狀態(tài)，土質(zhì)松散地層處或鉆錐搖擺過大，易于出現(xiàn)擴孔，擴孔發(fā)生原因同塌孔相同，輕則為擴孔，重則為崩孔。若只孔內(nèi)局部發(fā)生倒塌而擴孔，鉆孔仍能達到設(shè)計深度則不必處理，只是混凝土灌渣量大大增加，若因擴孔后接著倒塌影響鉆進，應按崩孔事故處理。縮孔即孔徑的超長縮小，一般表現(xiàn)為鉆機鉆進時發(fā)生卡鉆，提不出鉆頭或者提鉆異樣困難的跡象?？s孔緣由有兩種:一是鉆錐焊補不剛好，嚴峻磨耗的鉆錐往往鉆出較設(shè)計樁徑稍小的孔;另一種是由于地層中有軟塑3土(俗稱橡皮土)，遇水膨脹后使孔徑縮小。各種鉆孔方法均可能發(fā)生縮孔。為防止縮孔，前者要剛好修補磨損的鉆頭，后者要運用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護壁并必需快轉(zhuǎn)慢進，并復鉆二三次;或者運用卷揚機吊住鉆錐上下、左右反復掃孔以擴大孔徑，直至使發(fā)生縮孔部位達到設(shè)計孔徑為止。3.6梅花孔(或十字孔)常發(fā)生在沖擊錐鉆進時，沖成的孔不圓，發(fā)生如梅花或十字的形態(tài)，形成緣由:3.6.1錐頂轉(zhuǎn)向裝置失靈，以致沖錐不轉(zhuǎn)動，總在一個方向上下沖擊。3.6.2泥漿相對密度和粘度過高，沖擊轉(zhuǎn)動阻力太大，鉆頭轉(zhuǎn)動困難。3.6.3操作時鋼絲繩太松或沖程太少，沖錐剛提起又落下，鉆頭轉(zhuǎn)動時間不充分或轉(zhuǎn)動很小，改換不了沖擊裝置。3.6.4有非均質(zhì)地層，如漂卵石層、積累層等易出現(xiàn)掉頭石，造成局部孔壁凸進，成孔不圓。預防方法:3.6.5應經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置的靈敏性，剛好修理或更換失靈的轉(zhuǎn)向裝置。3.6.6選用適當粘度和相對密度的泥漿，并適時掏渣。3.6.7用低沖程時，每沖擊一段據(jù)用高一些的沖擊程沖擊，交替沖擊修整孔形。3.6.8出現(xiàn)梅花孔后，可用片、卵石混和粘土回填鉆孔，重新沖擊。3.7卡錐卡錐也常發(fā)生在以沖擊錐鉆進時，沖錐卡在孔內(nèi)提不起來，發(fā)生卡錐。緣由3.7.1鉆孔形成梅花形，沖錐被狹窄部位卡住。3.7.2未剛好焊補沖錐，鉆孔直徑慢慢變小，而焊補后的沖錐大了，又用高沖程猛擊，極易發(fā)生卡錐。3.7.3伸入孔內(nèi)不大的探頭石未被打碎，卡住錐腳或錐頂。3.7.4孔口掉下石塊或其他物件，卡住鉆錐。3.7.5在粘土層中沖擊的沖程太高，泥漿太稠，以致沖錐被吸住。3.7.6大繩松放太多，沖錐傾倒，頂住孔壁。處理方法處理卡錐應先弄清狀況，針對卡錐緣由進行處理。宜待沖錐有松動后方可用力上提，不行盲動，以免造成越卡越緊。3.7.8當為梅花卡鉛時，若錐頭向下有活動余地，可使鉆頭向下活動并轉(zhuǎn)動至孔徑較大方向提起鉆頭。也可松一下鋼絲繩，使鉆錐松動一個角度，有可能將鉆錐提出。3.7.9卡鉆不宜強提以防坍孔，埋鉆。宜用由下向上頂撞的方法，輕打卡位的石頭，有時使鉆頭上下活動，也能脫離卡點或使掉入的石頭落下。3.7.10用較粗的鋼絲繩帶打撈鉤或打撈繩放入進孔內(nèi)，將沖錐勾住后，和大繩同時提動，或交替提動，并多次上、下、左、右搖擺摸索，有時能將沖錐提出。3.7.11在打撈過程中，要接著攪拌泥漿，防止沉淀埋鉆。3.7.12用其他工具，如小的沖錐，小掏渣筒等下到孔內(nèi)沖擊，將卡錐的石塊擠進孔壁，或把沖錐碰活動脫離卡點后，再將沖錐提出。但要穩(wěn)住大繩以免沖錐突然下落。3.7.13用壓縮空氣管或高壓水管下入孔內(nèi)，對準卡錐一側(cè)或吸錐處適當沖射一些時候，使卡點松動后強行提出。3.7.14運用特地加工的工具，將頂住孔壁的鉆頭拔正。3.7.15用以上方法提升卡錐無效時，可試用水下爆破提錐法，將炸藥(少于1kg)放入孔內(nèi)，沿錐的滑槽放到錐底，而后引爆，振動卡錐，再用卷揚機和鏈滑車同時提位，一般是能提出的。3.7.16預防卡錐事故針對發(fā)生卡錐的緣由實行相應措施。3.8鉆桿折斷鉆桿折斷常發(fā)生在正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進時。一旦發(fā)生折桿，鉆機的負荷立刻減輕，驅(qū)動機械的運轉(zhuǎn)噪聲削減，鉆進速度接近于零，即使提鉆后再鉆進仍無效，則證明確系發(fā)生了折桿故障。折桿緣由3.8.1用水文地質(zhì)或地質(zhì)鉆探小孔徑鉆孔的鉆桿來作橋梁大孔徑鉆孔樁用，其強度剛度太小，簡潔折斷。3.8.2鉆進中選用的轉(zhuǎn)速不當，使鉆桿所受到扭轉(zhuǎn)或彎曲等應力增大，因而折斷。3.8.3鉆桿運用過久，連接處有損