嵌巖樁基樁檢測及樁底沉渣處理施工技術

泉州環(huán)城高速石獅互通接線改造工程

嵌巖樁樁底沉渣處理施工技術方案1、工程概況1.1、 工程簡介本合同段位于石獅市石泉二路和石獅大道交叉路口處，是石獅連接晉江、泉州、泉州環(huán)城高速和進出口石湖港的主要通道之一，便捷的實現(xiàn)石泉二路和石獅大道之間的交通轉(zhuǎn)換。該互通共設置跨線橋一座，425米；匝道橋6座，共長546.08米；輔道橋梁1座，共長66.04米；舊橋拆除重建橋1座，全長66.04米，舊橋利用共一座，通道及U型槽1道，共長210米。1.2、 工程地質(zhì)條件互通區(qū)屬沖、海積平原地貌，地勢平坦，上部分布沖、海積成因的粘性土，砂、淤泥質(zhì)粘土層等，其下為燕山期混合花崗巖及其風化層，風化層厚度一般較大，局部見輝綠巖脈。根據(jù)本次鉆探成果，互通區(qū)各巖土層特征分述如下：111素填土：淺黃色，濕，松散，堆填物主要為砂粒和粘性土，含少量的礫石，人工堆填，堆填時間約2-3年，欠固結(jié)。該層主要分布于地表，多數(shù)鉆孔揭示，揭示層厚為1.00~2.80m。112淤泥質(zhì)粘土：深灰色，流~軟塑，飽和，成份以粘粒為主，刀切面光滑，有光澤，無搖震反應，干強度強，韌性高，含少量的腐殖質(zhì)，污手，具腐臭味，海積成因。局部呈軟塑狀，相變?yōu)橛倌噘|(zhì)粘土，區(qū)內(nèi)各孔均有揭示，層厚7.90~15.50m。122粉質(zhì)粘土：灰黃色，硬塑，濕，成份以粉粘粒、砂粒為主，土體粘性一般，弱砂感，韌性一般，干強度中等，無搖震反應，沖積成因。揭示層厚為1.25~4.40m。③222中粗砂：黃褐色，飽和，稍密-中密，中粗砂約占60~70%，細砂約占10%，局部夾個別圓礫，粘粉粒膠結(jié)，性能一般，沖積成因，揭示層厚0.60~5.65m。⑤23殘積砂質(zhì)粘性土：黃褐色、青灰色、灰黃色，硬塑，原巖結(jié)構(gòu)已完全破壞，成份由粘粉粒、砂粒組成，砂感強，稍有光澤、搖震反應無、干強度中等、韌性一般，浸水易軟化，殘積成因，揭示層厚3.20~3.90m。⑦10全風化混合花崗巖：灰色、灰黃色，原巖結(jié)構(gòu)尚可辨，礦物成份除石英顆粒外均已風化成次生礦物，巖芯呈砂土狀，手捏易散，濕水易軟化，揭示層厚5.10~9.60m。⑦11砂土狀強風化混合巖：灰黃色、灰白色、灰色，原巖結(jié)構(gòu)較清晰，礦物成份已風化成次生礦物，可見石英及長石顆粒，巖芯呈砂土狀，手搓可散，砂感強，濕水易崩解，干鉆困難。巖體完整程度為極破碎，巖石堅硬程度為極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為V級，巖石質(zhì)量指標為極差的，層厚0.75~24.90m。⑦12碎塊狀強風化混合巖花崗巖：灰黃色，褐黃色，原巖結(jié)構(gòu)清晰可辨，花崗變晶結(jié)構(gòu)，裂隙很發(fā)育，裂面多見鐵錳質(zhì)充填渲染，巖芯呈碎塊狀，錘擊易碎。巖體完整程度為極破碎，巖石堅硬程度為極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為V級，巖石質(zhì)量指標為極差的，揭示層厚1.5010.00m，頂板埋深8.9045.00m，標高-42.46~-8.18m。⑦13中風化混合花崗巖：灰白色，花崗變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石明顯風化變色，裂隙較發(fā)育，主要礦物為石英、長石、黑云母、角閃石等，巖石堅硬，錘擊聲脆，屬較硬巖，巖芯呈短柱狀、碎塊狀，較破碎，巖體基本質(zhì)量等級為W級。單軸抗壓強度標準值為38.18Mpa，巖石質(zhì)量指標（RQD）為36—65%，巖體完整性屬破碎，巖石堅硬程度分類屬較硬巖，巖體基本質(zhì)量等級分類屬W類。在勘探過程中，該層未發(fā)現(xiàn)有洞穴、臨空面，工程性能好，揭示最大厚度12.0m,頂板埋深10.10~47.00m，標高-42.46~-5.79。1.3、樁基工程概況本合同段橋梁工程基礎采用樁基礎及擴大基礎，樁基共有283根及抗拔樁40根，樁徑類別有1.0m、1.2m、1.4m、1.8m，樁基類別有摩擦樁和嵌巖樁。要求清孔后樁底沉淀土厚度對于嵌巖樁不得大于5cm，摩擦樁不得大于10cm。對于嵌巖樁要求樁底必須全截面嵌入新鮮巖面一下不小于2倍樁身直徑。樁基采用沖擊鉆成孔，泥漿護壁，正循環(huán)換漿清孔，導管水下灌注施工工藝。2、基樁檢測2.1、 基樁低應反射波法檢測項目部委托福建建工交通工程質(zhì)量檢測站對樁基進行了低應變反射波法檢測，根據(jù)檢測結(jié)果，對存在疑問的樁基進行鉆芯法驗證沉渣厚度和基巖性狀檢測。2.2、 鉆孔取芯驗證根據(jù)鉆芯驗證檢測報告，個別樁基基底出現(xiàn)沉渣過厚的情況，對工程整體質(zhì)量造成不利的影響，根絕有關施工規(guī)范的要求，必須進行相應的處理。3、原因分析從本工程樁特點分析來看，樁徑不大、擴大頭不大、樁長也不太長，經(jīng)現(xiàn)場多方分析匯總，造成嵌巖樁不滿足設計要求主要有以下幾方面：3.1、泥漿配比不合理由于泥漿指標不好，造成了泥漿攜渣能力差，很多巖塊、巖粒、巖粉、泥坯不能攜出鉆孔；護壁時間短、效果差，容易塌孔。3.2、 二次清孔不徹底在鋼筋籠下放完畢后進行二次清孔，是一個關鍵的工序，也是灌注混凝土前最后一次清理樁底沉渣的機會，但正循環(huán)時導管底水流沖擊力有限，孔底的巖塊、巖粒、巖粉及泥坯清除不徹底。因此，在終孔后若不認真清孔，無法達到徹底清孔。3.3、 施工人員思想麻痹、掉以輕心也是一個重要的因素忽視泥漿性能的調(diào)配，在長時間巖石鉆進時，只強調(diào)泥漿的冷卻鉆頭作用，忽略了其攜渣的重要作用；終孔后清孔時沒適時調(diào)整泥漿性能，實際清孔效果很差，有時幾乎沒有清孔就移走了鉆機，留下了隱患。另外，沉渣量測有誤區(qū)、或不認真，本區(qū)沉渣多為巖塊、巖粒、巖粉及泥坯組成，稍一沉淀，就略有一定的密實度，時間越長，密實度也隨之增高，容易造成量測錯誤，但其與基巖區(qū)別也是很大的。因此，人員的因素也是造成此次事故的一個重要因素。3.4、 地質(zhì)情況復雜根據(jù)樁基取芯檢測報告，部分樁基巖層情況復雜，巖層與淤泥層交替出現(xiàn)，導致施工時入巖巖面判斷和終孔控制存在一定的差錯，導致出現(xiàn)部分樁基基底沉渣過厚。3.5、錘牙脫落在實際施工中，由于巖石過硬，導致部分錘牙脫落，從而造成清渣不能徹底。4、沉渣處理4.1、處理方案從鉆孔取芯的芯樣來看，沉渣主要為泥、砂及中風化碎塊（直徑l~3cm）構(gòu)成，因此將泥、砂及巖粉沖刷凈，增加滲透性和可加固性，然后灌注高標號水泥漿液，與孔底的粗顆粒巖粉及巖塊，固化后形成混凝土體，并通過高壓注漿使水泥漿液滲透至灌注樁樁底及樁側(cè)巖土層中，達到提高樁端承載力的目的。4.2、處理方法及施工目前，可利用現(xiàn)有的聲測管及鉆孔取芯孔作為注漿孔和排水孔，完成排渣、清孔及注漿作業(yè)。處理主要工藝流程為：定位f鉆孔取芯f沖渣清孔f埋設注漿管f漿液制備f注漿加固f穩(wěn)壓注漿f停止注漿，主要工序如下：4.2.1、鉆孔取芯a、 首先進行鉆孔取芯，確認樁底沉渣厚度；b、 沉渣厚度不大于50mm的樁，取芯鉆孔直接灌注水泥漿液封孔。c、 對沉渣厚度超過規(guī)范或設計要求即大于50mm的灌注樁單獨選出，留待后續(xù)注漿處理；d、 在原先樁基隨機鉆芯取樣的孔對稱處再鉆一個孔，孔徑為11cm,如下圖所示。樁基鉆孔位置布置4.2.2、沉渣清理將樁頂?shù)母{、雜物清除，往孔內(nèi)注滿清水，做一個直徑為6cm的鋼管與水泵連接，在鋼管的出氣端做一個2cm的彎頭，以便能在孔底橫向吹孔，壓入清水,而另一個孔排泥渣,如此反復循環(huán)交替,把充填于孔底及孔壁裂隙中的細砂、雜質(zhì)排出孔外,直至孔口返出無砂無色的清水為止。4.2.3、制備砂漿所制備的水泥砂漿標號為C40，咼于樁基混凝土標號C35，砂漿具有一定的和易性、膨脹性，以保證混凝土密實且不離析，水灰比控制在0.4?0.45之間,使用42.5的普通硅酸鹽水泥水泥，在水泥漿中摻入了適量的膨脹劑和減水劑，制備水泥漿沁水率小于3%，拌和后3小時沁水率小于2%，不受約束自由膨脹率小于10%,稠度控制在14?18s之間。為確保水泥砂漿的質(zhì)量，對水泥砂漿試樣作了試驗，以確保水泥砂的漿質(zhì)量。4.2.4、注漿加固埋設注漿管：沖渣完成后，即可埋設注漿管，注漿管底端0.1m內(nèi)設置梅花形蜂窩眼便于均勻出漿；注漿：將壓漿管放至注漿孔的底部，開動壓漿泵壓漿，水泥漿在出水孔、注漿孔內(nèi)同時上升，由于壓力差水泥漿首先會從出水孔壓出，當水泥漿壓至出水孔口時，為保證孔內(nèi)充滿砂漿，待出水孔口冒出原樣砂漿時，堵住出水孔，這時緩緩提升壓漿管，邊拔邊加壓，將壓漿管提至壓漿孔孔口時，保持一個穩(wěn)壓（壓力1.2~1.5MPa，時間在30~45min）的悶漿期，當吃漿量很小或幾乎不吃漿時，說明孔內(nèi)已充滿了漿液，用濕的水泥球封壓漿孔。壓漿過程應緩慢、均勻地進行，不得中斷。注漿示意圖如下圖所示。汩水孔沖洗、濁漿孔嵌巖樁基巖區(qū)基巖區(qū)沉渣區(qū)嵌巖樁樁底注漿示意圖4.3、施工安全施工操作過程中，施工工人應配帶眼鏡，以防空壓機意外吹傷眼睛。4.4、施工工藝的注意事項A、鉆取壓漿孔時要垂直，鉆到孔底基巖面上，以便能徹底清孔和保證壓漿的均勻性。b、清孔時要縱管與橫管沖洗相結(jié)合，以確保樁基底部的沉渣雜合物能充分被沖出，清孔的程度是施工工藝的關鍵所在。C、水泥砂漿要摻加適當?shù)呐蛎泟┖蜏p水劑，以改善砂漿的固結(jié)強度和粘結(jié)性。5、處理效果檢測嵌巖樁樁底沉渣處理完畢，經(jīng)一段時間養(yǎng)護后，重新進行低應變、鉆孔取芯進行檢測。目錄TOC\o"1-5"\h\z1、 工程概況 1\o"CurrentDocument"1.1、 工程簡介 1\o"CurrentDocument"1.2、 工程地質(zhì)條件 1\o"CurrentDocument"1.3、 樁基工程概況 2\o"CurrentDocument"2、 基樁檢測 22.1、 基樁低應反射波法檢測 22.2、 鉆孔取芯驗證 2\o"CurrentDocument"3、 原因分析 3\o"CurrentDocument"3.1、泥漿配比不合理 3\o"CurrentDocument"3.2、 二次清孔不徹底 3\o"CurrentDocument"3.3、 施工人員思想麻痹、掉以輕心也是一個重要的因素 3\o"CurrentDocument"3.4、 地質(zhì)情況復雜 3\o"CurrentDocument"3.5、錘牙脫落 34、 沉渣處理 3\o"CurrentDocument"4.1、 處理方案 3\o"CurrentDocument"4.2、 處理方法及施工 4\o"CurrentDocument"4.2.1、鉆孔取芯 4\o"CurrentDocument"4.2.2、 沉渣清理 4\o"Curren