摘要:在橋梁鉆孔灌注樁樁基施工中,遇到了特殊地質——透水層,給施工帶來很大難度,文中根據透水層的特點,從機械選型和配置、鉆孔過程以及鉆孔方法入手,分析、總結了橋梁樁基施工的經驗,詳細介紹了有效的處理方案,對同類工程的施工有一定的借鑒作用和指導性意義.
關鍵詞:樁基施工 鉆孔 透水層 處理方案
Abstract: This paper according to the characteristics of aquifers, summed up the experience of bridge pile foundation construction from machinery selection and configuration, drilling and drilling method proceed, introduces the effective solutions in detail, for similar engineering construction have certain reference and guiding significance.
Key words: pile; bored; permeability; treatment scheme
中圖分類號:U445.55+1 文獻標識碼:A 文章編號:
工程概況:某特大橋位于河北平原東南部地區,屬溫暖帶半干旱大陸性季風氣候,冬冷夏暖,四季分明。該橋全長5415.0米,地面高程39.86—46.79米。橋位處地勢平坦、開闊,區域內主要為農田,橋址區未見地表水。地下水穩定水位埋深為20.00—25.3米,標高16.29—20.59米。該地區某特大橋進行鋼筋混凝土鉆孔灌注樁樁基施工,主要數據以及地質情況如下:
35—4樁基主要設計數據表
樁位坐標 m |
標高 m |
樁長 |
樁徑 |
C25混凝土 |
X |
Y |
樁頂 |
樁低 |
4025982.851 |
511776.133 |
43.1 |
-5.9 |
49.0m |
1.80m |
124.7m³ |
樁基地質層主要特征表
深度 |
標高 |
主要巖性特征 |
容許承載力 |
樁周土極限摩阻力 |
kPa |
kPa |
0 |
43.83 |
粉質黏土:褐黃色,硬塑,土質較勻,含鐵錳質氧化 |
|
|
物,干強度,韌性高,切面較光滑,表層0.4米為耕植 |
120 |
35 |
4.50 |
39.33 |
土。 |
|
|
粉質黏土:灰褐色,軟塑,土質較勻,黏粒含量 |
100 |
25 |
8.00 |
35.83 |
高,干強度、韌性中等,有嗅味,局部夾粉土薄層。 |
粉土:褐黃色,稍濕,中密土質較勻,含鐵錳質氧化 |
170 |
45 |
12.40 |
31.43 |
物,粉質含量高,干強度、韌性低,局部夾粉土薄層。 |
粉質黏土:灰褐色,軟塑,土質較勻,含鐵錳質 |
160 |
45 |
15.20 |
28.63 |
氧化物,干強度、韌性中等,局部夾粉土薄層。 |
粉砂:稍密—中密,灰黃色,砂質較純,分選性較好, |
180 |
50 |
23.00 |
20.83 |
以石英﹑長石為主,見云母片,局部夾粉土﹑細砂薄層 |
細砂:中密,灰黃色,砂質較純,分選性較好,以石 |
240 |
55 |
29.20 |
14.63 |
英﹑長石為主,見云母片,局部夾粉砂﹑中砂薄層。 |
細砂:中密,灰黃色,砂質較純,分選性較好,以石 |
240 |
55 |
44.70 |
-0.87 |
英﹑長石為主,見云母片,局部夾粉砂﹑中砂薄層。 |
粉質粘土:褐黃色,硬塑,土質較勻,含鐵錳質氧 |
|
|
54.50 |
-10.67 |
化物,干強度、韌性高,切面較光滑,局部夾黏土薄 |
240 |
70 |
層。 |
|
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問題的產生:2012年11月22日,在35-5號樁基鉆孔施工過程中,當鉆機鉆至35米時,發現泥漿池中的水在不到十分鐘的時間內全部滲漏完,實際地質情況與設計文件中的地質情況不符,有透水層出現,由于事情發生的很突然,現場施工人員在用水泵給孔內及時補水的同時,當機立斷決定停止施工,指揮挖機就地挖土迅速對孔內進行了2米回填,方才止住了透水現象,隨后指揮鉆機提鉆后轉移至安全地帶,由于處理方法正確及時,未造成安全事故和財產損失。
因為當時沒有很好的辦法治理透水層,只好對鉆成的孔進行回填,放棄了35-5號樁基的施工。
當時留取的渣樣如圖所示:
問題的解決:2012年12月21日,經過現場施工人員及技術人員多日以來的觀察和琢磨,在現場進行了充分的分析、討論和論證,決定施工35—4樁基,施工方案要點如下:
1 施工準備:對場地進行平整和硬化,按照設計圖紙由測量隊進行精確的測量放樣。泥漿循環系統主要由泥漿池、溢流溝和高壓泥漿泵組成,將附近3個泥漿池的水引向35-5號樁基的泥漿池,并準備2個水泵備用,防止透水引起塌孔。護筒頂高出地面0.3米,護筒中心豎直線于樁中心線重合,護筒埋置深度為2米,四周用黏土分層夯實并保證其堅固,并用至少兩條鋼絲繩在兩各個不同的方向栓住護筒,防止塌孔時護筒墜落,其余指標必須符合規范及設計要求,自檢合格后報監理工程師檢驗,合格后進行下一步施工。
2 鉆機就位:在護筒邊鋪設大面積的鋼板,鉆機立于鋼板之上,防止塌孔時影響施工人員的安全以及機械設備的安全。并派一臺卡特320挖掘機和徐工25噸的吊車停在施工現場備用,并備用黏土20方。鉆機采用國峰250型反循環鉆機,鉆機安裝就位后,底座和頂端應平穩、牢固,鉆機頂部的起吊滑輪轉盤中心與鉆孔中心保持在同一鉛垂線上,鉆機轉盤中心與護筒中心位置偏差不得大于2cm,鉆進過程中經常檢查,如有問題及時糾正。
3 鉆孔過程及方法:正常鉆進時,泥漿比重為1.15—1.3,泥漿黏度要求為20—28S,含沙率2—4%。鉆孔過程中要保持孔內有1.5—2.0米的水頭高度,派一名工班長觀察,若發現孔內水頭高度下降,立即指揮鉆機提起鉆頭,讓挖掘機向孔內倒入黏土,泥漿泵及3個泥漿池分別向孔內注水,再放入鉆頭采用正循環的方式鉆孔,使膠泥擠入孔壁堵住漏漿空隙得以穿過透水層。2012年12月21日18:05分鉆孔至35米,發現渣樣為碎石透水層,和35—5樁基的渣樣相似,鉆機隨即采用正循環的方式鉆孔,未發生快速透水現象,22:10分,鉆孔至42米,發現渣樣為正常土層,故判定成功穿越透水層。23:10分分成孔。
4 緊湊施工,及時澆筑水下混凝土:成孔以后,及時通知監理工程師檢查,并進行有效和徹底的清孔,以保證孔底沉渣厚度小于規范及設計要求,保持孔內的水頭高度,防止塌孔。合格的鋼筋籠應在開鉆之前運至工地,在工地備用,吊車司機和鋼筋工應采用有操作證的和經驗豐富的工人,以縮短時間。鋼筋籠安裝好后,即下放導管導管應在開鉆的前一天進行水密試驗和接頭抗拉試驗,以保證導管拼接牢固不漏水不漏氣,導管底口至孔底標高控制在0.3—0.4m之間。各項指標合格并經監理工程師檢查同意后立即進行水下混凝土灌注。
結論:在35—4樁基施工完成之后, 2012年3月3日對35—5樁基(地質條件和35—4樁基相同)采取同樣的施工方案進行了施工,取得了成功,證明這個處理方案是有效的,可行的。