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冲击钻钻孔灌注桩施工工艺及病害的处理

  
评论: 更新日期:2011年01月30日

 随着公路桥梁和高层建筑在我国的飞速发展,我国的钻孔灌注桩技术也得到了长足发展,积累了丰富的施工经验,但复杂地质条件下的冲击钻钻孔灌注桩及病害的处理还是一大难题,下面通过泉头大桥及黑河子中桥的桩基础施工经验,介绍一下冲击钻钻孔灌注桩施工工艺及断桩和桩身夹泥的处理措施。仅供参考。
  
1 工程概况
  泉头大桥位于国道102线k900+734公里处,为8×20米大桥,下部结构采用摩擦灌注桩,共有桩27根,其中墩桩21根,台桩6根,桩径1.2米,墩桩长19米,台桩长14米。黑河子中桥距泉头大桥2km,地质情况基本相同。
  
2 工程地质情况及机具的选择

  2.1桥址处主要地址情况:表层为6.5-8.1米左右的白色砂岩,坚硬;中层为细砂亚粘土互层,硬塑状态,细砂为灰色,稍松状态,每层厚30-40公分总厚6米左右,此细砂亚粘土互层在钻孔施工的干扰下易液化、出现涌砂现象、导致坍孔;桩底落在红色泥岩上。整体地质条件比较复杂、特殊,表层和底层坚硬、中层稍松易液化。
  2.2机具的选择:施工前对机具进行了选择,循环钻钻进速度快、成孔好、清孔干净,但怕硬岩层及孤石、卵石;冲击钻适用广泛,但速度慢、成孔质量不高。经现场进行两种机具的比较,循环钻48小时只钻进1.5米,而冲击钻48小时只钻进3.4米,虽然,中层易采用循环钻,但更换机具耗时过多,决定在保证冲击钻工艺和泥浆质量的基础上采用4台30型冲击钻同时施工。
  
3 冲击钻钻孔灌注桩施工工艺
  钻孔灌注桩的施工顺序为:初步放样→筑岛→恢复定线→护筒埋设→钻孔→成孔检测清孔→下钢筋笼→下导管→砼浇注→破桩头→成桩检测。
  3.1初步放样:施工前先排水、修路、清除桩基位置的杂草和淤泥,换填山皮土并刮平压实,使施工机具顺利进出,能保证钻机在施工中平稳,然后根据设计提供的导线点(经导线复测闭合后)及水准点用光电全站仪及水准仪定位,桥墩中线在桥轴线方向上的位置中误差不应大于±15cm,成排成列放样,放样后用钢尺校核。
  3.2筑岛:场地为浅水时,采用草袋围堰,普通土填充,筑岛高出水面1.5cm为准。
  3.3护筒埋设,恢复定线:护筒埋设是重要一环,起到定位、导向,靠筒内水位和泥浆比重使孔内水压大于外部水压,防止塌孔,护筒内径比桩经大200-400mm,护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0-2.0m,护筒的埋设深度应根据设计要求或桩径及水文地质情况确定,一般情况埋置深度宜为2-4m,有冲刷影响的河床,应沉入冲刷线以下不少于1.0-1.5m。泉头大桥采用4m高护筒,φ1.6m,壁厚4mm,旱地及筑岛处采用挖坑埋设法,护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实,护筒顶高出地面0.3m,埋设时位置要准确,护筒要竖直。护筒中心竖直线应与桩中心线重合,平面允许误差50mm,竖直线倾斜不大于1%,护筒顶部焊加强筋和吊耳,开出水口,钻进过程中要经常检查是否发生偏移和下沉,并及时纠正。
  3.4钻孔:分冲击钻和正反循环钻,应按设计资料绘制的地质剖面图,选用适当的钻孔和泥浆,泉头大桥根据实际情况选用冲击钻。
  3.4.1泥浆的配制:为保证中层易液化坍塌砂质层的成孔质量和最终能将孔底清理干净,对泥浆的比重与粘度制定了严格的指标,经过20余次的泥浆配比试验,决定采用当地的膨润土,泥浆配和比为 水:膨土:粘土:NaoH:CMC=1000:100:60:1.5:1.5。配制的泥浆比重为1.06-1.10;粘度18-22Pa.s;含砂率0.3%-0.5%;PH值8-10,胶体率95%-98%;静切力1.1-1.3;失水率13-15ml。泥浆的好坏是成孔质量的重要保证之一,由于配置了高质量的泥浆,在长期停钻的情况下,沉积物很少,此外,优质的泥浆可使孔壁形成一层粘性好、密度大渗透性差的泥皮,这层泥皮可防止孔内泥浆外渗,大大减缓孔内水头降低的速度,这也是使孔壁稳定的有效措施。
  3.4.2冲击钻钻孔注意事项
  ① 钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修,钻机就位后,应平稳,不得产生位移和沉陷,开孔的孔位必须准确。
  ② 冲锥的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不大于2cm,升降锥头时要平稳,不得碰撞护壁和孔壁。
  ③ 钻孔作业必须连续,并作钻孔施工记录,经常对钻孔泥浆进行检测和试验,不符合要求的随时改正,注意补充新拌的好泥浆,在整个施工过程中,泥浆的损失较小,水头始终保证在2m左右,有效地防止了孔壁坍塌,埋钻头的现象发生,确保了钻孔桩的成孔质量和成孔速度。
  ④ 钻进过程中,每进5-8尺检查钻孔直径和竖直度,注意地层变化,在地层变化处捞取渣样,判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。根据实际地层变化采用相应的钻进方式,在钻至中层易液化砂层时,钻进速度必须放慢,以确保成孔质量。
  ⑤ 冲击钻应用小径钻钻到深度后,用大径钻扩孔,钻管内的泥渣和泥浆经常倒出,在钻孔排渣,提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内水头和要求的泥浆指标。

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