某大桥钻孔灌注桩施工技术总结_secret(9页).doc

-某大桥钻孔灌注桩施工技术总结_secret-第 9 页某大桥钻孔灌注桩施工技术总结工程概况：XX大桥位于武汉新区XX路，是XX路的重要控制工程。该桥共有钻孔灌注桩612根。P2墩P20墩为南引桥区，P41墩P49墩为北引桥区，引桥区每墩分左右承台，每承台4根桩正四边形分布，相邻两桩轴距3.6m；P21墩P40墩为主桥区，每墩承台为整体式，每承台两排共16根桩，相邻两桩轴线距离4.1m。其中P2P3、P49墩P53墩共56根直径为1200桥梁陆上桩，P4墩P48墩520根直径为1200桥梁水中桩、南北桥头堡36根为直径1000的水中桩。桩基施工总工期要求在4个月内全部完成。淤泥淤泥淤泥钻孔平台回填土地质条件：XX大桥钻孔灌注桩地质条件复杂。XX属死水湖，主要受大气降水补给，原始湖底常年淤积，形成较厚的淤泥、淤泥质粘土，最深淤泥达18.5m。该桥钻孔桩施工平台采用回填粘土挤淤，小部分淤泥被挤走，大部分淤泥和淤泥质粘土无法挤走，且被挤走的淤泥翻起护住筑岛坡脚（如右图）。围堰回填土厚约4m6m，淤泥以下为粘土、亚粘土，局部有1m2m中细砂、碎石土等；个别墩位在粘土和基岩中间有较厚的碎石土层（如P4左墩存在11.5米厚碎石土层）。XX大桥各墩位桩基进入持力层主要有：弱风化泥岩、弱风化砂岩、弱风化石灰岩、弱风化炭质灰岩、弱风化泥质粉砂岩、强风化硅质岩、弱风化石英砂岩。由于场地下部分布古生代老地层，多次强烈构造作用导致基岩岩层倾角近于直立，裂隙发育，岩石破碎，桩基成孔使基岩应力状态发生改变，极易沿裂隙面、层面形成脱落现象，造成塌壁，使孔径增大。钻机选择：XX大桥钻孔灌注桩数量多，所处地质复杂，同一根桩穿越的地质条件也各异。根据2月份试桩结果，各种钻机在不同地层中钻进速度如下：XX大桥北岸桩基各岩层钻进参数统计表 （表1）桩 号钻机类型孔深（m）各地层钻进速度 (m/h)有效钻进时间 (h)回填土淤泥、淤泥质土粘土、亚粘土强风化泥岩弱风化泥岩P47-7CJF15冲反49.11.52.40.350.350.3123P46-6BJ20回反48.650.71.50.20.250.4161P39-3GPS15回正48.531.01.20.50.250.3135P40-3BG18旋挖48.658.05.07.03.05.014P36-3BG22旋挖48.728.05.05.06.06.010XX大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表 （表2）桩 号钻机类型孔深（m）各地层钻进速度 (m/h)有效钻进时间 (h)回填土淤泥、淤泥质土粘土、亚粘土强风化炭质灰岩弱风化炭质灰岩P4-7CJF15冲反43.71.42.50.30.350.4102XX大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表 （表3）桩 号钻机类型孔深（m）各地层钻进速度 (m/h)有效钻进时间 (h)回填土淤泥、淤泥质土粘土、亚粘土强风化硅质岩P7-2Jk-15冲正44.651.02.20.250.394XX大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表 （表4）桩 号钻机类型孔深（m）各地层钻进速度 (m/h)有效钻进时间 (h)回填土淤泥、淤泥质土粘土、亚粘土弱风化石灰岩P8-2Jk-15冲正37.251.02.00.20.3594P10-2Jk-15冲正27.820.91.60.30.2576XX大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表 （表5）桩 号钻机类型孔深（m）各地层钻进速度 (m/h)有效钻进时间 (h)回填土淤泥、淤泥质土粘土、亚粘土强风化砂岩弱风化砂岩P27-12CJF15冲反50.71.42.20.30.30.25132P26-7CZ-15冲正48.651.82.50.50.50.573根据地质报告，结合XX大桥前期520根桩基施工实践总结针对各种持力层最佳钻机选型如下表：XX大桥钻孔灌注桩基岩持力层分布及钻机选型表 （表6）桩所在承台号桩尖持力层持 力 层 特 点适用钻机型号P2、P4左、P6弱风化砂质泥岩钻进过程中容易调块，造成坍孔JK-15冲正P3、P4右弱风化炭质灰岩溶岩裂隙较发育，岩石破碎，孔壁易脱落JK-15冲正P7强风化硅质岩质地较坚硬CJF-15冲反P8P17弱风化石灰岩质地坚硬，岩溶裂隙发育，溶洞多且形状、走向不确定（详见溶洞表）。JK-15冲正P18弱风化石英砂岩质地极其坚硬，极限看压强度108MPaJK-15冲正P19P27弱风化砂岩质地较坚硬，对钻头磨损极大。CZ-15冲正P28P53弱风化泥岩钻进过程中容易调块，造成坍孔BG22、AF200旋挖；GPS系列施工平台：XX大桥钻孔灌注桩施工平台采用回填土挤淤填筑成型，转水上施工为陆上施工。钻孔平台顶宽45m，长1200m，贯通XX南北。引桥区每隔一跨预留两组泥浆池（包括沉淀池和循环池）；主桥区满填后反开挖泥浆池。施工部署及工期安排：从XX大桥总体施工部署和进度考虑，结合南岸交通及其他环境的影响，为保证施工流水、立体作业体系的形成，要求该桥桩基施工重点在北主桥区（关系到拱板安装）和北引桥区（关系到梁板运输和安装）。在北岸填筑钻孔平台基本形成后，陆续分别从北引桥、北主桥布置钻机，从P48墩、P40墩向南推进施工。在三月中旬到四月底基本完成P37墩P48墩钻孔灌注桩施工，形成下构施工作业面，初步形成立体作业体系。与此同时，在四月初南北钻孔平台贯通后，大量引进冲击钻机全面铺开作业。高峰作业时，钻机最多达46台；平均每天成桩6根，高峰时每天成桩12根；在六月底基本完成了P4墩P48墩520根水上桩基的施工。施工工艺控制：在XX大桥钻孔灌注桩施工过程中，对于一般地层，采取常规施工工艺。同时结合本工程桩基施工实际情况（如溶洞、淤泥等不良地质；砂岩、灰岩等含砂量大的岩层）对一些工序作了相应的调整：1、浅护筒埋置 XX大桥钻孔灌注桩施工平台为回填粘土挤淤形成。大部分回填区域回填土厚度在4.0m左右。采用一般护筒埋设（按规范要求2.3m）方法，护筒底距离回填土与淤泥结合面不到2m。在钻机作业的振动力（特别是冲击钻机）的作用下、孔内泥浆对孔壁冲刷导致护筒底孔壁的塌落，当护筒底部地质条件差的时（如回填土与淤泥的结合面），护筒下掉，护筒不再起到护住孔口的作用。在P42-7、P45-4桩基施工时因此就出现护筒护不住孔口而造成第一次成孔失败。为此，在冲击钻开孔钻进施工时，我们采用浅埋护筒的方法，埋设1.2m1.5m的护筒，使护筒底口尽量远离淤泥及回填土与淤泥交接处的不良地质条件。从而取得了较好的钻进效果。2、深护筒埋置 为满足XX大桥桩基施工进度要求，在地质容许承载力1000kPa的泥岩区采用旋挖钻进成孔工艺。因旋挖钻机自重大（62t72t），钻机重量通过回填土作用于淤泥，淤泥承受不起上部荷载传递下的力而失稳。必须采用长护筒穿过淤泥及淤泥质粘土等流塑状态的不良地基，到达软塑粘土。结合XX大桥回填土下淤泥深度，采用了=12mm钢板卷制成D1.4m，L9m、12m、15m长护筒，用全站仪、经纬仪控制护筒垂直度，50t履带吊配合D90振动锤振压埋置和拔起护筒，保证了旋挖钻的正常施工。3、不良地质条件钻进 在XX大桥钻孔灌注桩钻进过程中，存在淤泥、淤泥质粘土、碎石土、灰岩溶洞、炭质灰岩与炭质泥岩结合处的钻进等复杂地质条件。针对上述地质条件，采取了相应的钻进方法和施工工艺。淤泥、淤泥质粘土 除旋挖钻钻进时长护筒穿过淤泥及淤泥质粘土外，不管是冲击钻机还是回转钻机，均需在该地层谨慎钻进。埋设在进入淤泥及淤泥质粘土前，必须调好增大泥浆比重和粘度（比重1.30、粘度19），在回填土与淤泥结合部位缓慢钻进，使泥浆充分调匀护壁，直到钻进施工穿过淤泥、淤泥质粘土才正常钻进。在此过程中，如发现淤泥缩颈、淤泥与回填土结合部位坍壁，需及时回填粘土、片石造壁。碎石土 碎石土层普遍存在于粘土与岩石交届处。由于地质构造作用，该桥地质碎石土层十分破碎，成角砾状，粒径在3cm10cm范围，粒与粒之间夹杂粘土及其他胶结物。在该岩层冲击钻进中（特别是在碎石土层厚较大时），需回填优质粘土，先静止泥浆循环冲进造壁，使粘土挤入碎石之间，然后用正循环冲进。在此期间，严禁使用反循环清渣，否则碎石土间粘土等胶结物将被泥浆冲刷而导致该地质条件下孔壁坍塌。灰岩区溶洞 根据对XX大桥南岸弱风化石灰岩区域实施每桩一孔超前钻，共有26个超前钻孔探明有35个溶洞存在（其具体位置和地质情况见下表）。 XX大桥钻孔灌注桩溶洞统计表 （表7）桩号溶洞标高范围溶洞高度填充物类型P8-2-5.87-13.477.6红褐色流塑粘土P8-7-7.06-12.265.2黄褐色可塑性土P11-3-11.51-18.216.7红褐色流塑粘土P11-7-5.21-8.012.8红褐色流塑粘土P12-3-6.14-7.741.6黄褐色可塑性土P12-7-6.04-8.942.9红褐色流塑粘土P12-8-6.04-9.743.7黄褐色可塑性土P13-1-6.86-8.46-10.96-11.863.70.9黄褐色可塑性土P13-2-9.86-12.06-12.76-14.26-14.56-17.662.21.53.1黄褐色可塑性土P13-6-10.06-12.262.2红棕色流塑粘土P13-7-12.36-15.8/63.5红褐色流塑粘土P14-3-9.86-11.361.5黄褐色可塑性土P14-6-9.36-12.863.5黄褐色可塑性土P14-8-9.26-9.760.5黄褐色可塑性土P15-5-7.29-8.190.9灰白色可塑性土P16-1-8.01-17.019.0黄褐色可塑性土P16-4-4.61-5.210.6黄褐色可塑性土P16-5-12.01-13.111.1黄褐色可塑性土P16-6-11.31-11.910.6黄褐色可塑性土P17-1-17.51-19.21-28.21-31.911.73.7黄褐色可塑性土空 洞P17-2-17.41-18.61-19.61-22.211.22.6黄褐色可塑性土灰白色可塑性土P17-4-15.31-16.711.4黄褐色可塑性土P17-5-6.91-23.8116.9黄褐色可塑性土P17-6-11.51-12.11-13.31-15.11-16.51-26.310.61.89.8黄褐色可塑性土黄褐色可塑性土黄褐色可塑性土P17-7-8.81-10.11-23.91-25.711.31.8黄褐色可塑性土黄褐色可塑性土P17-8-11.61-14.61-25.11-34.613.09.5黄褐色可塑性土黄褐色可塑性土根据超前钻钻探结果，所有钻孔基本无漏浆现象，表明石灰岩岩溶裂隙、溶洞之间连通性较差；同时，在同一墩位相邻两桩都存在溶洞。据此推测该区域溶洞相对较小而且独立。不管这些溶洞有无填充物，在溶洞区钻进时回填片石、粘土就能满足钻进施工要求。从施工中回填物多少和灌注混凝土的多少也能证明这些溶洞小而且独立的特点。根据这些特点，在溶岩区钻进过程中就容易把握施工方向，运用多、快、好、省的措施进行施工，为项目节省大量的人、力、财。4、不同持力层成孔后清孔 XX大桥桩端持力层主要有弱风化泥岩、弱风化砂岩、弱风化石灰岩等。其中泥岩在钻进过程中被磨成泥浆，而弱风化砂岩、弱风化石灰岩则在进过程中冲击成细砂状，由泥浆循环浮上来。泥岩区清孔时泥浆指标可在较短时间里调到1.031.10之间；此时的孔内沉渣厚度不会因此增加很多。而在弱风化砂岩、弱风化石灰岩区，浓泥浆在较短时间内稀释，靠泥浆浮出的砂岩、灰岩细渣就会沉淀。沉淀后的砂岩、灰岩细渣很难再用泥浆循环出来。因此在砂岩、灰岩区清孔时，泥浆比重不宜快速调得过浠。5、灌注混凝土 由于场地限制，XX大桥钻孔灌注桩均采用购买商品砼灌注。商品砼具有运输距离远，缓凝时间长（本桩基工程要求缓凝时间6h10h），等特点。灌注前必须对现场交通、设备、人员进行认真组织，确保灌注的连续性。灌注前必须把好混凝土质量关。对质量达不到要求的商品砼，在首封灌注前必须报废或退回。如在灌注过程中才发现混凝土不符合要求，退回势必会影响混凝土灌注的连续性。灌注过程中还应根据灌注实际情况适当调整导管埋深。如在溶洞区灌注时，适当增加导管埋深，可预防混凝土突然下降导致导管漏封。在天气炎热时可使导管埋深取规范要求的低限埋深。事故预防及处理 XX大桥钻孔灌注桩数量多、工期紧，在施工中应尽早对施工中可能出现的事故加以预防；并对施工中出现的问题及时处理。保证了桩基施工的顺利推进。1、成孔过程中坍孔 成孔过程中出现坍孔一般存在于淤泥与回填土结合面、碎石土层等不良地质条件下。其预防处理措施参考不良地基条件下钻进措施。如在钻进过程中已经出现大面积坍孔的，需及时用优质粘土、片石回填至坍孔部位以上3m5m位置，重新冲击造壁。2、下钢筋笼过程中坍孔 下钢筋笼过程中，操作不当也会造成已成孔孔壁的坍孔，如遇少量坍孔造成沉渣增厚，应及时调来反循环泵将沉渣吸出。如遇大量坍孔埋住钢筋笼，应尽快采取措施提起钢筋笼。加大泥浆比重护壁，重新钻进到设计桩底标高。必要时应回填后再钻进成孔。下完钢筋笼、导管，二次清孔到位后立即准备灌注砼，以防泥浆调浠后孔壁被长时间浸泡而坍孔。施工过程中孔周围的集中荷载和强烈振动也是造成坍孔的主要原因。如50t吊车、振动锤下压护筒作业、旋挖钻钻渣堆放等均会造成附近孔的缩孔、坍孔事故。在施工交叉作业是应充分考虑各方面的因素，有效预防缩孔坍孔事故。3、冲击钻掉钻 冲击钻出现掉钻一般在破除空溶洞顶板时发生，有时也因钢丝绳断裂、钻头焊缝老化等原因掉钻。每成一根桩及时对钻机进行检修；破除顶板时采用小钻头、小冲程；在钻头上焊多处打捞环等可以有效预防、处理掉钻事故。在P17-1破除空溶洞顶板时，因顶板较薄，在低冲程下也发生了掉钻事故，通过打捞环及时涝出钻头，不因此而影响施工。在P11-2钻进施工时，钻头拦腰发生脆性断开，掉在孔内的半截钻头没有焊打捞环，无法打捞上来。后虽用冲抓钻头将其抓起，但对施工进度影响较大。4、斜孔处理 偏斜严重的成孔会影响钢筋笼以及导管的下放就位。孔的偏斜一般是由于钻架偏斜或冲击钻孔过程中遇到的地质软硬不均造成的。施工过程中必须定时检查钻机的平整度，及时加以调整。对已经成孔但偏斜较严重的孔应及时回填。调平钻机后重新钻进成孔。5、导管堵塞 选用合理级配的混凝土，确保灌注砼的和易性；灌注过程保持连续，避免长时间停灌；严格按照技术规范进行施工。当堵管发生在灌注初期时，采取的办法无法排除故障，应立即拔出导管、钢筋笼，用钻机快速钻进清理孔内混凝土，至设计标高时再下钢筋笼灌注混凝土。当堵管发生在灌注过程中后期，应立即拔出导管进行清洗，检测孔内砼面高度，将导管口用塑料薄膜封住，防止导管内进泥浆；下放导管至距离砼面高度。加大砼灌注方量至导管埋深1米左右，在往下插入导管至灌注前砼面标高以下继续灌注混凝土至超过设计标高2米。准确测量砼面高度，灌注时使吊车、混凝土泵配合紧密可有效地保证二次灌注的质量。从P48-5的检桩结果来看，该方法是切实可行的。扩孔及扩孔处理措施 由于XX大桥地质条件复杂，且存在回填土、深淤泥、持力层基岩岩层倾角近于直立，裂隙发育，岩石破碎，桩基成孔使基岩应力状态发生改变，极易沿裂隙面、层面形成脱落现象，造成塌壁，使孔径增大。教训及思考 XX大桥因桩基数量多，工期短，在其施工过程中有时因追求进度而放宽了对施工中各工序的控制要求或者措施缺陷，从而影响到下一道工序或者下一分项的施工。1、泥浆指标控制 从承台基坑开挖情况来看，部分桩桩头为沉渣与混凝土相间体，其结构如碎石土的结构；更有部分桩因泥浆太浓，沉渣太厚而导致测量砼面深度时不准确而导致短桩现象。从而影响下一道工序的施工。2、声测管对接措施控制 从声测过程及结果来看，声测管堵管现象较严重。究其原因有二：第一，对接接头措施缺陷。声测管采用D60mm，3mm无缝钢管车丝，直罗纹接头对接。因无缝钢管壁厚太薄，车丝后不到2mm，在施工过程中稍稍有点扭曲，丝扣位置很容易开裂，从而导致声测管因漏浆而堵管。第二，在钢筋笼下放过程中，接头处防水措施不到位，丝扣未拎紧等原因也会造成声测管漏水。因此，对施工过程和各工序的各项指标需严加控制，对存在可能影响工程质量的关键部位，采取有效的处理措施，确保施工质量。