鉆孔灌注樁雜填土換填成孔施工方法

鉆孔灌注樁大粒徑回填土成孔施工方法金麗華 饒岳成 （浙江省隧道工程公司）摘要：文章結合麗水市水閣至臘口公路工程第一合同段胡村大橋樁基施工實例,在有大粒徑回填土成孔的鉆孔灌注樁施工中，對各種施工方案進行了對比分析后，采用換填黃黏土沖擊鉆機施工樁基的方法以及一系列綜合技術措施，從根本上保證了施工的順利進行,達到了預期效果。關鍵詞：大粒徑 回填土 大橋灌注樁 方法1、工程概況麗水市水閣至臘口公路工程第一合同段胡村大橋施工，胡村大橋中線樁號K4+802（K4+728.5K4+875.5），配跨為435m，上部結構采用預應力混凝土T梁，下部結構采用樁柱式橋墩，鉆孔灌注樁基礎，橋臺為肋板式橋臺樁基基礎鉆孔灌注樁：墩柱樁基直徑1.6m18根，橋臺樁基直徑1.2m24根；單個橋墩設3根1.6m灌注樁，1#墩樁長24m，2#墩樁長18.6m，3#墩樁長15m。單個橋臺設6根1.2m灌注樁，0#橋臺樁長22.2m，4#橋臺樁長14.5米。胡村大橋設計均為嵌巖樁且要求嵌入微風化基巖不得小于1倍樁徑。根據(jù)工程地質勘察報告資料，胡村大橋橋梁主要分布在斜坡、溝谷、丘陵地貌、沖擊平原地貌。地質結構分層主要為土石混合料、全風化凝灰質粉砂巖、強、中、微凝灰質粉砂巖。胡村大橋上層為素填土層，塊石約占35%55%，粒徑2025cm，碎石約占10%20%，粒徑38cm。覆蓋層見下表：設計覆蓋層厚度及巖層分布情況一覽表。設計覆蓋層厚度及巖層分布情況一覽表序號樁號巖層情況（埋深）備注素填土全風化凝灰質粉砂巖強風化凝灰質粉砂巖中風化凝灰質粉砂巖微風化凝灰質粉砂巖10#8.82.43.65.51.821#12.12.425.73.532#5.22.67.34.243#3.221.31.82.954#2.812.24.81.82、施工方案對比選擇2.1前期施工情況橋梁樁基施工，嚴格按照設計要求及施工規(guī)范施工，上報施工方案并選擇3-5#為首件施工。施工鉆進過程中多次出現(xiàn)少量泥漿流失的現(xiàn)象,及時對泥漿進行了處理（摻加少量水泥、纖維等外加粘結材料），暫時緩解少量泥漿流失現(xiàn)象，在鉆進6.3m（距護筒頂），出現(xiàn)泥漿瞬時流失，大方量塌孔，為防止樁機傾覆，施工人員安全，及時撤離了機械與人員，并對塌方地段進行了回填處理。由監(jiān)理、設計、業(yè)主等單位一同對樁基地質進行勘察，及樁位開挖地質情況分析后確定實際原地面為進尺7.465m。經(jīng)現(xiàn)場鉆孔及樁位開挖地質情況，原地質為中風化凝灰質粉砂巖石方填料，石料粒徑0.1m1.8m，局部粒徑更大，大粒徑塊石含量約占80%以上（粒徑大于25cm），且未壓實，孔隙多樣分布，孔隙率較大，覆土深度9.465m。具體詳見回填層開挖現(xiàn)狀圖、樁基施工情況對比表。 圖1 35#孔位塌孔 圖2 回填料超粒徑與地質不符2.2施工方案選擇 2.2.1正常泥漿護壁鉆進沖擊成孔灌注樁系用沖擊式鉆機或卷揚機懸吊沖擊鉆頭（又稱沖錘）上下往復沖擊，將硬質土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用掏渣筒掏出成孔，然后再灌注混凝土成樁。適用于黃土、粘性土或粉質粘土和人工雜填土層中，特別適于有孤石的砂礫石層、漂石層、堅硬土層、巖層中使用（前提是地質情況均勻，粒徑不宜過大）。本項目不適用2.2.2護筒跟進鉆進鋼護筒適用范圍：適用于水稻田，地下巖層為淤泥層、海積砂層，地質情況較為復雜，巖層松散不穩(wěn)定地區(qū)。鋼護筒的優(yōu)點為：在淤泥層、海積砂層地區(qū)，采用鋼護筒跟進技術能較好地解決成樁難的問題。本項目不適用針對性方案對比一覽表序號施工方法正常泥漿護壁鉆進護筒跟進鉆進可行性施工步驟施工過程存在問題產(chǎn)生的后果施工過程存在問題產(chǎn)生的后果1鉆進樁基在鉆進過程中，泥漿隨孔隙流失，無法達到護壁效果，易產(chǎn)生塌孔。重復鉆進，工期延長1、鉆進過程中，由于石料含量較大，孔隙率較大，泥漿瞬間流失，護筒無法及時跟進，產(chǎn)生塌孔2、鉆進過程中，沖擊到鑲嵌大粒徑塊石，容易對樁孔四周產(chǎn)生擾動，泥漿出現(xiàn)大量流失，產(chǎn)生大面積塌孔，1、重復鉆進、工期延長2、產(chǎn)生擾動，大面積塌陷，樁機基礎不穩(wěn)，產(chǎn)生側翻，造成安全事故。無2終孔若塌孔后回填，強制鉆進，待砼澆筑前，進行清孔，出現(xiàn)塌孔出現(xiàn)塌孔，鋼筋籠無法取出，造成損失，工期延長無3砼灌注灌注過程中，護壁薄弱，出現(xiàn)塌孔斷樁，重新鉆孔，造成損失，工期延長由于回填塊石層，未壓實，護筒拔設過程中，塊石受側壓力擠壓，鑲嵌在澆筑砼內(nèi)部產(chǎn)生夾層或斷樁，造成質量事故無2.2.3換填土結合泥漿護壁鉆進采用全部換填黃黏土的施工方法：（1）換填后可以采用常規(guī)正循環(huán)施工工藝進行鉆孔灌注樁施工，工期能滿足施工要求，預計4天成孔。（2）所需機械與其余部位樁基施工相同，不需要額外增加機械或附助材料，且樁孔定位簡單。（3）避免施工過程中重覆鉆進造成的浪費。（4）保證施工過程中人員、設備的安全。（5）保證成樁質量。經(jīng)上述方法特點的分析，本項目采用換填土結合泥漿護壁鉆進。3、換填土結合泥漿護壁鉆進方法施工3.1施工順序由于換填范圍較大，深度較深，因此須編制專項施工方案，經(jīng)審批后實施。采用大放坡法開挖，并進入原地面線黏土層500mm，以避免填土層與原地面黏土層夾層留下鉆孔施工的后遺癥。3.2施工安全措施開挖時段有專職安全員值班，坑邊設置警戒標志、標牌，設置硬質護欄?；娱_挖嚴格按要求放坡。因為是不均勻回填土，且密實度不高，故操作時應隨時注意土壁的變動情況。發(fā)現(xiàn)有裂紋或局部坍塌，立刻停止作業(yè)，加大放坡坡度重新開挖。3.3開挖方式為確保樁基成孔質量及施工安全,對樁位采用黏土換填，換填深度至原地面，然后分層回填壓實。樁基底部換填寬度為2m+R+2m（1.2雙排：8.7m、1.6單排：5.6m），基坑開挖根據(jù)深度設置放坡，放坡設置參數(shù)為：H6m：設置1個臺階（h=6m），臺階寬度為2m，坡度為1：1。H6m：不設置臺階，坡度為1：1。3.3.1施工方法（1）為防止開挖過程中，出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，施工時，先按照暫定放坡1：1放坡，后根據(jù)開挖情況及深度，適當調(diào)整坡度，確保安全的情況下，縮小開挖面，減少開挖量。（2）由于原狀土為碎石填料，大粒徑鑲嵌，極不穩(wěn)定，項目部采用局部開挖局部回填的方法?；靥詈螅?0cm進行壓實，確保整體壓實度。3.4換填黃黏土（1）黃黏土應選擇較為干燥（含水量不宜大于20%），且抗剪強度（C、）值較好的原狀土。（2）換填層厚控制在500mm左右，由于底部較深，最深達9.3m，因此，最先幾層采用挖掘機邊回填邊用挖斗擠壓密實的方法，擠壓時要均勻，力度要足，速度不宜太快。待回填至5m左右深時，可以考慮先采用挖斗擠壓，再采用挖掘機來回碾壓，直至到鉆進控制標高。（3）回填至施工鉆進控制標高后，再放設護筒，為下一步施工創(chuàng)造條件。3.5鉆也灌注樁施工鉆孔灌注樁按常規(guī)法施工，只是須將黃黏土換填土層施工區(qū)域施工時的鉆進速度調(diào)慢，并加大泥漿比重0.10.2，必要時加入適當水泥，增加泥漿護壁能力，預防塌孔。4、完成效果麗水市水閣至臘口公路工程，胡村大橋由于地質情況不符采用換填黃黏土方法實施鉆孔灌注樁成孔，得到較好的施工效果，同時降低了安全、質量風險。（1）經(jīng)換填的黃黏土在鉆孔灌注樁施工時無塌孔，且均順利成孔，成功率100%；（2）整個換填約10000m3約7天內(nèi)完成，為后續(xù)樁基順利施工打下了良好的基礎，并使得整個樁基的施工進度時間得到了保障。（3）經(jīng)開挖后自檢，及第三方交（竣）工檢測，換填區(qū)灌注樁成樁質量較好，未見明顯缺陷，均為一類樁。5、結束語在公路建設，特別是城鎮(zhèn)周邊地區(qū)或老城改造中，經(jīng)常會碰到雜填地基，其中的旱橋（不涉水或少涉水）也較多，是鉆孔灌注樁實施的一大難點，本工程換填施工方法的順利實施，為雜填土區(qū)鉆孔灌注樁的施工提供了切實可行的方法，