某大桥钻孔灌注桩施工技术总结_secret

淤 泥 淤 泥 淤泥 钻孔平台 回填土 某大桥钻孔灌注桩施工技术总结某大桥钻孔灌注桩施工技术总结 工程概况 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 P2 P3 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 地质条件 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 4m 6m 淤泥以下为粘土 亚粘土 局部有 1m 2m 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 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 XXXX 大桥北岸桩基各岩层钻进参数统计表大桥北岸桩基各岩层钻进参数统计表 表 表 1 1 各地层钻进速度 m h 桩 号 钻机 类型 孔深 m 回填土 淤泥 淤泥质 土 粘土 亚粘 土 强风化泥岩弱风化泥岩 有效钻进 时间 h P47 7 CJF15 冲反 49 11 52 40 350 350 3123 P46 6 BJ20 回反 48 6 5 0 71 50 20 250 4161 P39 3GPS15 回正 48 5 3 1 01 20 50 250 3135 P40 3 BG18 旋挖 48 6 5 8 05 07 03 05 014 P36 3 BG22 旋挖 48 7 2 8 05 05 06 06 010 XXXX 大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表 表 表 2 2 各地层钻进速度 m h 桩 号 钻机 类型 孔深 m 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 有效钻进 时间 h P4 7 CJF15 冲反 43 71 42 50 30 350 4102 XXXX 大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表 表 表 3 3 各地层钻进速度 m h 桩 号 钻机 类型 孔深 m 回填土 淤泥 淤泥质 土 粘土 亚粘 土 强风化硅质岩 有效钻进 时间 h P7 2 Jk 15 冲正 44 6 5 1 02 20 250 394 XXXX 大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表 表 表 4 4 各地层钻进速度 m h 桩 号 钻机 类型 孔深 m 回填土 淤泥 淤泥质 土 粘土 亚粘 土 弱风化石灰岩 有效钻进 时间 h P8 2 Jk 15 冲正 37 2 5 1 02 00 20 3594 P10 2 Jk 15 冲正 27 8 2 0 91 60 30 2576 XXXX 大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表大桥南岸桩基各岩层钻进参数统计表 表 表 5 5 各地层钻进速度 m h 桩 号 钻机 类型 孔深 m 回填土 淤泥 淤泥质 土 粘土 亚粘 土 强风化砂岩弱风化砂岩 有效钻进 时间 h P27 12 CJF15 冲反 50 71 42 20 30 30 25132 P26 7 CZ 15 冲正 48 6 5 1 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 XXXX 大桥钻孔灌注桩基岩持力层分布及钻机选型表大桥钻孔灌注桩基岩持力层分布及钻机选型表 表 表 6 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 P8 P17 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 P19 P27弱风化砂岩质地较坚硬 对钻头磨损极大 CZ 15 冲正 P28 P53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 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 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 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 1 浅护筒埋置 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 2m 1 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 2 深护筒埋置 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 62t 72t 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 D 1 4m L 9m 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 3 不良地质条件钻进 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 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 3cm 10cm 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 XXXX 大桥钻孔灌注桩溶洞统计表大桥钻孔灌注桩溶洞统计表 表 表 7 7 桩号溶洞标高范围溶洞高度填充物类型 P8 2 5 87 13 47 7 6 红褐色流塑粘土 P8 7 7 06 12 26 5 2 黄褐色可塑性土 P11 3 11 51 18 21 6 7 红褐色流塑粘土 P11 7 5 21 8 01 2 8 红褐色流塑粘土 P12 3 6 14 7 74 1 6 黄褐色可塑性土 P12 7 6 04 8 94 2 9 红褐色流塑粘土 P12 8 6 04 9 74 3 7 黄褐色可塑性土 P13 1 6 86 8 46 10 96 11 86 3 7 0 9 黄褐色可塑性土 P13 2 9 86 12 06 12 76 14 26 14 56 17 66 2 2 1 5 3 1 黄褐色可塑性土 P13 6 10 06 12 26 2 2 红棕色流塑粘土 P13 7 12 36 15 8 6 3 5 红褐色流塑粘土 P14 3 9 86 11 36 1 5 黄褐色可塑性土 P14 6 9 36 12 86 3 5 黄褐色可塑性土 P14 8 9 26 9 76 0 5 黄褐色可塑性土 P15 5 7 29 8 19 0 9 灰白色可塑性土 P16 1 8 01 17 01 9 0 黄褐色可塑性土 P16 4 4 61 5 21 0 6 黄褐色可塑性土 P16 5 12 01 13 11 1 1 黄褐色可塑性土 P16 6 11 31 11 91 0 6 黄褐色可塑性土 P17 1 17 51 19 21 28 21 31 91 1 7 3 7 黄褐色可塑性土 空 洞 P17 2 17 41 18 61 19 61 22 21 1 2 2 6 黄褐色可塑性土 灰白色可塑性土 P17 4 15 31 16 71 1 4 黄褐色可塑性土 P17 5 6 91 23 81 16 9 黄褐色可塑性土 P17 6 11 51 12 11 13 31 15 11 16 51 26 31 0 6 1 8 9 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 71 1 3 1 8 黄褐色可塑性土 黄褐色可塑性土 P17 8 11 61 14 61 25 11 34 61 3 0 9 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 4 不同持力层成孔后清孔 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 03 1 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 5 灌注混凝土 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 6h 10h 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 1 成孔过程中坍孔 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 3m 5m 位置 重新冲击造壁 2 2 下钢筋笼过程中坍孔 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 3 冲击钻掉钻 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 4 斜孔处理 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 5 导管堵塞 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