朱某某施工组织设计.doc

深层松散风积砂钻孔桩施工技术摘要：介绍沙坡头黄河特大桥西岸引桥深层松散风积沙地段钻孔桩的施工工艺、施工要点及施工过程的技术分析关键词：深层松散风积沙；钻孔桩；施工技术1 工程概况 沙坡头黄河特大桥位于宁夏中卫市常乐镇小湾村西侧，向西穿越腾格里沙漠东南缘流动沙丘，系上海至武威公路沙坡头段跨越黄河的一座特大桥梁。黄河西岸上部为风成沙丘地貌，地形相对较缓，坡度介于100250之间，表现为新月形流动沙丘成沙丘链。粉细砂厚2.139.8m，其特征表现为：黄褐色灰黄色，稍湿，松散中密。如图1、2。图1 风积砂地段地质剖面缩略图该段引桥下部采用钢筋混凝土桩，桩长3040m，穿越松散风积沙粉细砂2040m不等。桩是深入地基中的柱形构件，其作用是将作用于桩顶以上的荷载传递到地基中的较深处。 图2 风积沙地带影象照片2 施工工艺图3 回旋钻机风积沙地带桩基成孔是一项难以控制、施工难度比较大的施工工艺，主要表现在地基的自身稳定性较差、不能有效的维持自身的地质结构。综合考虑工期、气候、环保等因素拟采用回旋钻机，钻进深度依设计孔深而定，成桩直径150cm。施工工艺：桩位放样埋设护筒校核护筒桩机就位检验桩机、整平机体造浆钻进到设计深度。回旋钻机如图3。 3 施工准备工作 （1）清理、平整场地； （2）桩位放样； （3）施工设备及其附属设备的检验； （4）挖设造浆池； （5）造浆材料及泥浆指标的确定。 由于粉细砂随其深度不同密实性不同，为了使泥浆护壁达到预期效果，在施工前务必要通过试桩来确定不同钻孔深度泥浆的各项指标，试桩成功后再进行大规模的施工。4 施工控制4.1 施工规划 在钻机进入施工现场前，应首先根据现场场地平面布置和设计参数确定钻机的台数及施工顺序，以确保钻机优质高效的完成任务。4.2现场施工控制4.2.1护筒的埋设由于风积沙表层流动性较强，护筒采用卷制的钢护筒，护筒直径比设计桩径大20cm。为确保其稳定性，在埋设护筒前预先灌水坠沙把护筒四周风积沙坠密实。护筒埋深不小于2.5m，且护筒四周要用粘质土分层夯实，护筒底部填入粘土不少于0.5m。为满足施工需要护筒顶部应高出施工平台不小于30cm。4.2.2钻机安装就位钻机安装就位时需在底盘下部垫枕木，做到底座要平稳、水平、钻架垂直。钻头中心与桩位中心水平偏差不得大于5cm。4.2.3开钻4.2.3.1开钻前在泥浆池内用钙质膨润土制备泥浆。首批调制好的泥浆各项指标要满足：相对密度1.11.4，粘度18s，PH值810，胶体率95%，失水率20ml/30min，泥皮厚3mm/30min，静切力12.5Pa。4.2.3.2开钻时务必要慢进尺，升降钻头要平稳，不得碰撞护筒或护壁。首先向护筒内填粘质土约0.5m并向内注少量的水，而后开动钻机使钻头上下反复旋转运动，然后酌情再向护筒内添加粘质土重复上一过程直至将护筒下部用粘质土挤实挤密为止。启动泥浆泵循环泥浆，直至护筒内泥浆与造浆池内泥浆浓度一致。4.2.3.3 打开正循环，观察造浆池内泥浆浮出的粉细砂，若浮出的粉细砂较少，表明泥浆比重不够，需向造浆池内添加膨润土加大泥浆比重，直至浮出的粉细砂较多为止。此时关闭正循环打开反循环，钻机由慢速逐渐过渡到中速钻进。4.3 施工注意事项4.3.1钻机钻进过程中要安排专人测试泥浆比重及浮渣粒径，经常观察孔内水位并作好施工记录。若孔内水位缓慢下降，则表明钻孔进尺正常，需向护筒内补充泥浆。若是孔内水位急剧下降并上冒大气泡，应及时停止钻进，提钻查明原因并解决后继续钻进。4.3.2在钻机进尺过程中要随时根据造浆池内浮出的浮渣及时调整泥浆比重，必要时可加入CMC、煤碱剂、纯碱及生物聚合物等添加剂配制高质量的泥浆。在成孔过程中要严格控制孔内的泥浆比重与粘度，其目的一方面是为了使其在孔壁上形成坚固的泥皮，对孔壁有一个稳定的支撑，达到隔水护壁的目的；另一方面是为了悬浮孔内的砂颗粒，防止其过快的沉淀，以防造成缩径或成孔深度达不到设计要求。泥浆的比重与粘度也不宜调的过大，过大则机器易疲劳，造成只循环不进尺。4.3.3在钻机钻进过程中，一个不可忽视的环节就是要做到边进尺边沉渣。如果不沉渣则会造成孔内的砂率越来越大，这样势必会持续加大泥浆比重，造成了泥浆比重不断加大的恶性循环，使沙子悬浮在泥浆中而沉淀不下来。若是不加大泥浆比重则会造成沙子在孔内的快速沉淀，造成只循环不进尺。沉渣的方法可以通过添加滤砂器或是沉淀池与泥浆循环池分开，必要时可采取更换新泥浆的方法来达到降低砂率的目的。4.3.4严格控制钻机的钻进速度，减少钻头对侧壁的震动。为确保钻孔的垂直度，必须采用减压钻进，使加在孔底的钻压小于钻头重量扣除浮力的80%。4.3.5施工过程中要经常提钻检查绳子，若是发现脱毛或脱扣的要及时检查并予以更换。4.3.6由于钻头与沙子的频繁摩擦，每钻进一个台班，应提钻检查钻头径向尺寸，并及时的加以补焊钻头，保证打出满足规范要求的孔径。4.3.7无论以何种原因停钻时，务必使钻头悬空高度不小于1m，以预防因沙子沉淀造成的埋钻事故，并且泥浆循环要持续进行。5 常见问题的处理深层松散风积沙地带桩基成孔，不同于其它地质钻进的最大难点：第一是地基自身稳定及支撑能力差造成偏孔；第二是护壁困难而极易塌孔，第三是沙子的快速沉淀造成埋钻。预防是持续的，处理是必要的，下面简要介绍偏孔、塌孔及埋钻的处理方法：5.1偏孔在处理偏孔事故时，我项目管理部综合分析实际工序操作的基础上，采用了改造更新钻头的方法，取得了良好的效果。其钻头形式如图4。 图4 改进式钻头5.2塌孔若发现孔内持续的上泛大气泡时，应在第一时间迅速提钻，探明塌孔大体深度后回填粘质土至塌孔以上12m，必要时可向孔内扔袋装水泥，静置一段时间后以比塌孔前稍大的泥浆比重慢进尺重新钻进，若提不起钻头则按5.3埋钻处理方法；5.3埋钻5.3.1在第一时间将循环管放置至埋钻部位并打开反循环，循环上来的泥浆要在沉淀池内沉渣，边循环边移动循环管下部的位置，循环一段时间后重新启动钻机，边循环边缓慢的提动钻头。5.3.2若上述方法不奏效，则应采取正反循环同时打开，正循环使得钻头部位的沙子漂浮起来，反循环顺势将漂浮起来的沙子抽出孔外并在沉淀池内沉渣，这样可清掉埋在钻头部位的沙子，然后重复以上步骤持续提动钻头。5.3.3有时可能上述两种方法都起不到明显的效果，此时则要考虑采取加大护筒式钻头的方法重新钻进至埋钻部位，然后再将钻头提起，尔后继续钻进。护筒式钻头如图5：图5 加大式筒钻头6 结语 深层松散风积沙桩基成孔是一项难以控制、施工难度相当大的施工工艺。施工期间由于沙尘暴频繁，沙丘的流动性很强，因此掌握风积沙的习性并有效的预防其对桩机成孔的影响犹为必要