淮南公路大桥工程主桥桩基采砂扰动区钻孔方案

淮南淮上淮河公路大桥工程（I标段）主桥桩基采砂扰动区钻孔方案山东省路桥集团有限公司第18页/共18页目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、工程概况222二、旋喷桩原理理理及设计计2(一)双重管高高压旋旋喷桩原原理2（二）旋喷桩设设设计及打打设顺顺序4（三）双重管旋旋旋喷桩（试试喷喷）技术术参数数初步设设计44（三）主要工程程程量和施施工工工期5三、编制依据666四、施工准备666（一）场地、供供供水、供供电等等6（二）主要机具具具设备：：6（三）施工材料料料7（四）人员配备备备7五、主要工序施施施工流程程及方方法7（一）作业前准准准备工作作9（二）测量放线线线：9（三）设置水中中中套管（定定位位孔）100（四）钻机就位位位10（五）钻孔1000（六）插管、试试试喷10（七）制浆1000（八）高压喷射射射注浆111（九）清洗和移移移位：111（十）废浆处理理理及套管管拔除除11六、质量控制措措措施12（一）水泥用量量量的控制制122（二）冒浆处理理理12（三）固结体控控控形12（四）防串孔措措措施13七、施工安全控控控制措施施133八、环境保护措措措施13九、文明施工要要要求13主桥桩基采砂扰扰扰动区钻钻孔方案一、工程概况淮南淮上淮河公公公路大桥桥主桥桥为（98mm+1880mm+988m）部部分矮塔塔斜拉桥，主主梁为单箱五五室大悬臂变变截面PC连连续箱梁；下下部结构主墩墩为花瓶式实实体墩，采用用C40砼，主主墩墩身横桥桥向顶宽177.0m，底底宽为12..0m，顺桥桥向宽度为55.0m。主主墩基础采用用钻孔灌注桩桩，桥位处河河床由于受地地方抽砂影响响变化较大，设设计变更桩基基加长、加粗粗后每个承台台下设置200根直径2..5m的钻孔孔灌注桩，339#墩桩长长为103mm，40#主主墩桩长为1105m，按按摩擦桩设计计。主墩承台台设计变更后后顺桥向长度度为22.885m，横桥桥向宽度为229.1m，承承台高度为66.0m。5月9日，主桥桥的首棵棵桩基基39#--33-1采用用气气举反循循环开开钻，55月月23日188:30，桩桩基在正正常钻钻进时发发生护护筒掉落落。事情发生生后后，项目目部立立即启动应应急急预案，组组织织现场技技术人人员观测测孔深深变化，防防止止事件进一步恶恶化化，同时时组织织现场技技术负负责人、邀邀请请集团公公司技技术专家家进行行原因分分析，初初步认为为主桥桥桥位处处近年年来河砂砂偷采采现象严严重（截截止20133年12月中中旬我部部进场场后河砂砂偷采采活动砂砂仍未未制止），开开采深度400m左右，造造成河床下陷陷，部分河岸岸坍塌。目前前该范围内土土层处于沉降降状态，造成成扰动地层土土质松散。钻进过程中中采用优质泥泥浆护壁、慢慢速钻进的情情况下扩孔现现象严重，大大于护筒外径径，并沿护筒筒外壁向上侵侵蚀，造成护护筒外侧空虚虚，当侵蚀至至护筒外侧摩摩阻力无法支支撑护筒自重重时，发生护护筒掉落现象象。因扰动地地层较厚，扩扩孔范围较大大，导致护筒筒掉落深度较较大。鉴于此次钻孔事事事件，为保保证桩基基成孔质质量，防防止扰动动层扩孔、坍坍孔，我部拟拟采用桩周围围高压旋喷桩桩固结扰动层层及砂层后再再行钻进成孔孔的施工方案案。二、旋喷桩原理理理及设计计(一)双重管高高压旋旋喷桩原原理双重管法是使用用用双通道道的二二重注浆浆管。把把二重注注浆管管放至设设计的的土层深深度后后，通过过在管管底侧面面的一一个同轴轴双重重喷嘴，同同时时喷射出出高压压浆液和和空气气两种介介质的的喷射流流冲击击破坏土土体。即即以高压压泥浆浆泵等高高压发发生装置置喷射射出20～225Mppa以上压力力的的浆液，从从喷喷嘴中高高速喷喷出。并并用00.5Mpa左右右压压力把压压缩空空气，从从外喷喷嘴中喷喷出。随着着喷管的旋旋转与提升升，高压水水泥浆射流流冲切破坏坏土体，同同时浆射流流的能量较较大，将水水泥浆与桩桩基附近土土掺搅形成成桩体；压压缩气起到到升扬置换换的作用，使使切割的部部分土体从从孔口冒出出，水泥浆浆与土混合合物固结后后，形成圆圆柱状固结结体，如图图一、二所所示。图一：高压旋喷喷喷示意图图图二：高压旋喷喷喷桩机双管旋喷法的主主要要优点：压力大、流流流量大、能能量量大、桩桩径也也较大；相对于三三管管法它直直接用用水泥浆浆切削削地层，削削除除了高压压水对对水泥浆浆的稀稀释，节节约了了水泥从从而也也保证了了成桩桩质量，减减少少了废浆浆的排排放。（二）旋喷桩设设设计及打打设顺序采用双重管高压压压旋喷桩桩，桩周围围旋旋喷桩桩桩径φ100ccmm，桩心距76.5577cm，相互咬咬合223.443ccm，设置113根；桩基基内旋喷喷桩桩径φ880cm，桩桩心距1211.244cmm，设置3根根；旋喷喷桩上端包包包裹护筒5.000m，下下端嵌入入全风风化砂质质泥岩岩2.0m，如图三所所示。39#墩河床高高高程为+2..00m，护护筒底口口高程程为-20..991mm，圆圆砾土底底层高高程为-322.800m；；旋喷桩桩设计计顶、底底高程程分别为-15..991mm、-34..80m，桩桩长18.8809m；40#墩墩河床高高程为为+6.8800m，护筒底底口高程程为--16..9991m，圆砾砾土底层层高程程为-32..90m；旋旋喷桩设设计顶顶、底高高程分分别为-11..991mm、--34..900m，桩长222.9909mm。图三：高压旋喷喷喷桩设计计示意意图（三）双重管旋旋旋喷桩（试试喷喷）技术术参数数初步设设计1、注浆材料的的的选择A、水泥胶体水水水灰比为0..8～1.1；B、浆液材料：：：P.O442.5普通硅酸酸盐盐水泥、粉粉煤煤灰。C、每延米桩长长长水泥、粉粉煤煤灰胶体体用量量400kkg。2、试喷技术参参参数取值范范围围试喷技术参数取取取值范围围见下下表。技术参数取值范范范围序号技术参数单位取值备注1孔距m0.52喷嘴个数个13喷嘴直径mmφ2.2～2...44浆压Mpa20～255浆量L/min55～656气压Mpa0.67气量m3/m38喷杆特制双喷嘴双管管管9喷杆提升速度cm/minnn13～1810喷杆旋喷速度R/min18～223、旋喷桩施工工工顺序为防止串孔，在在在施工过过程中中各机组组采取取跳打的的施工工方法，如如图图四所示示。图四：旋喷桩施施施工顺序序示意意图（三）主要工程程程量和施施工工期39#、40###墩各有高高压压旋喷桩3220棵，引孔孔共（2+344.88+6..8++34..9）×3200=251120延米，旋旋喷桩共（18.8809+222.9009）×3200=133359延米。根据以往施工经经经验，旋旋喷桩机每每台台班可完完成1100m高压压旋喷桩桩。按照照高压旋旋喷桩桩40#墩长长桩考虑虑，每每棵桩基基施工工334..5544m高压压旋喷桩桩。每每棵桩基基采用用16棵高压压旋喷桩桩加固，根根据施施工要求求分三三轮施工工，第第一轮施施工外外围6棵、施施工周期2天天，第二二轮施施工外围围剩余余7棵、施工工周期2天，第第三轮施施工孔孔内3棵、施施工周期1天天。每轮轮高压压旋喷桩2天龄龄期后方方可施施工下轮轮高压压旋喷桩桩。考虑施施工准准备期7天，每棵棵桩基高高压旋喷喷桩全全部施工工后33天龄期，钻钻钻机在高高压旋旋喷桩施施工后后19天便可可就位钻钻进。主墩桩基投入666台气举反反循循环钻机机，则则每个平平台投投入旋喷喷钻机机3台方能满满足施工工进度要要求。三、编制依据1、淮南市淮上上上淮河大桥桥施施工图变变更设设计文件件；2、中华人民共共共和共行业业标标准《建建筑机机械使用用安全全技术规规范》（JJJGJ333——2012）；3、中华人民共共共和共行业业标标准《建筑筑地地基处理理技术术规范》（JGJJ79—20122）；；4、中华人民共共共和国国家家标标准《建筑筑地地基与基基础工工程施工工及验验收规范范》（GBJJ2202—833）；5、高压旋喷桩桩桩施工规范范。四、施工准备（一）场地、供供供水、供供电等等高压旋喷桩施工工工设备利利用339#、400#施工平台台；施工工用水水利用淮淮河水水；施工工用电电利用现现有一一台800KKVA，两台台400KKVVA变压器；；项目部部自有有汽车吊吊、挖挖掘机、装装载载机数台台，根据需需要可可随时调调动，争取取加快施工工进度。（二）主要机具具具设备：：选用XY-10000型地质钻钻机、高高压泵、旋旋旋喷钻机机、浆浆液搅拌拌桶等等；辅助助设备备包括操操纵控控制系统统、高高压管路路系统统、材料料储存存系统、以以及及各安全全设施施等。高压喷射注浆法法法施工常常用主主要机具具设备备规格技技术性性能见下下表：：引孔及双重管旋旋旋喷施工工主要要机具、设设备备参数表表序号设备名称规格参数及性能用途备注1地质钻机XY-100最大钻孔能力11100米引孔施工2高压泵XPB－90电机最大功率9990KKW高压泵动力额定压力30MMMPa旋喷压力注浆理论流量10000L/mminn3空压机2M3工作压力0.555～0.7MMPa旋喷注浆额定排量1.555～1.8M33/minnn旋喷注浆4旋喷钻机MG－70A钻孔深度6660～70米钻孔施工双管外径60～733mm孔内旋喷注浆钻孔倾角－5°～990°钻孔施工5高压管路φ50额定压力550MMPa水泥浆输送6搅拌桶1M3配浆容量11M33水泥浆配制（三）施工材料料料根据设计采用PPP.O442..5普通硅酸酸盐水泥泥，所所使用的的水泥泥要求新新鲜无无结块。浆浆液液宜在旋旋喷前前1h以内内配制，使用时滤滤去去水泥结块以以免免堵塞管管路和和喷嘴。（四）人员配备备备旋喷桩基施工劳劳劳动力及及设备备投入初初步拟拟定计划划：桩桩基施工工初步步拟定投投入66台旋喷桩桩机机进场施施工，作作业班组组为66个机组。各各各作业工工种人人员配备备如下下表：劳动力投入计划划划表岗位人数职责备注打桩工12负责机械操作、打打桩等普工18配合打桩工进行行行施工作作业等等机修、电工2负责项目、桩机机机所有电电器接接电、检检修杂工6负责场地、道路路路平整等等五、主要工序施施施工流程程及方法采用双重管法高高高压喷射射注浆浆工艺，即即为为钻孔、贯贯入入喷射注注浆管管至钻孔孔底设设计标高高后喷喷射注浆浆，当当压力流流量达达到规定定值后后，随即即旋转转和提升升，进进行自下下而上上喷射，。详见：高压旋喷喷喷桩施工工方法法示意图图（图图五）及及双重重管高压压旋喷喷工艺流流程图图（图六六。）（一）作业前准准准备工作作（1）首先将双双管管高压旋喷喷喷注浆施施工所所需全套套设备备/辅助设备备，按施施工场场地情况况进行行合理布布置、安安装。（2）然后分别别检检查气、浆浆浆两大系系统各各种设备备运转转是否正正常，管管路是否否畅通通（进行行地面面管路试试喷），测测测试监控控仪器器是否齐齐备、完完好。确确信无无误后方方可进进入下一一步工工序。A、供气系统统：：空压机→→→风管→送液器→高喷杆→喷头。检查内容要求空压机运行是否正常，润润滑油合乎乎要求，各各种仪表正正常，气压压与气量满满足要求。风管、高喷杆无破损，连接可可可靠，接接头无无漏气现现象。B、供浆系统：：：搅拌机→→过滤网→贮浆桶→高压注浆浆泵泵→压力表→浆管→送液器高喷杆杆→喷头。检查内容要求搅拌机容积应足够，制制制浆速度度满足足要求。贮浆桶/池满足贮浆、供浆浆浆要求。高压注浆泵无故障；泵量、泵泵压满足要要求；配备备备用件、易易损件送浆管、回浆管管管畅通、无破损、管管径合适，连连续可靠。排污泵电机运行方向正正正确，泵泵座过过滤网完完好。测试仪器压力表、比重计计计、水表表等测测试工具具齐备备、完好好。C、旋喷钻机、喷喷喷管、喷喷头、风风嘴、浆浆嘴的的检查。检查内容要求旋喷钻机电动机转向正确确确；提升升、制制动系统统正常常；各种种液压压管路、接接头头无漏油油现象象。旋转转有力力、转向向灵活活。液压压泵振振动小、嘈嘈音音小。喷管全套杆/管不得得得弯曲；；浆、气气管路畅畅通，密封封装置完好好；管与管管可靠连接接，止退无无误。喷头风嘴、浆嘴嘴嘴浆、气管路在喷喷喷头无窜窜通现现象；风风嘴、浆浆嘴光洁洁度高高，浆液液喷嘴嘴出口直直径与与设计压压力和和流量值值相适适应。（3）各种设备备检检查完毕后后后在地表表进行行联合试试机//试喷检查查，以以确定各各种设设备能否否正常常进行工工作。把把各种压压力和和流量调调到喷喷射注浆浆施工工的要求求值进进行试喷喷，不不仅可以以了解解各种管管路是是否畅通/密密封，而而且可可以了解解浆嘴嘴、风嘴嘴的加加工质量量。在在更换新新浆嘴嘴、风嘴嘴时都都应在地地面进进行试喷喷，调调节好喷喷射效效果后方方可下下入孔内内使用用。（二）测量放线线线：依据控制桩和设设设计图，准准确确放出旋旋喷桩桩孔位。将将主主轴线控控制点点引在施施工平平台上，并并加以覆盖盖保护。（三）设置水中中中套管（定定位位孔）严格按照设计放放放样打设水水中中套管，套管采用φ200mmmm、壁厚8mmm钢管，入入土深度不不小于于2m，孔口平平面误差不不大大于20mm，套管倾斜斜度不大大于11%，定位准准确后将将孔口口固定于于施工工平台上上。（四）钻机就位位位根据现场放线移移移动钻机机，使使钻头对对准孔孔位的中中心，同时时为保证证钻机达达到设设计要求求的垂垂直度，钻钻机机就位后后必须须作水平平校正正，使其其钻杆杆轴线，垂垂直直对准钻钻孔中中心位置置，保保证钻孔孔的垂垂直度不不超过过1％。在校校直纠偏偏检查查中，利利用垂垂球（高高度不不得低于2mm）从纵横横两个个方向检检查，若若发现偏偏斜，则则在机座座下加加垫薄钢钢板调整，然然后将钻机机机固定于于施工工平台上上，防防止钻机机偏离离桩位中中心。（五）钻孔我部采用XY100型地地质钻机机进行行预先成成孔，孔径径φ110mmm，严格按按已定桩桩位进进行成孔孔，采采用膨润润土造浆护护护壁。A、在钻进过程程中中，应精心心心操作，精精神神集中，合合理理掌握钻钻进参参数，合合理掌掌握钻进进速度度，防止止埋钻钻、卡钻钻等各各种孔内内事故故。一旦旦发生生孔内事事故，应应争取一一切时时间尽快快处理理，并备备齐必必要的打打捞工工具。B、为避免钻孔孔孔倾斜，在在钻钻机就位位和钻钻孔过程程中，要要随时注注意校校核钻杆杆的垂垂直度，发发现现倾斜及及时纠纠正，以以确保保钻孔倾倾斜度度在设计计允许许的范围围内；；钻速要要打慢慢档，并并采用用导正装装置防防止孔斜斜。（六）插管、试试试喷在钻孔前要检查查查管路是是否畅畅通，密密封圈圈是否完完好无损损，丝口口是否否连接严严紧。引引孔钻好好后，插插入旋喷喷管，为为防止泥泥浆堵堵塞喷嘴嘴，边边射水边边插管管，水压压不超超过1Mpaa。插管到到达达地层预预定深深度，先先作高高压试喷喷，调调整参数数达到到要求方方可进进行喷浆浆作业业。（七）制浆采用标号P.OOO42..4普普通硅酸酸盐水水泥，按按试验验确定的的水灰灰比、外外加剂剂种类与与添加加量，使使用搅搅拌机拌拌制水水泥浆液液。制制浆时应应注意意：A、制浆材料采采采用重量或或体体积称量量法，其其误差不不大于于5%。B、高速搅拌时时时间不少于于660秒，普通通搅拌不不少于于90秒。C、浆液温度宜宜宜控制在5～～40℃之间间。自制制备至至用完的的时间间应不大大于4小时，超超时时应废弃弃。（八）高压喷射射射注浆旋喷管下至设计计计位置后后，将搅搅拌好的的水泥泥浆倒入入集料料斗，启启动高压泵泵（空空压机）送送水水泥浆（空空气气），原原地旋旋喷15秒，然然后边旋旋喷边边提升，旋旋转转速度和和提升升速度按按规范范要求控控制，直至至达到桩桩顶标高高。A、施工前预先先先将套管与与护筒串联联，保保证废弃弃冒浆浆流入护护筒，利用用泥浆泵泵将废浆浆排至河岸岸沉沉淀池；；或排排至平台台外泥泥浆船内内；集集中运至至指定定地点弃弃置。B、施工过程中中中，按要求求随随时检验验并记记录提升升速度度、喷浆浆压力力与流量量、气气压与气气量、进进浆和回回浆比比重、实实际孔位、孔孔深和每个钻钻孔内的地下下障碍物等资资料；每孔需需做制浆与耗浆浆（水泥量）统统计和记录。C、喷射时应先先先达到预定定的的喷射压压力，流量量正常后再再逐渐提升升注浆管，由由下而上旋旋喷注浆。D、每次旋喷时时时，应先喷喷浆浆后旋转转和提提升，以以防浆浆管扭断断。E、喷浆过程中中中水泥浆随随拌拌随用,防止止水泥浆浆沉淀淀，浓度度降低低。F、高压喷射注注注浆过程中中出出现骤然然下降降、上升升或大大量冒浆浆等异异常情况况时，应应查明产产生的的原因并并及时时采取措措施。G、高压旋喷注注注浆，运势势自自下而上上，连连续进行行。若若施工中中出现现停机故故障，立立即将喷喷管下下沉至停停供点点以下30ccm，待复供供后再再行提升升，以以保证固固结体体的整体体性。H、当提升至设设设计桩顶下下1100ccm深度度时，放放慢提升速速速度至设设计高高程。I、高压喷灌结结结束后，在在孔孔内水泥泥浆液液固结过过程中中因体积积收缩缩，同时时孔内内浆液仍仍向孔孔壁四周周范围围有一定定渗漏漏，孔内内浆液液将出现现一段段时间的的下降降，应不不间断断地回灌灌浆液到已已已喷孔内内，直直至孔内内浆液液面不再再下沉沉为止。（九）清洗和移移移位：当高压喷射注浆浆浆完毕，应应迅迅速拔出出注浆浆管彻底底清洗洗浆管和和注浆浆泵，防防止被被浆液凝凝固堵堵塞。移移动旋旋喷机具具至下下一孔位位。（十）废浆处理理理及套管管拔除除为防止拔除套管管管时管内内废浆浆污染河河水，待待孔内浆浆液面面不再下下沉后后，套管管内插插入水管管至河河床标高高，注入高高高压水将将废将将置换，然然后后拔出套套筒。六、质量控制措措措施（一）水泥用量量量的控制制在喷浆提升过程程程中，控控制水水泥用量量是关关键。水水泥的的用量与与喷浆浆压力、喷喷嘴嘴直径、提提升升速度及及水灰灰比等有有直接接关系，具具体体控制方方法：：A、若水泥量剩剩剩余措施如如下下：适当增加喷浆压压压力；加加大喷喷嘴直径径；减减慢提升升速度度。B、若水泥量不不不够措施如如下下：保证桩径的情况况况下适当当减少少压力；；喷嘴嘴直径适适当减减少；保保证桩桩体强度度的情情况下适适当加加快提升升速度度；加大大水灰灰比值。针对本工程具体体体情况，每每根根桩分次次进行行搅拌，施施工工用水精精确量量取，确确保定定量的水水和水水泥比例例进行行拌制水水泥，通通过调整整以上上参数可可保证证水泥量量满足足设计要要求；；针对水泥浆下沉沉沉现象（水水泥泥浆液密密度较较大），采采取取自桩顶顶向下下3.0m进行行复喷，可可保保证桩体体上部部水泥土土强度度。（二）冒浆处理理理在旋喷过程中，往往往有一定数数量土粒随浆浆液沿套管管管壁冒出，通通过对冒浆的的观察，及时时了解土层状状况，判断旋旋喷效果。根据以往施工工经验，冒浆浆（内有土粒粒、水及浆液液）量小于注注浆量20%%为正常现象象，超过200%或完全不不冒浆时，应应查明原因及及时采取相应应措施。A、流量不变而而而压力突然然下下降时，应应检检查部位位的泄泄漏情况况，必必要时拔拔出注注浆管，检检查查其封密密性能能；B、出现不冒浆浆浆或者断续续冒冒浆时，或或是是土质松松软则则视为正正常现现象，可可适当当进行复复喷；；若附近近有孔孔洞、暗暗道，则则应不提提升注注浆管，继继续续注浆直直至冒冒浆，或或拔出出注浆管管待浆浆液凝固固后，重重新注浆浆直至至冒浆，必必要要时采用用速凝凝浆液，便便于于浆液在在注浆浆管附近近凝固固。C、减少冒浆的的的措施:冒浆量过大的主主主要原因因，一一般是有有效喷喷射范围围与注注浆不相相适应应，注浆浆量大大大超过过旋喷喷固结所所需浆浆量所致致；通通过提高高旋喷喷压力（喷喷浆浆量不变变）、适当当缩小喷喷嘴直径径（旋旋喷压力力不变变）、加加快提升和