旋挖樁的施工方案

1、支護樁漏樁處理方案灌注樁基礎(chǔ)是目前高等級公路橋梁構(gòu)造物經(jīng)常采用的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，常用的成孔方法有人工挖孔、沖抓鉆機成孔、沖擊鉆機成孔、正反循環(huán)鉆機成孔、旋挖鉆機成孔等。1、工程概況山西太原繞城高速公路西北段汾河特大橋主橋為 90+ 150+ 90m雙塔單索面三跨預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔 斜拉橋，結(jié)構(gòu)體系為塔梁固結(jié)、塔墩分離，墩頂設(shè)支座。下部結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計為直徑D=1.5m的鉆孔灌注樁，4#、5#主墩各布置12根，樁長為50m,鉆孔深度為5560m不等。2、工程地質(zhì)概況該場地屬沖積地段，河床地質(zhì)土層由上而下主要為亞粘土層、礫砂層、圓礫層、卵石層。3、施工準備3.1、 成孔方法選擇通過對附近橋梁樁基施工情況的調(diào)查

2、，根據(jù)本工程地質(zhì)情況，本橋先采用3臺沖擊鉆機進行5#主墩樁基施工，然而施工至42 48m處，3臺鉆機均出現(xiàn)進尺困難的情況，最慢時一天進尺不足10cm。2003年3月初，汾河主河道進行春澆放水，只能將 3個孔位回填，暫停施工。4月下旬重新開始主墩樁 基施工，吸取前期沖擊鉆機進尺慢，施工周期長，費用高的教訓(xùn)，根據(jù)在2個主墩處補充地質(zhì)鉆孔資料 ， 最后選擇靜態(tài)泥漿護壁旋挖成孔工藝。本工藝采用旋挖鉆機用鉆頭將孔內(nèi)渣土直接取出，并同時加注提 前制備的泥漿護壁。該成孔方法不僅成孔速度快，而且具有沉渣厚度小、泥皮薄、造價低等優(yōu)點，為目 前在適宜地質(zhì)中速度最快的成孔工藝。3.2、 泥漿循環(huán)系統(tǒng)的布置施工場地設(shè)

3、兩個泥漿池，容積不小于 150m3,泥漿中廢棄部分要及時排放，沉淀物要及時清理。4、護筒埋設(shè)支護樁漏樁處理方案護筒有導(dǎo)正鉆斗，控制樁位，隔離地下水滲漏，防止孔口坍塌，抬高孔內(nèi)靜壓水頭和固定鋼筋籠等 作用。埋設(shè)護筒前先放出樁位點，過樁位中心點拉十字線在護筒外80-100cm處設(shè)控制樁，然后在樁位處用鉆頭邊刀挖一個比護筒外徑大 20cm、深度比護筒略小30cm的圓坑。并在坑底填筑20cm的粘土, 然后將護筒采用鋼絲繩對稱吊放進坑內(nèi)，用水平尺（或吊線錘）校驗護筒豎直后，并保證護筒中心與樁 位中心位移不能超出20mm,方可在護筒周圍回填最佳含水量的粘土，分層夯實且要防止護筒傾斜。5、泥漿的制備5.1、

4、 原料及配比5.1.1、 膨潤土：分為鈉質(zhì)和鈣質(zhì)兩種。鈉質(zhì)費用較高，鈣質(zhì)則較為適中。膨潤土泥漿具有相對密度 低、粘度好、含砂量小、失水量小、泥皮薄、穩(wěn)定性強、固壁能力高、鉆具回轉(zhuǎn)阻力小、鉆進率高、造 漿能力大等優(yōu)點。一般用量為水的 8%即8公斤膨潤土可摻100公斤的水。對于粘質(zhì)土地層，可降低到 3%5%。較差的膨潤土用量為水的12%左右。5.1.2、 CMC:全名為竣甲基纖維素，具有使地基土表面形成薄膜而使之強化和降低失水率的作用 摻入量為膨潤土的0.05%- 0.1%。5.1.3、 FCL又稱鐵銘木質(zhì)素磺酸鹽，為分散劑，可改善混雜有土粉砂、碎及鹽分等而使穩(wěn)定液質(zhì) 的性能?？墒广@渣顆粒聚集而加

5、速沉淀，既達到重復(fù)使用目的，又具有高質(zhì)量性能。摻量為膨潤土的 0.1% 0.3%。5.1.4、 碳酸鈉：又稱堿粉或純堿。它的作用可使 PH值增大，使粘土顆粒進行分散，粘粒表面負電 荷增加，為粘土吸收外界的正離子提供了條件，可增加水化膜厚度，提高泥漿的膠體率和穩(wěn)定性，降低 失水率。摻入量為孔中泥漿的 0.1% 0.4%=5.1.5、 PHP:它的作用是使泥漿中的鉆渣成為不分散的絮凝狀態(tài)，因而泥漿循環(huán)到井孔外泥漿池時易于被清除出去，從而使泥漿能保持不分散的低固相、低相對密度、低粘度的優(yōu)良性能。摻用量為泥漿液 的 0.003%。支護樁漏樁處理方案5.1.6、 孔內(nèi)有滲漏時，應(yīng)摻泥漿量的12%的鋸木屑

6、；泥漿量1.7%的稻草末或水泥。各種摻加劑宜先制成小劑量溶劑，按循環(huán)周期均勻加入并及時測定泥漿指標，防止摻加劑過量。5.2、 泥漿的制備521、調(diào)查地質(zhì)及施工條件5.2.1、 質(zhì)柱狀圖的研究：a、是否有坍塌層；b、有無漏水層。5.2.2、 水的調(diào)查；a、能否保證泥漿面高出地下水位 2米以上；b、了解承壓水層潛流水和無水 層及地下水流速成；c、測定地下水鹽分及鈣離子的含量；d、PH值測定。5.2.3、 泥漿材料的選擇(1)、水應(yīng)為PH值為中性，鈣離子濃度小于等于100PPm,否則要摻入分散劑。(2)、膨潤土由其產(chǎn)地不同而性能不同，應(yīng)以經(jīng)濟適用為主。易受陽離子感染時，直選用鈣土。(3)、CMC的選

7、定，根據(jù)地層決定，粘度越高防漏效果越好。(4)、根據(jù)膨潤土選定分散劑。泥水分離的泥漿，選用能夠減小泥漿凝膠強度及屈服值的分散劑。(5)、防漏劑的選定：一般認為防漏劑的粒徑相當于漏漿層土砂粒徑的10%15%右效果為最好5.2.4、 泥漿粘度的選定保持地層穩(wěn)定的泥漿漏斗粘度(泥漿靜止工法)地基條件泥漿性能對策泥漿粘度經(jīng)驗值(S)爛泥地基增大泥漿密度高濃度膨潤土漿100以上支護樁漏樁處理方案粘土層粉土層低濃度泥漿膨潤土濃度46% 20-33細砂一粗砂層脫水量中等膨潤土濃度79% 32-38砂礫層 濃度高CMC降脫水量 膨潤土濃度810% 50-80524、泥漿基本配合比的確定(1)、膨潤土及CMC的

8、摻加濃度：由地層決定粘度，推出膨潤土及 CMC的摻加濃度。(2)、分散劑的濃度：為使泥漿形成良好的泥皮而使用分散劑時，泥漿濃度的減小可用膨潤土或 CMC 的摻加量調(diào)節(jié)。(3)、防漏劑的濃度：漏失規(guī)模防漏劑的混合摻加濃度小的漏失 棉花籽殘渣粉未0.51.0%中等漏失碎核桃皮+棉花籽粉未1%大的漏失多種混合最大摻加濃度5%若只有某一段漏漿可在進入該層后用粘土將該地層回填放置12小時后可重新鉆孔。525、泥漿配制試驗和修正泥漿是各種材料特性的綜合產(chǎn)品， 但它是否完全滿足施工條件和地層情況， 還要在基本配合比的基 礎(chǔ)上修正、調(diào)配，最后才能得到合適的施工配合比。支護樁漏樁處理方案要對泥漿的各種特性逐項試

9、驗:a、穩(wěn)定性檢驗；b、對泥皮形成性能的檢驗;c、對泥漿流對性的 檢驗；d、對泥漿密度的檢驗。526、制備泥漿的方法(1)、攪拌機為高速回轉(zhuǎn)式攪拌機，攪拌時間為1015min。膨潤土遇水混合后3h就有很大溶脹性，經(jīng)過1d達完全溶脹；CMC應(yīng)先用清水溶為1%3%的溶液再摻入到泥漿里就會很容易混合在一起527、制備泥漿的順序：水一膨潤土 一CMC-分散劑一其他外加劑，由于CMC會妨礙膨潤土的溶脹， 所以要在膨潤土之后放入。6、鉆孔鉆機就位前，應(yīng)對鉆也前的各項準備工作進行檢查，包括主要機具設(shè)備的檢查和維修。首先，使鉆機按預(yù)定樁位就位，且使鉆機停在硬實地面，調(diào)整桅桿偏差，保證樁位移，傾斜度不超 標，并

10、在成孔中間不定期檢查調(diào)整。由于旋挖鉆機自身成孔工藝決定其造漿能力較差，故所用泥漿全部為提前12個小時預(yù)拌好的高級泥漿。根據(jù)汾河特大橋的地質(zhì)情況采用的配比為水、潤土、堿： CMC=1000 100: 20: 8的比例，經(jīng) 攪漿桶攪拌一定的時間攪制而成，并隨時根據(jù)地層情況做出適當?shù)恼{(diào)整，泥漿性能指標能符合下列要求： 比重1.03-1.15,漏斗粘土 18-22,含砂率小于3%-5%膠體率大于98%。隨著施工的進展要及時對泥漿 進行添制、凈化，保證成孔、成樁的質(zhì)量。該泥漿具有相對密度低、粘度好、含砂量少、失水率小、泥 皮簿、固壁能力強、穩(wěn)定性好，鉆具回轉(zhuǎn)阻力小，鉆進效率高的特點。開始前先在護筒加入適

11、量的泥漿以保證孔內(nèi)水頭壓力，即漿面最少高出地下水位2m以上，隨著鉆進深度的增加及時補充泥漿，保證孔內(nèi)水頭壓力，防止坍孔。正常鉆進過程中應(yīng)注意以下事項：6.1鉆進時應(yīng)根據(jù)土層情況掌握鉆進速度：(1)、一般在粘土層采用泥鉆，每鉆進尺在 50cm左右支護樁漏樁處理方案(2)、在松散砂礫、砂層采用砂鉆，每鉆進尺在 40cm左右(3)、在密實度較大的砂、卵石層宜先用巖石鉆將密實的地層攪松，避免直接用泥鉆、砂鉆，損壞 機具；對于無水或水位較低的干孔部位，可采用螺旋鉆成孔，可大大提高成孔效率，并可提高工效，然 后將松散的砂、卵石用砂鉆提出。(4)、成孔中若遇見卵石層或松散層時應(yīng)注意漏漿情況，必要時，可在漏漿

12、部位回填粘土，堵漏或 在泥漿中增加防漏劑，避免泥漿流失，引起坍孔事故。(5)、因鉆機結(jié)構(gòu)及性能決定鉆斗鉆進時，鉆斗要上下往復(fù)作業(yè)。如果護壁泥漿管理不善就可能發(fā) 生塌孔事故。(6)、嚴格控制鉆斗在孔內(nèi)升降速度，因為如果快速地上下移動鉆斗，那么水流將以較快速度由鉆 斗外側(cè)和孔壁之間的空隙流過，導(dǎo)致沖涮孔壁，有時還會在上提鉆斗時，在其下方產(chǎn)生負壓，而導(dǎo)致孔 壁坍塌，所以按孔徑大小及土質(zhì)情況來調(diào)整鉆斗的升降速度。6.2鉆斗升降速度及空斗升降速度樁徑(mm) 鉆斗升降速度(m/S) 樁徑(mm) 空斗升降速度(m/S)700 <1.0 700 <1.21200 <0.7 1200 &l

13、t;0.81300 <0.6 1300 <0.81500 <0.6 1500 <0.87、檢孔鉆孔中，須用檢孔器經(jīng)常檢孔。檢孔器用鋼筋籠做成，其外徑等于設(shè)計孔徑，長度等于孔徑的4-6支護樁漏樁處理方案倍。每鉆進10m,接近通過易縮孔土層（軟土、軟塑土層、低液限粘土等）或更換鉆斗前都必須檢孔。 不可用加重壓沖擊或強撞檢孔器等方法檢孔。當檢孔器不能沉到原來鉆達的深度，或偏離大繩（拉緊時）的位置即偏移護筒中心時，應(yīng)考慮可能發(fā)生了彎孔、斜孔或縮孔等情況，如不嚴重時可調(diào)整鉆機位置或鉆具繼續(xù)鉆孔；如嚴重時可回填粘土重新鉆進。鉆進達到設(shè)計標高經(jīng)檢驗合格后即可終孔。8、鋼筋籠制安汾河特

14、大橋鋼筋籠長度52m,重量約7T,節(jié)段之間為直螺紋套筒連接，鋼筋籠在車間胎模上分節(jié) 制造，并進行預(yù)拼編號，然后根據(jù)編號順序調(diào)至孔內(nèi)安裝。9、灌注水下碎9.1、 導(dǎo)管吊裝前進行試拼，檢查接口連接是否嚴密牢固，若接口膠墊有破損，更換后使用。同時 檢查拼裝后的垂直情況，根據(jù)樁孔的總長，確定導(dǎo)管的拼裝長度。使用前，進行過球、水密及承壓試驗, 試驗時的水壓，大于井孔內(nèi)水深至少1.5倍的壓力。吊裝時，導(dǎo)管位于井孔中央，并在灌注前進行升降 試驗。9.2、 復(fù)測孔底標高，檢查沉渣的厚度，判斷是否達到設(shè)計要求及滿足灌注要求。滿足要求后，方 灌注碎。9.3、 在導(dǎo)管上端連接碎漏斗，其容量必須滿足儲存首批碎數(shù)量的要求。開始灌注時，在漏斗下口 設(shè)置砂袋，當漏斗箱內(nèi)儲足首批灌注的碎數(shù)量時，剪斷吊住砂袋的鐵絲，使碎猝然落下，迅速落至孔底 并把導(dǎo)管裹住。灌注碎時確保有足夠的砂儲備量，以保證樁基碎澆筑的連續(xù)性及樁基的施工質(zhì)量。9.4、 碎的灌注連續(xù)進行，有短時間停歇時，經(jīng)常起動導(dǎo)管，使混凝土保持足夠的流動性。灌注過 程中邊灌注邊提升導(dǎo)管和邊拆除上一節(jié)導(dǎo)管，使碎經(jīng)常處于流動狀態(tài)，盡可能縮短拆除導(dǎo)管的間隔時間。 當導(dǎo)管底埋置于混凝土的深度達 3m左右，或?qū)Ч苤谢炷谅洳幌氯r，開始將導(dǎo)管提升。提升速度不 能過快，提升后導(dǎo)管的埋深不小于 2m且不大