黃土地區(qū)鉆孔樁施工技術(shù)總結(jié)

1、黃土地區(qū)鉆孔樁施工技術(shù)總結(jié)大西鐵路客運專線洪洞跨汾河特大橋位于臨汾市洪洞縣境內(nèi)，地處黃土高原汾河平原。大橋北起洪洞縣明姜鎮(zhèn)羅家坪村DK477+352.43，南至龍馬鄉(xiāng)新莊村DK497+170.42，橋梁全橋長19.82km，共計603個墩（臺），6397根樁基（樁基均為摩擦樁，直徑分為1m、1.25m、1.5m三種）。其中32m簡支梁538孔，24m簡支梁39孔，29m異形梁1孔，32+48+32連續(xù)梁4聯(lián)，48+80+48連續(xù)梁1聯(lián)，40+64+40連續(xù)梁1聯(lián)3，60+100+60連續(xù)梁2聯(lián)。橋址區(qū)地層為第四系全新統(tǒng)人工堆積雜填土，填土，沖積粗圓礫土、細(xì)圓礫土和上更新統(tǒng)沖擊層，中更新統(tǒng)沖擊層

2、。地下水主要為第四系孔隙潛水，受大氣降水及汾河水補給，不具承壓性。地下水埋深約為4-18米，水位隨季節(jié)變化2-5米。地震動峰值加速度為0.2g，反應(yīng)譜特征周期0.35s，地場類別為類，最大凍土深度0.56米。洪洞跨汾河特大橋全部由中鐵三局六公司承建，樁基主要由旋挖鉆機施工，旋挖鉆扭矩從150-280不等，個別墩臺由沖擊鉆施工。施工總體規(guī)劃如下：每個旋挖鉆機每階段循環(huán)施工2-4個墩臺，設(shè)置一個泥漿池，配備一個配電箱（初期配備發(fā)電機），一臺20t吊車，一臺3m³裝載機，以及旋挖鉆鉆孔及混凝土灌注配套設(shè)備。鋼筋籠由鋼筋場生產(chǎn)運送至施工現(xiàn)場整體吊裝安放，施工過程中由技術(shù)員進行安全質(zhì)量控制。鉆

3、孔樁施工技術(shù)控制過程如下：1、泥漿池選址開挖及泥漿質(zhì)量控制泥漿池選址一般在鉆機施工循環(huán)作業(yè)面的中間部位，地勢比樁頂?shù)孛媛缘?，以利于泥漿排放循環(huán)。泥漿池總?cè)萘繛闃痘炷量偭康?倍左右，泥漿池過小在混凝土灌注過程中容易溢出，過大則產(chǎn)生各種不必要的浪費。泥漿制備是鉆孔樁施工的關(guān)鍵工序，泥漿質(zhì)量的好壞直接影響到成孔質(zhì)量、成孔等待時間及灌注質(zhì)量。制備泥漿時盡可能使泥漿充分循環(huán)，保證膨潤土等添加劑與水充分融合。泥漿性能指標(biāo)應(yīng)符合下列規(guī)定：泥漿比重：入孔泥漿比重一般為1.051.15。黏度：一般地層1622s，松散易坍地層1928s。含砂率：新制泥漿不大于2%。膠體率：不小于95%。PH值：大于6.5。為

4、提高泥漿黏度和膠體率，可在泥漿中摻入適量的碳酸鈉、燒堿等，其摻量須經(jīng)試驗確定。松散易坍地層時可根據(jù)實際情況放大泥漿比重，但最大不得超過1.3。泥漿池使用時由于地層滲漏及出渣損失應(yīng)不斷補充水及外加劑，在補充過程中應(yīng)經(jīng)常檢測泥漿參數(shù)，盡可能將泥漿參數(shù)控制在理論范圍內(nèi)。2、導(dǎo)管試拼試壓導(dǎo)管在第一次使用前及更換工地使用時應(yīng)進行導(dǎo)管試拼及試壓，導(dǎo)管試拼長度不小于灌注使用長度，試拼應(yīng)選擇地勢平坦，導(dǎo)管擺放不影響施工交通的位置。試拼前在地面擺放方木軌道，便于導(dǎo)管加壓旋滾。導(dǎo)管拼裝完畢后灌滿清水，一端封死，一端只預(yù)留加壓氣孔。導(dǎo)管加壓可采用小型空壓機或者氧氣瓶進行加壓，加壓壓力值不小于1.5倍導(dǎo)管最大埋深處水

5、壓，即壓力值P1.5gh，其中=1.0×103kg/m³，g=9.8N/kg，即P14700h Pa。導(dǎo)管加壓完畢后保持壓力15min，并旋滾導(dǎo)管不小于180°，無水滲漏則表明該導(dǎo)管可以使用。3、放設(shè)樁位放設(shè)樁位前應(yīng)對場地進行平整和壓實，便于鉆機就位及混凝土灌注。放設(shè)樁位后應(yīng)進行復(fù)核，保證無誤后方可進行鉆孔施工。鉆孔前應(yīng)對樁位放設(shè)護樁，正常情況下沿孔位四周設(shè)置四個護樁即可，以便于護筒定位、鉆進過程中鉆頭重新定位。4、安裝護筒鉆機就位后即可安裝護筒。護筒直徑宜大于鉆孔直徑30-40cm，過小影響鉆進，過大則樁頭過大不宜破除。埋設(shè)深度根據(jù)地層而定，最小埋深不宜小于2m

6、。護筒埋設(shè)完畢頂部高于地面30cm。護筒埋深直接決定孔口質(zhì)量，護筒埋深小，護筒下部容易坍塌，增加沉渣，因此而形成的大頭樁不僅浪費混凝土，而且給破除樁頭增加不必要的工程量。護筒埋深過大則不宜拔出。護筒安裝完畢后應(yīng)開挖泥漿通道并安置好泥漿泵及入孔泥漿管。5、鉆進及成孔鉆進前應(yīng)對鉆機進行檢查，確定鉆機狀態(tài)良好后方可開始鉆進。鉆機在鉆進過程應(yīng)根據(jù)不同地層選擇不同鉆頭，黃土及粘土宜采用旋轉(zhuǎn)斗，卵石層可采用旋挖斗也可使用短螺旋。旋挖鉆在鉆進過程無法循環(huán)泥漿，但應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿水頭高度，防止塌孔。鉆進過程中對渣樣進行采集并核對地層地質(zhì)情況。成孔后對其孔徑、孔深、沉渣及垂直度進行檢查，合格后方可安放鋼筋籠，安裝

7、導(dǎo)管?？讖綑z查：孔徑檢查采用籠式探孔器檢測，其外徑不小于樁基的設(shè)計直徑，長度等于孔徑46倍。檢測時，將檢孔器吊起，孔的中心與起吊鋼繩保持一致，慢慢放入孔內(nèi)，上下通暢表明孔徑符合要求?？咨顧z查：孔深檢查采用標(biāo)準(zhǔn)測繩檢測，測繩使用前應(yīng)用鋼尺進行校核。沉渣檢查：孔底沉渣用兩次測錘檢測，一次測錘采用圓錐形平底測錘，底部直徑1315cm，錘高2022cm，質(zhì)量46kg。二次測錘在一次測錘相同位置進行測量，采用圓柱形測錘檢測，直徑1315cm，錘高35cm，質(zhì)量46kg，兩次檢測后進行測長對照，長度差控制在10cm之內(nèi)，沉渣厚度滿足要求。豎直度檢查：豎直度檢查采用測錘法檢測，將測錘緩緩吊入孔底，然后緩慢移

8、動測錘感覺測錘碰到孔壁，量取該位置時測繩到護筒的距離及測繩長度，根據(jù)測繩長度及測繩到護筒的距離算出垂直度；這樣沿孔壁反復(fù)量測46個位置，然后將幾個數(shù)值綜合比較得出最終的孔身垂直度。6、安裝鋼筋籠及導(dǎo)管鋼筋籠較應(yīng)根據(jù)實際長度確定一次或者分節(jié)制作吊裝入孔。分節(jié)制作的節(jié)數(shù)及長度視鋼筋籠總長而定，一般分節(jié)長度為18m-25m。節(jié)段鋼筋籠主筋下料應(yīng)預(yù)留搭接長度及考慮同一截面的主筋接頭率滿足設(shè)計及規(guī)范要求，節(jié)段鋼筋籠成型并經(jīng)檢查合格后，由吊車吊起第一節(jié)鋼筋籠，下至最后一根加強筋斷面時，用兩根鋼管平等對穿其中，壓在孔口兩側(cè)枕木上，再將第二節(jié)鋼筋籠吊起使其中心與第一節(jié)鋼筋籠中心及樁孔中心重合，兩主筋接頭對正，

9、接頭采用單面搭接焊連接。鋼筋籠安裝時應(yīng)精確計算吊筋長度，保證鋼筋籠高程位準(zhǔn)確。鋼筋籠墊塊數(shù)量應(yīng)滿足設(shè)計要求，保證定位準(zhǔn)確。對于護筒埋設(shè)深度超過承臺底面的可采用增加最上層墊塊尺寸或者在設(shè)計樁頭以上部位焊接U型定位鋼筋，保證鋼筋籠孔口定位準(zhǔn)確。安裝導(dǎo)管時一般最下端為4m導(dǎo)管，其混凝土出口端要打磨光滑，以利于混凝土灌注。中間采用2m標(biāo)準(zhǔn)管，頂部為1m及0.5m短管，以便于調(diào)整長度。導(dǎo)管安裝時應(yīng)檢查連接用膠圈，保證其連接嚴(yán)密，導(dǎo)管安裝結(jié)束后導(dǎo)管底部距離孔底30-50cm。導(dǎo)管安裝完畢后利用導(dǎo)管進行清孔。清孔后沉渣厚度小于10cm（設(shè)計值），泥漿參數(shù)為：比重小于1.1，粘度16-20s，含砂率小于2%，

10、旋挖鉆黃土地區(qū)小樁經(jīng)成孔一般清孔30min左右即可達到要求。7、混凝土灌注混凝土灌注前在導(dǎo)管頂部安裝封底漏斗，漏斗容量應(yīng)不小于2m樁長混凝土方量。漏斗安裝完畢后在導(dǎo)管內(nèi)安放充氣球蛋，再用鐵板封住導(dǎo)管口?；炷吝\送到現(xiàn)場后應(yīng)對其塌落度及含氣量進行檢查，塌落度為180±20mm，含氣量大于2%（根據(jù)混凝土抗凍等級確定），合格后將漏斗灑水濕潤，然后卸放混凝土。待漏斗內(nèi)混凝土卸滿后即可拉出鐵板，觀察混凝土下落封底情況。若充氣球蛋從孔內(nèi)浮出則證明封底順利，可繼續(xù)灌注?；炷凉嘧⑦^程中應(yīng)盡量保持導(dǎo)管埋深在2-5m，過小則容易將導(dǎo)管拔出混凝土表面造成斷樁，過大則混凝土不宜灌注?；炷烈B續(xù)灌注，每

11、相鄰兩車間隔時間不宜超過30min，當(dāng)混凝土供應(yīng)間隔時每10min左右應(yīng)上下抖動導(dǎo)管，保持導(dǎo)管附近的混凝土有較好的和易性，利于灌注。當(dāng)混凝土灌注至樁頂標(biāo)高時應(yīng)加強對混凝土表面高程的測量，盡可能將樁頭控制在設(shè)計標(biāo)高以上0.5m-1.0m。樁基施工過程中常見的問題及處理方法：1、無法順利鉆進形成原因：一種情況為土層堅固，鉆頭無法鉆進；另一種情況是鉆頭打滑，鉆頭尖端無法楔入土層。解決方法：當(dāng)鉆頭所在地層為卵石層及風(fēng)化巖層時應(yīng)選擇更換短螺旋鉆頭，將卵石及風(fēng)化巖層掏松后再用旋轉(zhuǎn)斗出渣；當(dāng)鉆頭處于粘土層出現(xiàn)鉆頭打滑現(xiàn)象時，可向孔內(nèi)投入磚頭或者小石塊等再繼續(xù)鉆進，可消除鉆頭打滑的現(xiàn)象。2、卡鉆形成原因：一種

12、情況為在粘土類地層鉆進時進尺過大，導(dǎo)致鉆頭被土層吸住；另一種情況是鉆頭卡在巖石孔隙中。解決方法：當(dāng)旋挖鉆機發(fā)生卡鉆時要首先核對卡鉆地層的地質(zhì)情況。若果為粘土類則不要硬提鉆頭，防止發(fā)生鋼絲繩拉斷現(xiàn)象。應(yīng)采取左右扭動鉆頭的方法，擾動土層，待土層松動后再緩緩提出鉆頭。當(dāng)鉆頭無法扭動及提出時可采取用小型沖擊鉆沿鉆桿四周沖擊鉆頭，待土層松動后再提出鉆頭。 預(yù)防措施：在粘土層中控制鉆進進尺是防止卡鉆的主要措施。3、漏漿形成原因：主要原因為地層中存在孔隙或者裂縫，泥漿隨孔隙或裂縫流出。另外地下水位低也會導(dǎo)致泥漿滲透損失。解決方法：在鉆孔現(xiàn)場準(zhǔn)備一定數(shù)量的黃土，發(fā)生漏漿時應(yīng)將鉆頭提起一定高度，然后向孔內(nèi)投入黃

13、土，再反轉(zhuǎn)落下鉆頭，將黃土充分?jǐn)嚢栝_，堵住漏漿孔隙。如果現(xiàn)場缺少黃土也可直接投入整袋的膨潤土、水泥等，再用鉆頭將包裝袋攪碎，堵住漏漿孔隙。對于地下水位低導(dǎo)致泥漿滲透損失大的可采取在泥漿中添加鋸末、纖維材料等，同時增大泥漿稠度，在泥漿滲透時形成復(fù)合護壁，防止漏漿。預(yù)防措施：增大泥漿稠度；在孔隙地層鉆進時縮短單次鉆進進尺，防止突發(fā)的快速漏漿。4、塌孔形成原因：主要為土層自穩(wěn)能力差，鉆孔時土體一側(cè)臨空，土體失去支持力導(dǎo)致下滑塌方；或者土體遇水性能改變失去自穩(wěn)能力導(dǎo)致塌方；另外機械振動也有一定的影響。解決方法：在鉆孔過程中的塌孔的，應(yīng)根據(jù)塌方數(shù)量及塌方類型選擇合適的方案，對于小范圍小方量的塌方，可以直

14、接用鉆頭掏出；如果埋住鉆頭不能提出的，可以使用大功率泥漿泵進行沖孔，將埋住鉆頭的泥土用泥漿循環(huán)的方式清除，直至能提出鉆頭；如果是卵石類地層塌方，可采用小型掏渣筒進行清除。如果塌方數(shù)量大，或者孔口已經(jīng)塌陷的，可采用黃土回填，孔口用三七灰土或者1：5水泥攪拌土回填，一個星期后可重新開鉆。預(yù)防措施：一般可采取增大泥漿比重，增加護筒長度，加快施工速度縮短空孔留放時間來防止塌孔。5、浮籠形成原因：造成浮籠的原因主要是混凝土灌注速度過快，導(dǎo)管埋深較大，混凝土上返沖力使鋼筋籠浮起。解決方法：對于浮籠高度小于10cm的，可不做處理；對于浮籠較大的，可采取快拔慢插導(dǎo)管的方式使鋼筋籠下落回位。預(yù)防措施：預(yù)防浮籠主

15、要靠控制混凝土的灌注速度及導(dǎo)管埋深，對于全籠（整個樁基均設(shè)有鋼筋籠）的樁基，封底混凝土數(shù)量不宜過大，封底后混凝土緩慢灌注，待混凝土頂面上升一定高度后拔出一節(jié)導(dǎo)管，使導(dǎo)管口底部有一定數(shù)量的混凝土埋住鋼筋籠時再恢復(fù)正常速度灌注。對于半籠（只有樁基上半部設(shè)有鋼筋籠）的樁基，當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠底面時放緩灌注速度，待一部分鋼筋籠埋入混凝土，并且導(dǎo)管口底部提高至鋼筋籠底面以上一定高度時再恢復(fù)正常灌注速度。6、灌注過程中斷樁形成原因：導(dǎo)管口拔出混凝土表面。解決方法：通常采用重新埋入導(dǎo)管的方法，俗稱：“二次插管法”，步驟如下： 、將導(dǎo)管埋入混凝土0-0.5m。、灌注混凝土，灌注方量約等于導(dǎo)管的總?cè)莘e，將導(dǎo)管

16、內(nèi)充滿混凝土，并記錄混凝土頂面上升高度。、將導(dǎo)管向下插2m左右。、灌注混凝土。注意此時混凝土頂面應(yīng)以混合物下底面高程為準(zhǔn)（即混凝土頂面高程減去第一次灌注時混凝土上升高度），而不是測繩測得的混凝土頂面。、灌注結(jié)束，拔出導(dǎo)管及護筒。施工過程如下圖： “二次插管法”會浪費一部分混凝土，并且給破除樁頭增加了工作量。另外采用“二次插管法”時應(yīng)注意計算及操作必須準(zhǔn)確，并且在施工過程中要保證導(dǎo)管有足夠的埋深，否則可能造成樁基質(zhì)量等級下降甚至接樁斷樁。另外條件具備時也可以采用抽漿法：首先將導(dǎo)管插入混凝土面以下4-5m，沿導(dǎo)管內(nèi)部放下一臺小型泥漿泵，然后開動泥漿泵抽出泥漿，泥漿完全抽出后即可繼續(xù)灌注混凝土。采用

17、抽漿法時應(yīng)注意導(dǎo)管盡量插深，防止混凝土返入導(dǎo)管后頂面下降露出導(dǎo)管底口造成接樁斷樁。當(dāng)混凝土頂面標(biāo)高接近灌注標(biāo)高時發(fā)生的斷樁也可直接用泥漿泵抽出泥漿，采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施后用人工清孔的方式清除混凝土表面的沉渣，混凝土浮漿，待混凝土終凝后對其頂面進行鑿毛，然后按處理短樁頭的方法進行干空灌注，完成接樁。7、短樁頭形成原因：混凝土頂面測量不準(zhǔn)確，導(dǎo)致樁頂高程低；或者由于樁頭質(zhì)量差，鑿除低質(zhì)量混凝土后樁頭高程降低到設(shè)計頂面以下。處理方法：對于樁頭高程低于設(shè)計值較小的（一般不超過50cm），可將樁頭附近挖開，露出堅固的混凝土樁頭15cm，去除樁頭頂面及側(cè)面泥土等雜物，待澆筑承臺時一起灌注混凝土，使樁頭、承臺

18、聯(lián)接成一個整體。對于樁頭高程低于設(shè)計值較大的，應(yīng)首先確認(rèn)樁基整體質(zhì)量是否符合要求，確認(rèn)符合要求后應(yīng)立即進行接樁，具體施工步驟如下：、首先進行防護開挖，挖出樁頭后對樁頭質(zhì)量進行檢查，鑿除浮漿、夾泥混凝土層，露出堅固的石子，清理掉松動的混凝土塊、石子。然后將樁頭側(cè)面20側(cè)面范圍用砂紙打磨干凈。再用空壓機風(fēng)管吹掉浮砂，使混凝土表面清潔。、將彎曲的鋼筋調(diào)直調(diào)正，綁扎好箍筋，同時清除鋼筋表面雜物?；謴?fù)鋼筋籠設(shè)計原狀。、安裝鋼護筒。安裝前對樁頭位置進行放線，保證護筒位置準(zhǔn)確，護筒直徑宜比樁徑大30cm左右，護筒安裝與樁頭重疊長度不宜20cm，垂直度誤差小于1%。安裝完畢后護筒頂部高程應(yīng)高出設(shè)計樁頂30cm以