復(fù)雜地質(zhì)條件下橋梁樁基施工質(zhì)量控制

1、復(fù)雜地質(zhì)條件下橋梁樁基施工質(zhì)量控制收錄于合集一、工程概況*高速公路XX特大橋,全長(zhǎng) 670. 04m, 地形平坦, 以 50b斜跨*河,75b斜跨一條省道公路,橋位中心線(xiàn)位于 R = 3 600 m 的圓曲線(xiàn)和緩和曲線(xiàn)上,設(shè)有超高。該橋基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁,設(shè)計(jì)有摩擦樁和嵌巖樁。下部構(gòu)造在兩岸設(shè)肋式橋臺(tái),中墩為柱式墩,部分墩設(shè)系梁。上部構(gòu)造在跨越省道公路處為3跨現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力剛構(gòu)箱梁;以東部分為12孔 20m預(yù)應(yīng)力空心板;以西為16孔20m預(yù)應(yīng)力T梁;此外,在跨河橋和跨公路橋之間因處于直緩過(guò)度段,另設(shè)3孔不等跨( 6 13 m) 鋼筋砼板梁橋。1.XX橋橋位地質(zhì)情況該橋位地質(zhì)條件大致由覆蓋層和基巖層

2、兩大部分組成。覆蓋層為第四系松散沉積層, 土質(zhì)變化較大, 從上至下分別為人工填土、亞粘土、淤泥、淤泥質(zhì)土、亞粘土、亞砂土、細(xì)砂和含礫亞粘土等不同厚度的堆積和沉積物。其中淤泥或淤泥質(zhì)土厚約 57 m, 淤泥層及其以下的亞粘土多為飽和狀, 稠度界于軟塑和流塑, 軟弱土層總厚度達(dá)912m。該橋位基巖層則為恩平) 開(kāi)平斷裂構(gòu)造帶東主干斷裂, 呈隱伏狀, 從橋位通過(guò), 受其影響, 橋位基底巖性比較復(fù)雜。斷層破碎帶本身為碎裂巖, 灰色雜灰黑色灰?guī)r, 兩側(cè)為紅色砂礫巖、砂巖、砂頁(yè)巖和泥巖，各層特征如下:（1）全風(fēng)化砂礫巖、砂巖、砂頁(yè)巖(K):紅褐色。母巖已風(fēng)化成亞粘土狀,硬塑。分布于橋位區(qū)局部地段,層厚 1

3、.6-2. 2 m。（2）強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖、砂巖、砂頁(yè)巖( K2): 紅褐 )黃褐色,巖石裂隙較發(fā)育,呈半巖半土狀,碎塊手可折斷,稍硬。層面起伏大,層厚 1. 7-28.3 m。（3）強(qiáng)風(fēng)化泥巖( K2):褐紅色,半巖半土狀,泥質(zhì)含礫結(jié)構(gòu),巖芯手捏易碎,稍硬。層面起伏大,層厚3.6-19.7 m。（4）弱風(fēng)化砂礫巖、砂巖、砂頁(yè)巖( K2):紅褐 )紫紅色,巖芯呈短柱狀,錘擊可斷裂,裂隙發(fā)育,巖石較硬,巖面起伏較大,個(gè)別鉆孔沒(méi)有鉆穿此層。（5）弱風(fēng)化泥巖( K2) : 褐紅色為主,局部夾有灰色泥質(zhì)結(jié)構(gòu),巖芯極破碎,斷口呈油脂光澤,硬。（6）微風(fēng)化砂礫巖、砂巖、砂頁(yè)巖( K2):紅褐) 紫紅色,含礫細(xì)

4、粒結(jié)構(gòu), 層狀構(gòu)造,巖芯多呈短柱狀,致密, 硬,錘擊聲脆,不易擊碎,裂隙不發(fā)育。巖面起伏變化大。（7）微風(fēng)化碎裂巖( K2):以白色為主,夾有灰綠色,裂隙發(fā)育,裂隙面有黑色灰質(zhì)充填,局部有綠泥石現(xiàn)象, 巖石破碎,堅(jiān)硬。該橋位地層覆蓋層中各層土體天然含水量高,導(dǎo)致軟弱土層一般厚達(dá)7-9m,在河床及河灘處有時(shí)厚達(dá)12m?；鶐r破碎,軟弱夾層多,巖面起伏變化大。這些不利因素均對(duì)橋梁樁基施工造成極大困難。例如在4#墩位置的設(shè)計(jì)地質(zhì)資料與實(shí)際補(bǔ)鉆地質(zhì)資料之間差別就很大(2個(gè)鉆孔的直線(xiàn)距離6m),見(jiàn)下圖。特別是在施工初期,由于地質(zhì)條件過(guò)于復(fù)雜,地質(zhì)資料描述不夠準(zhǔn)確導(dǎo)致終孔判斷失誤,使樁基施工質(zhì)量受到嚴(yán)重影響

5、。XX橋 4號(hào)墩地質(zhì)資料（單位m)二、樁基施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及處理措施1.樁基施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題（1）對(duì)于軟弱覆蓋層認(rèn)識(shí)不足,鋼護(hù)筒下達(dá)深度不夠(約4m),當(dāng)?shù)厝鄙俑哔|(zhì)量粘土,使泥漿質(zhì)量不高,在施工過(guò)程中出現(xiàn)坍孔、擴(kuò)孔,有時(shí)也發(fā)生縮孔等現(xiàn)象,使砼用量估算不準(zhǔn)確,影響樁體砼質(zhì)量;（2）3#、4#墩位處幾根樁按設(shè)計(jì)標(biāo)高終孔后(嵌巖樁),經(jīng)抽芯發(fā)現(xiàn),樁底以下微風(fēng)化砂礫巖持力層厚不足1m,以下為中風(fēng)化夾層,導(dǎo)致樁底支承力不足;（3）在17#-21# 墩位處發(fā)現(xiàn)樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高處為極破碎的灰?guī)r及泥灰?guī)r,間或夾有泥炭層,與設(shè)計(jì)文件中地質(zhì)資料嚴(yán)重不符,使樁基終孔難以判定。2.處理措施（1）對(duì)未施工樁基采取逐

6、樁補(bǔ)鉆措施,以便逐樁了解地層情況,便于指導(dǎo)樁基準(zhǔn)確終孔;正在成孔施工的樁位,按補(bǔ)鉆地質(zhì)資料或新擬定的/ 樁基終孔原則0,由業(yè)主的地質(zhì)工程師、設(shè)計(jì)代表、橋梁專(zhuān)業(yè)監(jiān)理工程師和施工單位技術(shù)主管共同研究確定終孔標(biāo)高;（2）對(duì)于因地質(zhì)資料不準(zhǔn)確而導(dǎo)致有潛在質(zhì)量問(wèn)題的成樁,堅(jiān)決沖掉,再按補(bǔ)鉆地質(zhì)資料重新鉆孔達(dá)新確定的基巖深度終孔成樁;（3）對(duì)淤泥或軟土層厚度大的樁位,要求施工單位加長(zhǎng)鋼護(hù)筒,調(diào)制優(yōu)質(zhì)泥漿或在軟土層區(qū)使用加部分水泥的泥漿護(hù)壁,待鉆孔穿過(guò)軟土層后重新?lián)Q漿等措施,保證樁基不坍孔、擴(kuò)孔和縮孔;（4）根據(jù)前期施工情況,進(jìn)一步控制砼拌制質(zhì)量,嚴(yán)格控制砼灌注工藝,保證施工連續(xù)性及樁身砼質(zhì)量;（5）對(duì)已成

7、樁但存在質(zhì)量疑問(wèn)的嵌巖樁,采用小應(yīng)變和抽芯試驗(yàn)方法,加大檢查頻率。3.地質(zhì)破碎帶樁基長(zhǎng)度的確定由于該橋位位于斷裂構(gòu)造帶東主干斷裂,基底巖層復(fù)雜,含有夾層,巖層起伏,微風(fēng)化基巖巖面變化大,且常夾有強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖夾層,所以造成終孔時(shí)對(duì)巖層鑒別的誤導(dǎo)。為此,擬定了新的樁基終孔原則意見(jiàn),以指導(dǎo)施工。對(duì)樁位有地質(zhì)鉆孔資料控制的樁基,可按鉆孔資料確定樁的終孔標(biāo)高,并確定樁基類(lèi)別( 嵌巖樁或摩擦樁),施工過(guò)程中要詳細(xì)記錄各地質(zhì)層位的鉆(沖)進(jìn)速度及保留相應(yīng)層位的巖渣。為了解沒(méi)有地質(zhì)鉆孔控制的樁基的施工問(wèn)題,對(duì)于0#臺(tái)-16#墩地段,因巖性和巖面變化相應(yīng)較小,鉆樁過(guò)程中各地質(zhì)層位應(yīng)詳細(xì)記錄,并取渣樣,以此與有鉆

8、孔控制的樁基施工的進(jìn)尺高度及巖渣相比較,同時(shí)參照鄰近樁的施工要求,作為終孔的依據(jù)。鉆樁前應(yīng)明確樁的受力情況,區(qū)分支承樁和摩擦樁,對(duì)于嵌巖樁地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)相同時(shí)按設(shè)計(jì)標(biāo)高終孔,地質(zhì)條件有變化的要按實(shí)際地質(zhì)條件調(diào)整樁長(zhǎng),保證按設(shè)計(jì)要求嵌巖,樁底持力層厚度不小于3m。摩擦樁的實(shí)際地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)地質(zhì)資料相同或變化不大的按設(shè)計(jì)標(biāo)高予以終孔,地質(zhì)情況變化較大的應(yīng)由設(shè)計(jì)代表重新驗(yàn)算確定樁長(zhǎng),承載力不夠需改為嵌巖樁時(shí)應(yīng)由設(shè)計(jì)代表、業(yè)主確定解決。同一蓋梁下不能有不同受力類(lèi)型的樁。對(duì)有逐孔地質(zhì)補(bǔ)鉆資料的,可按實(shí)際地質(zhì)條件確定樁類(lèi); 對(duì)于無(wú)地質(zhì)補(bǔ)鉆資料、且實(shí)際地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)資料對(duì)比發(fā)生變化的情況,以先施工樁的樁類(lèi)為

9、準(zhǔn)。4.大厚度軟基段樁基施工工藝（1）根據(jù)軟基性質(zhì)加長(zhǎng)鋼護(hù)筒,在本橋位最長(zhǎng)的護(hù)筒達(dá)到16m。（2）對(duì)于稠度較大的軟塑狀淤泥層,護(hù)筒長(zhǎng)度未穿過(guò)淤泥層時(shí),可提高水頭差至 1.5m以上,以提高泥漿護(hù)壁的作用。（3）水中樁施工時(shí),施工平臺(tái)的臨時(shí)支承樁必須穿過(guò)淤泥層進(jìn)入持力層一定的深度,平臺(tái)支承力的計(jì)算安全系數(shù)應(yīng)大于2,護(hù)筒應(yīng)穿過(guò)淤泥層或砂礫層,以防坍孔、進(jìn)水和漏漿。（4）采用回旋鉆施工,減慢淤泥層鉆孔進(jìn)速,每小時(shí)不超過(guò)50cm。（5）改善泥漿質(zhì)量,鉆淤泥層采用專(zhuān)用泥漿,泥漿中摻一定比例水泥,鉆完淤泥層后,換掉用于淤泥層的泥漿,采用優(yōu)質(zhì)粘土泥漿,保證泥漿護(hù)壁質(zhì)量。（6）終孔樁后,采用換漿法清孔，并采取措

10、施,在保證鋼筋籠焊接質(zhì)量的前提下,盡可能提高鋼筋籠安裝速度。（7）改善砼灌注質(zhì)量,首批采用料斗吊裝砼灌。當(dāng)達(dá)到樁頂部位時(shí),應(yīng)確保頂部灌注落差大于4m,最后拔管前采用振動(dòng)器微振,適度提高樁頭的砼灌注高度, 及時(shí)去除泥漿,提高樁頭砼質(zhì)量。三、瞬態(tài)動(dòng)力分析的意義及應(yīng)用瞬態(tài)動(dòng)力分析展示了橋跨結(jié)構(gòu)各構(gòu)件受力隨時(shí)間的變化情況,為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的動(dòng)態(tài)受力分析提供全過(guò)程資料。對(duì)各構(gòu)件的瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)作詳細(xì)分析能得到構(gòu)件的振動(dòng)頻率、阻尼等動(dòng)力參數(shù)。瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)分析了結(jié)構(gòu)受力的波動(dòng)狀況以及動(dòng)力放大情況,這對(duì)分析鋼管混凝土拱橋的橋跨結(jié)構(gòu),特別是吊桿、橫梁、橋面板等局部構(gòu)件的疲勞與沖擊作用以及相應(yīng)規(guī)范的制定有重要的意義。瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)還可應(yīng)用于動(dòng)力檢測(cè)之中,從動(dòng)力響應(yīng)狀況來(lái)分析橋跨結(jié)構(gòu)的損傷位置和損傷的程度。四、總結(jié)XX特大橋橋位地質(zhì)條件異常復(fù)雜, 經(jīng)采取以上質(zhì)量控制措施后,樁基長(zhǎng)度變化較大,其中8根樁由嵌巖樁變更