不良地質(zhì)條件下沖孔灌注樁施工技術(shù)

淺談不良地質(zhì)條件下沖孔灌注樁施工技術(shù)《摘要》本文文主要介紹了了泥漿護壁沖沖孔灌注樁在在不良地質(zhì)條條件下施工方方法和施工的的要點，并對對主要的施工工環(huán)節(jié)進行了了系統(tǒng)闡述。《關(guān)鍵詞》不不良地質(zhì)泥漿護壁灌注樁施工質(zhì)量控制深圳市*****號線﹙現(xiàn)更名為地地鐵龍崗線﹚起自****站，終點止止于****龍站。線路路長32.8559公里，其中中地下線長8.533公里，高架架線長21.7227公里，地面面線(含過渡段)長2.599公里。本標(biāo)標(biāo)段施工的里里程樁號為YCK266+150..00(區(qū)間路基填填挖分界點)～YCK333+162..00(愛聯(lián)站端，不不含愛聯(lián)站)，全長7.01226km。本工程不不良地質(zhì)的分分布位置主要要集中在大運運站～愛聯(lián)站站區(qū)間。筆者結(jié)合沖孔灌灌注樁施工的的經(jīng)驗，以﹙大運站～愛愛聯(lián)站區(qū)間施施工的194根﹚φ1200mmm樁徑施工為為例，談一談?wù)勗诓涣嫉刭|(zhì)質(zhì)條件下泥漿漿護壁沖孔灌灌注樁的施工工方法、和質(zhì)質(zhì)量控制，供供同行參考。一工程地質(zhì)質(zhì)及基礎(chǔ)情況況本標(biāo)段場地范圍圍上覆第四系系沖洪積（Q4al+ppl）淤泥質(zhì)質(zhì)黏土、粉細(xì)細(xì)砂、殘積土土層，下伏基基巖為泥質(zhì)砂砂巖、板巖、變變質(zhì)砂巖、灰灰?guī)r等。沿線線地層分布有有不良地質(zhì)，如如：巖溶、巖巖溶地面塌陷陷、砂土液化化及斷層破碎碎帶，給橋、梁梁樁基施工帶帶來許多不可可預(yù)測的因素素，也加大了了施工難度。本區(qū)間樁基設(shè)計計均為嵌巖樁樁，樁端持力力層為微風(fēng)化化巖層。樁孔孔直徑為φ1200～1500mmm，設(shè)計樁長長大致為24～28m之間﹙如遇到溶洞洞、斷層要穿穿過溶洞及斷斷層，樁端必必須進入設(shè)計計持力層，入入巖深度不小小于一倍樁徑徑﹚，單樁承載載力設(shè)計值為為11000T，混凝土強強度等級為C30。二.不良地質(zhì)質(zhì)條件下的施施工㈠溶洞處理根據(jù)勘察地質(zhì)資資料顯示，本本工程部分不不良地質(zhì)位置置主要集中在在奧體新城站站～愛聯(lián)站區(qū)區(qū)間，為巖溶溶地區(qū)，樁基基礎(chǔ)有溶洞，最最大洞徑高達達7.3m。對于存在在溶洞的樁基基礎(chǔ)施工，本本工程決定采采用CK—1800沖孔樁機成成孔，樁錘選選用6～8T。1、沖孔樁機成成孔⑴護筒安裝，護護筒的埋置深深度，一般情情況下，在黏黏土中不小于于1000mmm,砂土不小于1500mmm，護筒頂面面應(yīng)高出地面面300mm。護筒安裝裝后，先在護護筒內(nèi)投入粘粘土，用沖擊擊錘以小沖程程反復(fù)沖擊造造漿。沖程大大小和泥漿稠稠度應(yīng)按通過過的土層情況況掌握。沖擊擊一定時間后后，將沖擊錘錘提出，換上上掏渣筒，下下入孔底掏取取鉆渣。掏渣渣后及時向孔孔內(nèi)添加泥漿漿或清水以維維持水頭高度度；⑵沖孔檢查與測測量，沖進過過程中，經(jīng)常常檢查成孔情情況，用測錘錘檢測孔深及及樁孔傾斜度度，為保證孔孔形正直規(guī)則則，沖進中必必須經(jīng)常用檢檢孔器檢孔。還還要注意鉆渣渣撈取及判明明沖進實際地地質(zhì)情況，并并填入施工記記錄表中，并并與超前鉆提提供的資料和和地質(zhì)剖面圖圖進行核對，發(fā)發(fā)現(xiàn)不相符及及時通知甲方方、監(jiān)理和設(shè)設(shè)計人采取對對策，保證沖沖孔正常順利利進行；⑶根據(jù)沖進過程程中實際土層層情況控制進進尺快慢和泥泥漿性能指標(biāo)標(biāo)。在粘土和和軟土中，宜宜采用中沖程程沖進；在粉粉砂土、粗砂砂、粉砂巖、泥泥巖、風(fēng)化巖巖中采用大沖沖程沖進；⑷施工作業(yè)分班班連續(xù)進行，施施工過程一氣氣呵成，不得得中途停頓，如如發(fā)生故障及及時通知區(qū)間間主管工程師師，采取措施施解決；若停停止沖進時，必必須將錘頭提提起；⑸施工時必須詳詳細(xì)填寫沖孔孔施工記錄，交交接班時要向向下一班交待待沖進情況及及注意事項；；⑹在沖進過程中中，必須注意意補充水量（泥泥漿），維持持護筒內(nèi)應(yīng)有有的水頭高度度，防止孔壁壁坍塌。如發(fā)發(fā)現(xiàn)有漏水現(xiàn)現(xiàn)象，護筒內(nèi)內(nèi)水位緩慢下下降，應(yīng)首先先集中力量加加漿補水，不不得使水位急急劇下降，然然后再針對漏漏水原因進行行如下處理：：①屬于護筒漏水水時，應(yīng)用粘粘土在護筒周周圍填土加固固。漏水嚴(yán)重重時應(yīng)返工重重埋護筒；②如在沖孔時發(fā)發(fā)生孔內(nèi)水位位驟降，很可可能是遇到溶溶洞，必須進進行處理，具具體處理方法法見“溶洞處理方方法”。2、溶洞處理方方法：⑴施工前準(zhǔn)備①樁施工前根據(jù)據(jù)地勘資料對對可能有溶洞洞的樁進行超超前鉆探，詳詳細(xì)記錄地質(zhì)質(zhì)狀況、溶洞洞深度、高度度，畫圖列表表，為制定相相應(yīng)施工方案案提供詳實依依據(jù)；②對溶洞內(nèi)的填填充物進行土土工試驗，分分析其物理力力學(xué)特性，檢檢測容重、含含水量、孔隙隙率等，為注注漿參數(shù)計算算提供依據(jù)；；③根據(jù)地質(zhì)超前前鉆探資料和和溶洞內(nèi)的填填充物情況,制定出相應(yīng)應(yīng)的溶洞處理理方案、成孔孔方法及施工工措施；④對每種處理方方案，進行詳詳細(xì)的計算和和分析，并在在施工前在橋橋梁基礎(chǔ)以外外位置進行溶溶洞注漿及鉆鉆孔試樁試驗驗，取得經(jīng)驗驗數(shù)據(jù)后再組組織指導(dǎo)樁基基施工；⑤遇到大溶洞時時《溶洞高度度大于1.5M以上》，必必須報請監(jiān)理理工程師、業(yè)業(yè)主和設(shè)計單單位核查，明明確處理方案案，并報監(jiān)理理批準(zhǔn)后實施施。⑵具體處理方案案①對于封閉的比比較小的溶洞洞，采取注漿漿，提供成孔孔條件穿過溶溶洞。若洞內(nèi)內(nèi)無填充物或或填充物不滿滿，則采取先先填充碎石或或干砂，然后后注漿，若充充填物呈松散散或軟塑狀態(tài)態(tài)時，直接注注漿固結(jié)即可可，若充填物物已固結(jié)呈硬硬塑狀態(tài)時，則則可以直接沖沖孔,但需加強泥泥漿護壁；②溶洞內(nèi)無填充充物或填充物物較少需向洞洞內(nèi)填充砂子子的，選擇一一個合適的孔孔位，放入并并固定鋼套管管，將注砂管管與鋼套管相相連接，在注注漿前灌砂。根根據(jù)成樁直徑徑、圍護體積積的最小直徑徑及堆積體成成形規(guī)律，計計算填砂量。用用壓風(fēng)機將干干砂壓入，為為防止洞內(nèi)高高壓阻止灌砂砂，利用其它它孔作為減壓壓孔。待達到到計算的填充充體積,壓力穩(wěn)定時,即可停止。若若設(shè)計要求灌灌入碎石則必必須鉆一個大大孔(直徑不小于300mmm)放入鋼管并并固定，鋼管管上置碎石料料斗，碎石粒粒徑不大于20mm，投料時振振動鋼管，以以防止堵塞，填填充量控制與與填砂控制方方法相同；③對于一些溶槽槽、溶溝、小小裂隙等，沖沖孔時可采取取投放片石、碎碎石夾粘土，甚甚至投入整袋袋水泥堵塞起起到護壁作用用，保證泥漿漿不流失，使使鉆孔順利通通過巖溶區(qū)；；④對于一些較大大的溶洞，均均采用鋼護筒筒的成孔方式式。具體做法法是根據(jù)溶洞洞的高度制作作鋼護筒，將將鋼護筒用樁樁錘，打入溶溶巖至穿越溶溶洞底層至不不透水層。㈡、主要施工方方法及檢驗1.注漿施工①根據(jù)地質(zhì)情況況在每一根樁樁的中心位置置或橋墩承臺臺的四角鉆注注漿孔，鉆注注漿孔也是對對地質(zhì)情況的的進一步勘探探，通過取芯芯探明溶洞的的高度及填充充物的詳細(xì)情情況；②用注漿泵注漿漿，注漿壓力力不宜太大，控控制在0.5～1.0ＭＰａ范圍圍，具體壓力力值由現(xiàn)場試試驗確定。速速度為15～20Ｌ/ｍｉｎ，其其目的是使?jié){漿液滲透到填填充物內(nèi)(包含灌入的的砂或碎石)，然后固結(jié)結(jié)，滲透最小小直徑定為3.0ｍ，以保證證沖鉆成孔時時有足夠的固固結(jié)體。注漿漿時注漿管必必須插入填充充物的底部，然然后邊注漿邊邊緩慢上提,提管速度不不宜太快，根根據(jù)注漿速度度確定,應(yīng)使?jié)B透半半徑控制在允允許范圍內(nèi)。漿漿液選用水泥泥漿,用32.5級水泥,水泥漿配合合比為,水∶水泥=0.8∶1.0。若需用水水泥砂漿，則則配合比采用用,水∶水泥∶砂=1∶1∶0.8，若需要加加水玻璃時，水水玻璃的含量量根據(jù)現(xiàn)場試試驗確定；③單花管注漿，管管頭花管段長長度為1000mmm，孔眼直徑徑和間距根據(jù)據(jù)現(xiàn)場試孔后后確定，注漿漿管外徑為70ｍｍ，比鋼鋼套管內(nèi)徑要要小。注漿時時，通過注漿漿泵上的ＰＱＱ儀分析確定定注漿的速度度和結(jié)束時間間，壓入量根根據(jù)滲透半徑徑、固結(jié)體積積來計算，公公式為Ｑ=πＲ2Ｈβμα(1-γ)λ。式中，ＲＲ為滲透半徑徑；Ｈ為溶洞洞高度；μ為填充物的的孔隙率；α為超灌系數(shù)數(shù)；λ為地區(qū)性經(jīng)經(jīng)驗系數(shù)；γ、β為充填率與與充填系數(shù)。這這些參數(shù)和系系數(shù)可根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場試驗確定定；④為防止?jié){液流流失太遠造成成浪費,可采用間歇歇注漿方式,使得先注入入的漿液與砂砂子(或碎石)初步達到膠膠結(jié)后再注漿漿,循環(huán)注漿多多次,直至達到規(guī)規(guī)定最小注漿漿量和注漿壓壓力控制值為為止；⑤注完一個孔后后，繼續(xù)對其其余孔進行注注漿，后注漿漿的壓力必須須調(diào)高，最后后封孔。注漿漿順序由現(xiàn)場場主管工程師師根據(jù)注漿方方案掌握。2.溶洞位置樁樁的成孔①.采用沖孔方方式成孔；對對于溶洞較大大的樁，采用用鋼護筒成孔孔，我們的具具體做法是根根據(jù)溶洞的高高度制作鋼護護筒，將鋼護護筒用樁錘輕輕錘慢擊，打打入溶巖至穿穿越溶洞底層層至不透水層層。②.沖擊成孔必必須待注漿凝凝固后才能進進行，一般等等待時間為10d左右；③.為防止意外外，沖孔前備備有應(yīng)急措施施，備好材料料，一旦泥漿漿泄漏，及時時向孔內(nèi)投放放粘土、水泥泥和片石，靠靠沖擠在溶洞洞內(nèi)形成片石石夾粘土的圍圍護結(jié)構(gòu)墻，保保持孔內(nèi)泥漿漿高度，使得得沖鉆順利進進行；④.加大泥漿質(zhì)質(zhì)量和密度。采采用優(yōu)質(zhì)泥漿漿，當(dāng)缺少優(yōu)優(yōu)質(zhì)粘土?xí)r，可可在泥漿中摻摻入適量的水水泥、燒堿和和鋸末，以提提高泥漿膠體體率和懸浮能能力，其泥漿漿配合比為黃黃土∶水泥∶燒堿=1∶0.2∶0.4，鋸末按黃黃土體積的10%摻入；⑤.當(dāng)巖面的傾傾斜角度較大大時，鉆頭擺擺動撞擊護筒筒或孔壁，這這時，回填片片石，可使孔孔底出現(xiàn)一個個平面后再轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入正常沖孔孔；⑥.在接近巖溶溶地段，采取取輕錘沖擊、加加大泥漿密度度的方法成孔孔，以防卡鉆鉆和掉鉆。3.樁的成孔檢檢驗對于巖溶地區(qū)，全全巖面的正確確判斷成為本本工程成孔施施工的關(guān)鍵。影影響全巖面判判定的因素較較多，主要從從以下四個方方面來進行全全巖面的綜合合判斷：①以樁孔沖孔實實際見巖高程程開始，,至少進尺500mm后，可申報報全巖面檢驗驗，超前鉆孔孔柱狀圖揭示示的巖面高程程只能作為參參考；②查閱樁機施工工記錄，可將將基巖進尺速速度0.1～0.2ｍ/ｈ作為進入入全巖面的控控制速度；③可觀察井口鋼鋼絲繩的擺動動情況，錘頭頭觸巖面時會會出現(xiàn)輕微反反彈；④使用細(xì)目篩網(wǎng)網(wǎng)撈取巖渣,巖屑含量50%～70%,且含泥、含含砂量小于4%時，認(rèn)為入入巖。如出現(xiàn)現(xiàn)特殊情況或或判斷標(biāo)志不不明顯，意見見分歧較大時時，則采用現(xiàn)現(xiàn)場鉆探揭露露的辦法來證證實，即在樁樁孔中心四周周均勻布設(shè)4個～5個勘探孔，用用工勘鉆機﹙俗稱百米鉆﹚進行鉆探，用用觸探到的各各點巖面高程程進行比較，判判斷出全巖面面。三.混凝土土灌注過程中中特殊情況的的處理方法及及施工要點在水下砼灌注過過程中，一但但出現(xiàn)問題，應(yīng)應(yīng)立即分析原原因，采取合合理的技術(shù)措措施，及時設(shè)設(shè)法補救，冷冷靜處理，不不宜輕易中止止灌注。㈠、導(dǎo)管進水。1.主要原因①首批砼儲量不不足，安置導(dǎo)導(dǎo)管距孔底間間距過大，砼砼下落不能埋埋住導(dǎo)管底口口，以致泥漿漿從底口進入入；②導(dǎo)管接頭不不嚴(yán)或螺桿斷斷折、焊縫破破裂，泥漿從從接口或焊裂裂處進入；③導(dǎo)管提引過猛猛或測深錯誤誤，導(dǎo)管口提提離砼面。2.處理方法及及施工要點①對于第一種原原因采用提起起導(dǎo)管，重新新清孔；②對于第二種、第第三種應(yīng)進行行重新插入導(dǎo)導(dǎo)管。㈡、卡管1.原因：①初次灌筑時隔隔水栓卡管，或或由于混凝土土的各種原因因造成。處理理方法和原則則：用長桿沖沖搗和搗動導(dǎo)導(dǎo)管，或用附附著式振動器器振動，如不不落下，則必必須將導(dǎo)管提提出清孔，然然后重新安裝裝導(dǎo)管灌注混混凝土；②機械故障或其其它原因使混混凝土已初凝凝，增大了混混凝土混凝土土下落阻力，混混凝土堵在管管內(nèi)。2.處理方法及及施工要點：：啟動應(yīng)急設(shè)備，實實施應(yīng)急方案案。若混凝土土已初凝，則則拔出導(dǎo)管，停停止灌注，制制定處理方案案，報業(yè)主及及監(jiān)理審批后后予以實施。㈢、坍孔1.原因：灌注注過程中泥漿漿性能的變化化易造成坍孔孔；2.處理方法及及施工要點：：對于小坍孔，保保持加大水頭頭，防止續(xù)繼繼坍孔，若坍坍孔穩(wěn)定則恢恢復(fù)正常灌注注，加大導(dǎo)管管埋深，將坍坍孔泥砂排出出，如坍孔嚴(yán)嚴(yán)重應(yīng)立即中中止灌注，將將導(dǎo)管提出，用用粘土回填，待待坍塌穩(wěn)定后后，再商定處處理方案。㈣、埋管1.原因：導(dǎo)管管埋置過深，或或提管過猛，將將導(dǎo)管拉斷；；2.處理方法及及施工要點：：導(dǎo)管埋深不得大大于4.0m，導(dǎo)管埋入混混凝土的長度度取決于灌注速度和混混凝土的性能能，任何時候候不得小于1米，一般控控制在2－4米內(nèi)。提升不不能過猛，應(yīng)應(yīng)視現(xiàn)場實際際情況由有主主管工程師處處理。㈤.混凝土灌灌注質(zhì)量控制制1.混凝土施工工前要有有資資質(zhì)的試驗室室出具的配合合比報告，混混凝土要有良良好的和易性性，坍落度控控制在180mmm±20mmm.2.鋼筋定位，第第二次清孔完完畢，檢查合合格后，下導(dǎo)導(dǎo)管，并檢查查氣密性，長長度符合要求求，保證底端端距孔底300～500mm，最好在30分鐘內(nèi)開始始灌注混凝土土，不能停留留時間過長，以以免塌孔。第第一次灌注的的混凝土量必必須保證封底底成功。3.混凝土灌注注必須連續(xù)作作業(yè)，不能中中斷，嚴(yán)禁導(dǎo)導(dǎo)管提升過猛猛或?qū)Ч苈袢肴脒^深，造成成斷樁?；炷凉嘧⒘恳袑Ｈ擞涗涗?，混凝土灌灌注時的充盈盈系數(shù)應(yīng)控制制為≧1.05..4.灌注樁的頂頂面標(biāo)高應(yīng)比比設(shè)計標(biāo)高高高出一定的高高度，一般為為0.5～1.0m,以保證樁頭頭混凝土的強強度，多余部部分必須鑿除除。5.混凝土試塊塊留置，每根根樁留置試塊塊不得小于3組9塊、且每個個工作班不得得少于一組。四.灌注樁質(zhì)量量施工控制、檢檢查及檢測1、灌注樁施工工質(zhì)量檢查、檢檢測必須按《建建筑地基基礎(chǔ)礎(chǔ)工程施工質(zhì)質(zhì)量驗收規(guī)范范》GB502202-20002、《建筑樁樁基技術(shù)規(guī)程程》JGJ944-94、《深圳地地區(qū)基樁質(zhì)量量檢測技術(shù)規(guī)規(guī)程》SJG099-99的要求進行行；2、抽芯試驗時時，使用地質(zhì)質(zhì)鉆機取樁身身混凝土芯樣樣作抗壓強度度試驗，同時時檢查樁尖沉沉淀土實際厚厚度和樁底土土層情況。要要求鉆進深度度超過樁端進進入持力層1.2m，鉆取芯樣樣直徑為110mm。3、對進行超聲聲波檢測的樁樁，預(yù)埋超聲聲波檢測管，檢檢測管標(biāo)準(zhǔn)長長6米，外徑57毫米，接頭頭采用焊接，上上端應(yīng)高出樁樁頂50厘米，下端端用鋼板焊接接，不得漏水水，澆注混凝凝土前在管內(nèi)內(nèi)灌滿水，上上口用塞子塞塞住。每樁設(shè)設(shè)置檢測管3根。4、樁身檢測，通通常檢測承載載力采用單樁樁靜載試驗或或高應(yīng)變動測測法、而樁身身檢測一般通通過鉆芯取樣樣或低應(yīng)變反反射波法進行行檢驗，由于于沖孔灌注樁樁在地下，質(zhì)質(zhì)量問題不可可能直觀地反反映出來，抽抽樣檢測具有有局限性，靜靜載荷試驗只只能以點帶面面，數(shù)據(jù)比較較直觀，高應(yīng)應(yīng)變只能對樁樁的承載力做做出估計，小小應(yīng)變只能分分析樁的完整整性。本區(qū)間間所有沖孔灌灌注樁均采用用無破損檢驗驗方法進行了了樁身檢測，其其中超聲波檢檢測58根，低應(yīng)變變檢測194根，鉆芯取取樣15根，檢測結(jié)結(jié)果一類樁179根占總數(shù)的92.27﹪，二類樁15根占總數(shù)的7.73﹪，樁身混凝凝土強度全部部符合設(shè)計要要求，平均強強度達到35.4MMPａ，樁的承承載力大于設(shè)設(shè)計要求的1100T。五施工質(zhì)量控控制及體會質(zhì)量控制一般分分為三個階段段，即為事前前控制、事中中控制、事后后控制，在工工程施工中，筆筆者認(rèn)為事前前控制尤為關(guān)關(guān)鍵，時最為為有效的控制制手段，應(yīng)該該采取主動控控制。本工程程開工前，我我們組織相關(guān)關(guān)人員做了一一下幾方面工工作。1.熟悉設(shè)計圖圖紙，依據(jù)設(shè)設(shè)計圖紙及相相關(guān)的施工驗驗收規(guī)范和施施工組織設(shè)計計、工程勘察察單位提供的的地質(zhì)勘查報報告，編制沖沖孔灌注樁專專項施工方案案，制定泥漿漿護壁沖孔灌灌注樁施工工工藝流程，經(jīng)經(jīng)監(jiān)理單位審審批后組織實實施。2.確定合理的的沖孔施工機機械設(shè)備，以以滿足沖孔要要求。3.項目技術(shù)負(fù)負(fù)責(zé)人組織施施工技術(shù)人員員、施工操作作人員進行技技術(shù)、安全交交底使施工操操作人員充分分了解灌注樁樁的施工工藝藝特點，熟悉悉本工程的地地質(zhì)情況，掌掌握施工質(zhì)量量控制的要點點，技術(shù)要求求、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。4.施工過程中中我們主要抓抓了以下幾個個環(huán)節(jié)：①.測量定位，測測量班放線后后，由現(xiàn)場主主管工程師組組織相關(guān)人員員進行復(fù)核、校校對無誤后報報監(jiān)理審批。②.沖孔作業(yè)，連連續(xù)進行，檢檢查施工人員員施工記錄，經(jīng)經(jīng)常對沖孔泥泥漿進行檢測測和試驗，不不符合要求時時及時糾正，注注意土層變化化，在土層變變化處提取渣渣樣，進行對對比分析。始始終保持孔內(nèi)內(nèi)具有規(guī)定的的水位和要求求的泥漿相對對密度及黏度度，成孔達到到設(shè)計要求后后，及時請各各方驗孔，合合格后方可進進行第一次清清孔。③.泥漿制備，在在沖孔過程中中，為防止塌塌孔，穩(wěn)定孔孔內(nèi)水位及便便于清渣，采采用黏土制備備泥漿護壁。泥泥漿護壁是利利用泥漿與地地下水之間的的壓力差進行行護壁，以確確保護壁的穩(wěn)穩(wěn)定。在操作作中，合理的的控制不同巖巖土層中泥漿漿的指標(biāo)顯得得非常主要，本本工程泥漿性性能指標(biāo)詳見見下表泥漿參數(shù)表性質(zhì)一般地質(zhì)松散易坍地質(zhì)比重1.0～1.2251.2～1.44含砂率<8～4<8～4粘度(s)16～2219～28④.第一次清孔孔，清孔分兩兩次進行，第第一次清孔是是在沖孔達到