黄土高原地区水下钻孔灌注桩成孔质量通病及控制处理措施.docVIP

黄土高原地区水下钻孔灌注桩成孔质量通病及控制处理措施 摘 要：本文结合西固黄河特大桥的施工过程，简要阐述了黄土高原地区水下钻孔灌注桩施工中存在的问题及质量控制措施，为后续其他工程的施工具有一定的指导及参考意义。 关键词: 钻孔桩施工，地下水处理，卵石层塌孔，泥浆护壁，质量控制，处理措施 引言 近几年来，随着城市发展的需要，新建高架公路桥、铁路桥也越来越多，兰州作为一个沿黄河发展的城市，且地处黄土高原，地质条件极为复杂。桥梁施工中常用的最为基础形式为钻孔灌注桩基础，而水下钻孔灌注桩施工更加困难，故黄土高原地区的水下钻孔灌注桩施工技术迫切地需要总结和提高，以满足施工需要。 1 工程概况 西固黄河特大桥工程自寺儿沟附近起，与既有兰新线并行，依次跨越西固城货场专用线、西固西路、兰化302厂牵出线、石岗车站西咽喉，沿石岗站北侧向东，跨越兰化油库线后进入鑫港物流园，经南滨河路后跨越黄河主河道，到红山顶止，大桥全长5837.89延米。 本桥位于兰州市西固区和安宁区境内，西固区、安宁区各在黄河南北两岸，桥址区主要为黄河一级阶地，该段黄河一级阶地宽300～4000mm，河床宽150～300m，接地表层为黄土覆盖，地势平坦、开阔，地表建筑物密集，厂房林立，市政道路发达。 桥址处涉及地层：第四系全新统杂填土，冲积粉土、砂质黄土、粉、细砂、粗圆砾石、卵石土、基底为第三系中新统泥岩夹砂岩，砂岩夹泥岩局部夹有砾岩，地质条件较为复杂。 本桥基础形式主要为钻孔灌注桩基础，桥址区地表沟谷内有常年流水，流量季节性变化较大。在钻孔桩基础施工过程中，特别是黄土高原地区的水下钻孔灌注桩施工，因地质条件等原因极易发生卵石土坍孔、桩位偏斜、缩孔、掉钻等一系列质量同病。 2 黄土高原水下钻孔灌注桩质量通病控制处理措施 2．1 质量通病一：钻进中卵石土坍孔 在黄土高原地区，因为地质条件等原因，在钻孔灌注桩钻孔过程中，如果钻孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，就表示该桩位已坍孔。此时，出渣量显著增加而不见钻头进尺，但钻孔负荷显著增加，泥浆泵压力突然上升，容易造成憋泵。一旦坍孔，钻孔便无法正常进行，易造成掉钻、埋钻事故。 控制处理措施： ⑴在冲积粉土、砂质黄土、粉、细砂、粗圆砾石、卵石土等地质条件下中钻孔时，应选用较大比重，粘度的泥浆。一般选用优质黄泥制作黄泥浆，要求黄泥中不得含有沙石等杂质，塑性指数大于22。并放慢进尺速度(钻孔进尺的平均速度一般控制在6-7米/h为宜)，也可投入粘土掺片石或卵石，低锤冲击，将粘土膏、片石卵石挤入孔壁稳定孔壁。 ⑵根据不同地质情况，调整泥浆比重，确保泥浆具有足够的稠度，确保孔内外水位差，维护孔壁稳定。黄泥浆的比重控制在1.25～1.30左右，数量不少于单桩桩孔体积的2倍。施工中实践证明：高质充足的黄泥浆是确保钻孔灌注桩施工质量的关键之一。钻孔深度在桩位上段6～7米时，可不必向井孔内输入高压水，让钻渣自然形成浓稠的低质泥浆护壁，特别是护住护筒底脚处的井壁(这一位置最易坍塌)。 ⑶清孔时应指定专人负责补水，保证钻孔内必要的水头高度，中段6～7m可输入高压水承压清孔。下段6～7m输入黄泥浆，如此作法，既有效地保证了施工质量，又节省了费用较高的黄泥用量。 ⑷如果在钻进中发生孔口坍塌，可立即拆除护筒并采用砾岩、片卵石等回填钻孔，重新埋设护筒再钻。坍孔部位不深时，可用深埋护筒法，将护筒周围土夯实填密实重新钻孔。 ⑸发生孔内坍塌时，判明坍塌位置，回填砂和粘土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1～2m。如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。 2．2 质量通病二：钻孔偏斜 在黄土高原施工时，有时会因为地质构造不均匀、水中钻孔平台回填不均匀或者钻机安装时支撑不好等原因，造成钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现垂直桩不竖直，斜桩斜度不符合要求或桩位偏离设计桩位等情况。钻孔偏斜会会使灌注桩施工时钢筋笼难吊入，或造成桩的承载力小于设计要求。 造成钻孔偏斜的原因大致有五个方面：①钻孔中遇有较大孤石或探头石；②在有倾斜度的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进，或在粒径大小悬殊的卵石层中钻进，钻头受力不均；③扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；④钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷；⑤钻杆弯曲，接头不正。 控制处理措施： ⑴安装钻机时要使转盘，底座水平，起重滑轮轮轴，固定钻杆的卡孔和护筒中心三者在一条竖直线上。并经常检查校正。 ⑵由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大，必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水笼头，使其沿导向架向中钻进。 ⑶钻杆、接头应逐个检查，及时调正，发现钻杆弯曲，要用千斤顶及进调直。 ⑷在有倾斜的软硬地层中钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，或者回填片石、卵石冲平后再钻。 ⑸在钻孔时，如发现有稍许偏斜，可在偏斜处吊住钻头上下