白水溪大桥破碎地质条件下的深桩基施工技术.doc

白水溪大桥破碎地质条件下的深桩基施工技术 田德红 赵春生 王彬 （中国水利水电第七工程局六分局紫坪铺公路项目部） 摘要：本文主要介绍了白水溪大桥在破碎地质条件下的深桩基人工成孔、钻孔、水上灌注桩、水下灌注桩的主要施工技术及实际施工时遇到的难题及处理措施。 关键词：白水溪大桥 桩基 技术 措施 1 工程概况 K1032+163.25白水溪大桥位于四川岷江紫坪铺水利枢213国道库区淹没段改建工程I标段，是213国道库区淹没段改建控制性工程之一。 白水溪大桥横跨白水溪沟，沟谷呈U形，高差达50多米，沟床宽30多米。桥位区两岸斜坡地带为崩坡积块碎石土，左岸层厚9.58～21.78m，右岸层厚0～38.20m，沟床中为冲洪积堆积层漂块石土，层厚15～17.10m。下伏强风化砂岩和强、中风化碳质页岩（8～11m），岩性软弱，属软质岩类，强度和承载力低，完整性差；微风化碳质页岩（5～7m），属软质岩类，具有一定的承载力；中风化、微风化砂岩，该层厚度大，稳定性好。 白水溪大桥桥宽8.0m，上部结构为1—25m+3—40m预应力“T”型梁，下部为组合式桥台，柱式桥墩，墩高为27.5～46m，钻（挖）孔灌注桩基础，桩径1.5m，桩深28.5～42m。 2 主要施工技术 2．1 人工成孔 2003年10月1日白水溪大桥开始进行4#台的桩基人工挖孔，3#墩、0#台、1#墩也相继开挖。挖孔前先平整场地，定出桩孔位置，在孔口四周挖排水沟，搭建防雨棚。由于地质条件复杂，且渗水量较大，挖孔过程中采用空压机、风钻、风镐、发电机、潜水泵配合使用。开挖料用手动辘轳提出孔外，当开挖深度超过30m时采用电动卷扬机。每根桩基开挖时配置5个人，平均日进度1m左右。3#墩桩基在开挖深度至20m时，地质情况为碳质页岩，碳质页岩强度低，且极其破碎，渗水量大，出现了塌孔，进展缓慢。将施工循环进尺进行了调整，采用小进尺多循环施工，并且护壁砼强度及钢筋配筋率都提高。每循环开挖0.5m，桩基中部超深0.6m作为集水坑，水位低于工作面，立即进行钢筋砼护壁的施工，在砼达到一定的强度后，即进行下一循环的施工。 2．2 钻孔施工 2#墩处于溪沟旁，地下水位高，无法采用人工挖孔。根据设计单位提供的地质资料，桩基上部20m为漂石层，经过钻机选型对比，采用冲击钻成孔。 冲击钻整机就位时，提升钻头的钢丝绳中心必须与桩基中心重合。施工时首先采用钢筋砼锁口，以增加孔口的承载力。然后孔口使用钢护筒，护筒壁厚1cm，护筒内径1.7m，护筒埋深1.5m。桩孔采用泥浆护壁，人工向孔口投放粘土，反复提升钻头冲击孔口内粘土，搅拌成为泥浆。泥浆的性能指标：相对密度1.20～1.40，粘度22～30（S），胶体率≥95%，失水量≤20mL/30min，泥皮厚≤3mL/30min，静切力3～5Pa，酸碱度8～11Ph。 冲击钻机成孔工艺如下： （1）钻机就位，在埋好的护筒和备足护壁泥浆粘土后，将钻机就位，立好钻架，对准钻孔中心，固定好撑杆，就可开始冲击钻进。钻机的底座和顶端应平稳，不得产生位移和沉陷，钻架顶部的起重滑轮槽缘的铅垂线应对准护筒中心，其偏差不得大于2cm。 （2）开孔，开孔时应先在孔内灌注泥浆。如孔中有水，可直接投入粘土，用冲击钻以小冲程反复冲击造浆。 开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位（2#墩处为河中水位）1.5m～2.0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出，掏渣清后应及时补水。 在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时，可按1︰1投入粘土和小片石（粒径≤15cm），用冲击钻小冲程反复冲击，使泥浆、片石挤入孔壁。必要时需重复回填反复冲击2～3次。 开孔或钻进遇有流沙现象时，加大粘土减少片石的比例，按上述方法进行处理，力求孔壁坚实。由于开钻时冲程小，冲击力不足，可采用人工开挖，挖下之后作护壁，人工掘进困难时再用冲击钻造孔。 （3）钻进 钻进时的注意事项： 1）冲程应根据土层情况分别规定：在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中时采用高冲程（100cm），在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程（75cm）。 2）通过漂石或岩层时，如表面不平整，应先投入粘土、小片石将表面垫平，再进行冲击钻进，防止发生孔斜、坍孔事故。 3）要均匀地松放钢丝绳的长度。软弱土层每次可松绳5～8cm，密实坚硬土层每次可松绳3～5cm。 4）冲程大小和泥浆稠度应按通过的土层情况掌握。当通过砂、砂砾石或含砂量较大的卵石层时，宜采用1m～2m的中、小冲程，并加大泥浆稠度，反复冲击使孔壁坚实，防止坍孔。当通过含砂低液限粘质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用1m～1.5m小冲程，防止卡钻、埋钻。当通过坚硬密实卵石层及漂石、基岩之类土层时，可采用4～6m的大冲程，使卵石、漂石或基岩破碎，并加大泥