特厚粉砂层钻孔桩成孔施工工艺.doc

特厚粉砂层钻孔桩成孔施工工艺 摘 要：本文从泥浆制备、钻孔过程控制、钢筋笼的加工制作和水下砼灌注等方面介绍了砂层成孔施工工艺，在需要注意的方面阐述了成桩的关键。 关键词：特厚粉砂层、钻孔桩、施工工艺 1 工程概况 京沪高速铁路无锡东桥段在DK1215+033.11～DK1215+131.21段（353#墩～356#墩），共有钻孔灌注桩40根，桩径φ1.0m，桩长为63～68m，地质情况复杂，成孔困难。 2 地质情况 本段地层工程地质参数，见下表： 地层编号 层顶标高m 地 层 描 述 (2)1 1.61 黏土 (2)2 -6.60 粉砂 (3)1 -38.59 粉土 (4) -44.89 粉土 (4)1 -51.09 粉质黏土 (5)1 -55.09 粉砂粉土 (6)1 -60.09 粉质黏土 (7) -73.99 粉土 (7)1 -83.49 粉土 通过对钻孔桩钻碴取样分析，实际地质情况与设计相符，粉砂层厚度达到32m。 3 工程特点及难点 ⑴ 桥梁桩基为摩擦桩，必须采用反循环施工工艺，成孔风险大； ⑵ 桥梁桩基原地面为鱼塘，下有2m厚的淤泥，常年被水浸泡，采用筑岛围堰，基础软弱，成孔质量难以保证； ⑶ 桥位地层有32m粉砂层，护壁要求高，坍孔漏浆风险大； ⑷ 桩基长度大，钻孔垂直度控制难度大，钢筋笼与孔壁摩擦刮坏护壁，坍孔风险随之增大； ⑸ 桩基深度大，对水下砼灌注工艺要求高。 4 总体施工工艺的确定 此段原始地貌为鱼塘，利用承台开挖的土方进行围堰筑岛，从便道往外扩至承台外边2m位置，并使用机械碾压整平。 在承台之间开挖泥浆沉淀池和泥浆循环池，沉淀池的大小根据桩长和桩径，并考虑充盈系数后确定其容量大小，其泥浆容量为桩基体积的2倍以上，以满足反循环施工工艺要求。泥浆循环从沉淀池经沉淀后流入循环池，再流入护筒内，钻碴经过钻杆从孔底吸出流入沉淀池，完成泥浆的循环过程。 护筒采用钢护筒，由于池塘内淤泥深，在护筒底与周边土层交界处容易发生坍塌和漏浆现象，把护筒加长到5m，人工开挖护筒口，机械压入。在埋设护筒之前放样，埋设之后复查，保证护筒位置和倾斜度。 钻孔机械采用GPS-220型回旋钻机，钻头采用三叶锥形钻头，在地质条件复杂的情况下，为了保证钻孔质量，钻头直径比桩径加大8cm，以保证探笼的顺利到底。钻进过程中严格控制钻进速度，保证泥浆护壁质量。 成孔后提钻过程中在粉砂层段经常出现缩孔现象，加大泥浆比重，在缩孔段反复扫孔，在缩孔段满足要求后再对整孔进行重新下钻扫孔，清空达到要求后报请监理提钻并下钢筋笼。 导管采用φ0.3m内径新导管，垫圈全部采用新垫圈，并做好水密试验，保证导管不漏浆。导管最底下距离孔底0.3m左右，最大不能超过0.5m，以保证桩底混凝土灌注质量。在灌注之前首先计算好首盘混凝土方量，灌注过程中及时提拔导管，在提导管之前必须测量导管埋深，不得因为扩孔灌注而凭借经验拔出导管造成断桩的事故发生。 5 关键施工工艺 5.1 泥浆的制备 对于粉砂层钻孔施工，泥浆的制备非常关键。 施工管段承台开挖土质大部分为黏土，作为制备泥浆的材料。造浆采用在护筒内利用钻头转动（但不钻进），往护筒内加入黏土、碱和水，搅拌后再吸出到泥浆池内，待泥浆能满足反循环工艺要求时，再进行钻进。在钻进过程中，如遇到特殊情况须采取其他措施增加泥浆比重，如采取加水泥、黏土、稻草、碎麻袋之类的，增加水头差，增强护壁。 泥浆的指标要求：泥浆比重入孔为1.05～1.1g/cm3，钻进过程中比重为≤1.4 g/cm3，清孔泥浆比重为≤1.1 g/cm3。黏度一般地层为16～22s，松散地层为19～28s。含砂率钻进过程中≤4%，清孔为≤2%。胶体率不小于95%。 5.2 钻孔工艺控制 ⑴ 护筒埋设之前先测量放样，放出中心点并做好护桩，由于地质原因，护筒加长到5m，埋好护筒后复查中心位置、垂直度、标高，由测量人员报监理工程师验收埋设情况。 ⑵ 钻机就位时，钻头中心与护筒中心准确定位。钻机的基础采用15×15cm方木垫平，保证钻机的稳定。钻盘和钻杆用水平尺检查水平度和竖直度，自检合格后报请监理工程师验收。 ⑶ 钻孔前先把桩基的地质剖面图绘制好并下发到作业班组，根据不同的地质情况，采取不同的钻进速度。在护筒以下5m范围内，采取低速、大泥浆量、稠泥浆钻进，形成坚固的泥浆护壁，防止发生先扩孔后缩孔的现象。当穿过特厚粉砂层时，往孔内投放黏土和水泥，低速钻进，在钻进过程中钻管上下扫孔，同时保持空内水头，保证孔内泥浆浓度和护壁质量。 ⑷ 对于黏土层，采取低钻压、低转数钻进，并控制进尺，避免粘钻和糊钻。 ⑸ 钻机在钻进过程中应保持足够的钻压力，每次加钻杆之前上下扫孔，钻杆垂直度每次必须测量，保证成孔的垂直