山區(qū)人工填筑土層樁基施工技術(shù)

楊秀飛

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550000)

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山區(qū)人工填筑土層樁基施工技術(shù)

楊秀飛

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550000)

以六盤水至威寧高速公路LWTJ-6標(biāo)段，穿巖洞大橋?yàn)閷?shí)例，探討在山區(qū)人工回填較厚土層進(jìn)行樁基施工中，樁基成孔工藝、鋼護(hù)筒設(shè)置與下放、覆蓋層鉆進(jìn)以及溶蝕溶槽處理等相關(guān)技術(shù)。

山區(qū)；人工回填土層；樁基成孔

1 工程概況

1.1 設(shè)計(jì)情況

穿巖洞大橋?yàn)?(4)×30 m+66.05+2×120+66.50 m先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁+預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁連續(xù)剛構(gòu)。左幅5#、右幅6#主墩墩身高131 m，承臺(tái)為22.5×16.5×6 m，樁基各采用12根直徑為2.5 m的樁基，樁長50 m。樁基要求進(jìn)入中風(fēng)化巖層的深度不小于10 m，基巖飽和單軸抗壓強(qiáng)度不低于10 MPa。樁基推薦為機(jī)械成孔，樁基按嵌巖樁設(shè)計(jì)。

1.2 不良地質(zhì)

(1)人工填筑土

在橋位左5右6區(qū)域有一人工堆積棄渣，為采煤廠、公路修建、城市建設(shè)棄渣，有為塊石、淤泥等混合料，為自然傾倒，未分層碾壓，呈松散堆積體，厚度達(dá)29 m。該人工堆積體正好位于橋位地勢低洼谷地，為兩側(cè)山體地表水排泄通道，雨季易產(chǎn)生滑動(dòng)。

(2)斷層破碎帶角礫巖

灰白色、紫紅色，角礫為碳酸鹽巖，膠結(jié)物主要為鈣質(zhì)，局部有泥質(zhì)，強(qiáng)風(fēng)化巖層巖體破碎，巖芯呈塊狀、砂狀，厚度4.5～16 m；中風(fēng)化層巖體較破碎，巖芯多呈短柱狀，快狀。

設(shè)計(jì)在填筑土層及破碎斷層角礫巖段設(shè)置鋼護(hù)筒護(hù)壁，鋼護(hù)筒外徑不小于φ2.7 m，壁厚采用14 mm。

2 成孔工藝選擇

對人工挖孔、沖擊鉆孔及旋挖鉆孔三種工藝進(jìn)行比選，見表1，最終選擇沖擊鉆機(jī)成孔工藝。

表1 人工挖孔、沖擊鉆孔及旋挖鉆孔三種工藝比較表

3 施工參數(shù)的選擇和控制要點(diǎn)

3.1 鉆機(jī)平臺(tái)標(biāo)高(以左幅為例)

原地面標(biāo)高為1 961.102 m，比承臺(tái)底標(biāo)高1 957.902 m高出2.2 m，選擇鉆機(jī)平臺(tái)標(biāo)高選擇在1 958.902 m，主要考慮以下因素：

(1)與承臺(tái)底標(biāo)高越近，鋼護(hù)筒用量更少；

(2)鋼筋伸入承臺(tái)1.2 m，便于保護(hù)鋼筋少變形，同時(shí)灌注混凝土操作簡便；

(3)開挖深度大，挖出土方量大，在現(xiàn)場棄土場棄土不便的情況下，盡早形成工作面。

3.2 場地硬化

場地回填洗煤廠廢棄煤渣，雨水易風(fēng)化，如在機(jī)械上面作業(yè)易成淤泥，在場地平整時(shí)，超挖50 cm，底層采用5～30 cm，15 MPa以上石渣填筑40 cm；表層在碎石鋪筑10 cm，對施工場地進(jìn)行硬化。對軟土或回填后起“彈簧”的部位換填1.0 m左右。

3.3 鋼護(hù)筒尺寸

設(shè)計(jì)鋼護(hù)筒直徑要求不小于270 cm，壁厚14 mm。在施工時(shí)鋼護(hù)筒按直徑280 cm，壁厚20 mm，主要考慮以下因素：

(1) 在回填土層需安放鋼護(hù)筒，防止在鉆進(jìn)巖層過程中出現(xiàn)漏漿情況后坍塌；該地區(qū)巖溶較發(fā)育，如在鉆進(jìn)巖層時(shí)出現(xiàn)較大溶洞時(shí)，能夠在再下放270 cm穿越溶洞，保證成孔時(shí)樁徑滿足設(shè)計(jì)要求。

(2) 在安裝過程中，可能出現(xiàn)鋼護(hù)筒變形及孔徑出現(xiàn)縮孔的情況，鋼護(hù)筒下放困難時(shí)，需要用振動(dòng)錘下放，有必要增大鋼護(hù)筒剛度，防止鋼護(hù)筒出現(xiàn)較大變形。

3.4 鉆孔直徑

鋼護(hù)筒為直徑280 cm，鉆孔直徑達(dá)到290 cm，鉆頭直徑不小于287 cm。穿過覆蓋層和破碎帶角礫層后，鉆頭改用250 cm。

3.5 泥漿指標(biāo)

鉆進(jìn)覆蓋層時(shí)，泥漿比重可盡量大，加強(qiáng)泥漿?？鬃饔谩＝?jīng)檢測，泥漿比重在1.37～1.44 g/cm3,沒有出現(xiàn)塌孔的情況，鉆孔比較穩(wěn)定。清孔時(shí)泥漿指標(biāo)需控制在1.10 g/cm3以下，含砂率在1%以下，以保證混凝土澆筑質(zhì)量。

3.6 鉆進(jìn)速度

覆蓋層鉆進(jìn)速度雖可達(dá)到6～7 m/d，但由于護(hù)壁穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生縮孔，導(dǎo)致鋼護(hù)筒困難，需要進(jìn)行2次沖孔，保證孔壁穩(wěn)定，進(jìn)尺速度控制在4 m/d；強(qiáng)風(fēng)化巖層1.2～1.8 m/d；中風(fēng)化巖層0.8～1.2 m/d。

3.7 鋼護(hù)筒下放

鋼護(hù)筒下放重量48 t，選用80 t履帶吊下放。鋼護(hù)筒采用2.0 m鋼板在專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)加工廠卷制，考慮現(xiàn)場運(yùn)輸和起吊高度，每節(jié)長度8.0 m,同時(shí)加工部分2.0 m或4.0 m/節(jié)，作為調(diào)節(jié)長度。

3.8 溶洞、溶槽、裂隙處理

在斷裂帶角礫巖層不同部位出現(xiàn)溶洞、溶槽和裂隙時(shí)，泥漿會(huì)迅速漏完。在施工前，施工場地需備足足夠塊片石、黃泥，準(zhǔn)備一臺(tái)50型裝載機(jī)和一臺(tái)挖機(jī)。一旦出現(xiàn)漏漿情況，操作人員立即將鉆頭提出地面，立即組織采取黃泥、塊片石混合投入孔內(nèi)，至少回填10 m，灌水保持水位為止。二次沖孔至漏漿部位時(shí)，再次回填沖擊，然后正常鉆進(jìn)。如在同一部位再出現(xiàn)漏漿情況，分析出現(xiàn)原因，針對具體情況可回填混凝土、投放水泥袋或投入塊片石、泥土反復(fù)多次沖擊，直至順利穿過為止。

3.9 水下混凝土澆筑

首封混凝土方量在9 m3，現(xiàn)場采取混凝土罐車連續(xù)放料，保持在14 m3。混凝土工作性能滿足不秘水、不離析，擴(kuò)展度控制在55 cm左右，塌落度控制20～22 cm，混凝土緩凝時(shí)間10 h，混凝土連續(xù)灌注?；炷翆?dǎo)管距孔底控制在40 cm左右，采用拔球法。

4 總 結(jié)

在前期施工，由于受現(xiàn)場條件施工，鉆孔過程中由于漏漿出現(xiàn)塌孔，鋼護(hù)筒下放困難、下放不到位，個(gè)別孔樁漏漿有多達(dá)8次的情況，經(jīng)過不斷總結(jié)完善施工參數(shù)，孔樁都能夠順利完成，經(jīng)成孔檢查，質(zhì)量均達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。對山區(qū)橋梁樁基，特別人工填筑層及類似地質(zhì)情況成孔具有一定參考意義。

2016-05-06

楊秀飛(1966-)，男，工程師，主要從事項(xiàng)目質(zhì)量進(jìn)度管理方面工作。

U443.15

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1008-3383(2016)07-0128-02