水下卵石地層旋挖鉆孔樁成孔施工工藝研究

高培成

【摘? 要】穿越長江中下游地區(qū)的某特大橋多處水中橋墩采用旋挖鉆進行施工，該區(qū)域水流湍急且樁基持力層位于卵石地層，極易發(fā)生工程事故。因此選取在68#墩附近進行旋挖試樁，總結(jié)出一套針對性強、行之有效的卵石地層旋挖鉆鉆孔樁施工方法，對旋挖鉆孔過程中存在的問題進行分析，提出成孔質(zhì)量控制關(guān)鍵點，為相類似工程提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】旋挖鉆;卵石地層;質(zhì)量控制

引言

某大橋全長1150m，穿越長江中下游區(qū)段，其中多個橋墩位于水流湍急區(qū)域，且該區(qū)域下部地層中的卵石層較厚，為樁基的持力層。多個墩臺的樁基采用旋挖鉆成孔工藝施工，在富水卵石地層中采用旋挖鉆孔存在較大的成孔風(fēng)險，其質(zhì)量難以得到保證。因此需選取合理的位置進行旋挖試樁，形成一套針對性強，施工效率高且安全的施工工藝尤為重要。

綜合考慮場地、施工便利性及材料運輸?shù)葐栴}，本次試樁選在68#墩鉆孔平臺東側(cè)進行，如圖1所示。68#墩鉆孔平臺已經(jīng)施工完成，為試樁提供了施工場地。根據(jù)地質(zhì)勘察報告，68#墩從-33.2m開始為卵石土地層，層厚較大，具備代表性。

1. 施工準(zhǔn)備及計劃

當(dāng)前場地硬化已基本結(jié)束，道路暢通;68#墩鉆孔平臺已搭設(shè)完成。目前項目部相關(guān)技術(shù)人員已經(jīng)到位，項目總工全程監(jiān)督指導(dǎo)，第2工區(qū)負責(zé)具體工作的實施，測量隊全程監(jiān)控，試驗室對泥漿及混凝土性能指標(biāo)進行現(xiàn)場控制，電工全程配合。

材料方面，水泥、砂石料以及用于造漿的膨潤土、PAM、純堿均已進場且備料充足，C30砼已完成試配工作;施工用水考慮當(dāng)?shù)厮|(zhì)不滿足施工需要、項目水源協(xié)調(diào)工作暫未完成，試樁用水采用罐車外運。

項目部在前三次試樁施工中不斷總結(jié)、調(diào)整，初步確定了符合卵石地層鉆孔樁施工需要的泥漿配比。本次試樁采用6月21日第三次試樁最終使用的配比，組分及其比例如表1所示。

考慮新制膨潤土泥漿3小時后就有一定的溶脹性，不足以滿足卵石層旋挖施工的要求，必須存放24小時，經(jīng)充分水化溶脹后方能使用。68#墩樁基設(shè)計方量為132.5 m3，取擴孔系數(shù)1.2，考慮20%的泥漿損耗，需要190.8 m3的泥漿。因此，現(xiàn)場制備200 m3泥漿，以保證試樁施工的順利進行。

2. 試樁成孔流程

（1）護筒打設(shè)。護筒打設(shè)的原則為：在保證鉆機施工安全的前提下盡量遠離樁位。打設(shè)控制頂標(biāo)高為7.4m，比平臺頂面低10cm，由此反算的護筒底標(biāo)高為-15.6m，進入粘土層2.2m。護筒搭設(shè)完畢后將其以平聯(lián)與周圍的4根鋼管樁連接，使其形成整體從而具備足夠的剛度。

（2）成孔。開鉆前進行設(shè)備檢修、人員培訓(xùn)與準(zhǔn)備、泥漿循環(huán)系統(tǒng)等材料準(zhǔn)備，并備有可靠的自發(fā)電系統(tǒng)和滿足要求的混凝土供應(yīng)。鉆進過程嚴(yán)密觀測潮水高度，隨時注意補充漿液，維持孔內(nèi)的水頭高度?？變?nèi)泥漿面任何時候均應(yīng)高于水面1.5～3m。

（3）鋼筋加工及安裝時間模擬。因項目鋼筋加工場地尚未建設(shè)完成，試樁不再下放鋼筋籠，僅以素砼進行灌注。成孔后留置6個小時再進行灌注，用以模擬鋼筋籠的下放。

（4）灌注混凝土。擬采用試驗室最佳試配方案的海工C30砼進行試樁的灌注;砼灌注由汽車泵配合砼罐車進行，灌注前在拌和站附近的空地對導(dǎo)管進行密水試驗。

3. 注意事項

陸地樁試樁時發(fā)現(xiàn)，本地區(qū)部分卵石層存在粒徑大、不夾泥等特點。針對該情況，結(jié)合前三次試樁的經(jīng)驗，在水中樁試樁施工中須特別注意以下事項：

（1）鉆進到卵石層時向孔內(nèi)添加粘土;鉆頭下放后先進行反轉(zhuǎn)，一方面使粘土嵌入卵石層，另一方面增大泥漿比重，確保護壁良好。

（2）鉆進過程中，提鉆及下鉆頭的速度應(yīng)緩慢。

（3）嚴(yán)密觀測孔外水位，根據(jù)潮水漲落及時調(diào)整孔內(nèi)漿面高度。

（4）鉆進到卵石粒徑較大的地層時，減小鉆進量，至鉆頭1/3容量即提鉆，不可滿鉆。

4. 結(jié)論

本文通過對水中卵石地層旋挖鉆施工過程中成孔施工的現(xiàn)場試驗環(huán)節(jié)，結(jié)合實際工程對試樁過程中存在的問題進行了分析，為相類似工程提供借鑒。

參考文獻：

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50-2011）

[2]《港口工程樁基荷載規(guī)范》（JTS 144-1-2010）

[3]《鋼-混凝土組合橋梁設(shè)計規(guī)范》（GB50917-2013）

[4]《港口工程樁基規(guī)范》（JTJ254-98）