砂砾石冲积地层钻孔桩施工.doc

砂砾石冲积地层钻孔桩施工
四建安 罗振平
一、工程概况
陇海铁路宝鸡至兰州增建二线宝天段第九标段小川渭河大桥及集村渭河大桥共有桩基122根，桩基直径分别为φ1.5m和φ1.25m，最大桩深45m。施工区域地质特点为砂砾石冲积地层，且有流砂层存在，而且部分桩基处于河道内，钻孔钻进施工较困难，钻进速度慢、易塌孔是本工程的两大特点。
二、施工顺序安排
考虑到河流季节性水位变化较大的情况，桩基施工时非雨季选先安排河道内的桩孔钻进作业。由于渭河在少雨季节水流量不大，故在工期紧张的情况下，可以考虑将河道改至已施工完桩基的桥墩处通过，为河道内桩基施工创造条件。
三、施工机具选择
根据当地的地质情况（地层为砂砾石冲积地层，且有少量漂石和孤石存在），选择采用冲击钻机进行钻孔作业。
四、施工方法
1、考虑到防止雨季到来影响河道内的钻孔施工，在雨季到来之前，采用多台冲击钻机在河道内的各墩位处同时进行桩基施工，施工时用澎润土加大泥浆稠度，增强泥浆护壁作用，防止坍孔情况出现。
2、平整场地，清除杂物，换填砂土，夯打密实。河道内的桩基先填筑钻孔平台，适当更改河道，已便钻机就位、定点及钻进。钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。桩位设计中心桩由全站仪测放。
3、钢护筒由厂家订做。埋设钢护筒前先以桩中心点为圆心，在桩位划出护筒轮廓线，据此开挖护筒坑，钢护筒安装完毕后，周围用粘土填充夯实，防止渗水。河道内的钻孔平台适当提高护筒的高度，这样可提高孔内水头高度，防止坍孔。
4、在钻孔桩的附近用两个泥浆池来满足钻孔过程中泥浆护壁的需要。
5、钻机用吊车就位，钻机平台四角用大块枕木垫平垫稳，防止钻进过程中桩机偏位。就位时钻头中心正对钻孔中心，同时用水准仪抄平钻机平台，保证钻头及其上钢丝绳垂直水平面，保证钻孔垂直，并且在钻进过程中随时检查平台的四角高程。
6、开钻前需对钻机平台、钻头中心及桩位进行必要的检查以保证孔位偏差在规范允许范围内。在钻孔过程中派专门技术人员随时认真捞渣采样、记录。
7、钻孔至设计标高后，使用外径等同设计桩径、长6米的测孔规吊入孔内检孔（测孔规用钢筋焊接而成，孔规内焊有十字支撑，以防变形）。清孔应在检孔后迅速进行，不得停歇过久，使泥浆、沉渣增多，造成清孔困难或坍孔。清孔后应在最短时间内灌注混凝土。本项目利用反循环泥浆泵进行抽浆法清孔，即在终止进尺后吸渣10~30分钟，使孔底钻渣清除干净，清孔后孔内的泥浆指标应达到规范规定的标准。
8、钢筋笼在钢筋加工场统一加工。加工时，一次加工到设计长度，较长桩可分两节制做，以利于吊装。钢筋笼在骨架固定平台上进行焊接以保证加工精度。钢筋笼运至现场后用吊车吊装入孔。吊装时，为防止骨架弯曲，应在骨架中部内绑扎两根较长圆木，在入孔时将圆木依次拆除。在主筋外侧每4米对称绑扎混凝土预制块，并在孔口放4~6根导向管，保证钢筋笼的位置准确。钢筋骨架与设计标高的偏差不得大于5cm，骨架就位后，用吊环将钢筋骨架固定在井口支承梁上。
9、导管由厂家订做，导管分节，节间用法兰、螺栓及防水胶圈联接，灌孔前对导管进行水密承压及接头的抗拉强度试验，导管安装及提升采用吊车，导管吊放时，应使位置居中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡到钢筋骨架上或碰撞孔壁。
导管就位后，混凝土灌注前，再一次检查孔底沉渣厚度，如沉渣超标，将泥浆管接到导管法兰上并将导管放低至孔底10cm，用澎润土制优质泥浆注入孔内，用泥浆泵通过导管将底部沉渣吸出，直至达到规范要求。清孔完毕后在导管上部安装锥形漏斗，漏斗用钢板焊接而成。
10水下混凝土灌注
混凝土统一在拌合站拌制，由混凝土输送车运输至孔口。为保证导管在封底混凝土中的埋置深度，在灌注前，将隔水栓（用等标号的混凝土预制而成）置于孔内水面以上0.3米左右的导管内，用钢丝悬吊固定，输送车直接将混凝土倾入漏斗内，待有足够的混凝土初存量后，剪断吊绳，隔水栓和混凝土将导管内水压走而落入井底。在灌注过程中，保证混凝土连续灌注，直至导管有足够的埋深。
在混凝土灌注过程中，随时计算所剩导管长度及探测所灌注混凝土面高程，控制导管埋深，防止导管提漏和埋管过深拔不出等事故发生。测深使用测深锤法，用测绳系重锤吊入孔内，使之通过泥浆沉淀层而停留在砼表面，根据测渑所示锤的沉入深度求得混凝土的灌注深度，进而求得导管埋入深度。导管埋深控制在2~4米，在任何情况下，不得少于2米或大于6米。拔管前，必须由2套测锤测深，防止误测。
当导管提到法兰接头露出孔口以上有一定高度，可拆除1节导管。此时，暂停灌注，先取下漏斗，重新系牢井口的导管，然后松动导管的接头螺栓，同时将起吊导管用的吊钩挂上导管，待螺栓全部拆除后，吊起拆下的导管，冲洗后放在一侧备用，然后将漏斗重新插入井口的导管内，继续灌注。
为保证灌注桩质量，灌注前要认真检查各种设备，一经灌注，必须连续进行，确保每桩的灌注时间控制在3个小时以内。
为确保桩顶质量，在桩顶设计以上应加灌一定高度，一般在50~80cm之间，以便灌注结束后，凿除此段混凝土。混凝土灌注结束后，应尽快用吊车拔出护筒。
在灌注混凝土时，每根桩要及时制做强度试块，进行标准养护。试块强度测试后，填写试验报告表。灌注过程中，灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等，指定专人进行记录。
五、根据当地地质条件确定的几个控制要点
1、在遇到流砂层时，应增大泥浆比重，提高孔内压力，减慢钻进速度，必要时用粘土做成大泥块或泥砖投下，用冲击钻头将泥块或泥砖挤入流砂层中，加强孔壁堵住流砂，达到治理流砂的作用。
2、由于地质条件较差，护筒基坑底部应夯打密实。如果钻进过程中护筒下部出现塌孔时，可将护筒拔出，挖开坍塌部位，用三合土（水泥、生石灰、粘土，比例为1：1：1）回填夯实。如果仍无法克服塌孔，可在开挖基坑底部放置海带（海带数量根据塌孔情况而定），再用三合土将海带覆盖并夯实。
3、在遇到探头石或岩石层斜面时，应回填比探头石和岩石更坚硬的并带有棱角的大石块，并高出几米，重新钻孔，利用此方法可将探头石或岩石打碎通过。