山区人工填筑土层桩基施工技术

2016-12-16杨秀飞

黑龙江交通科技 2016年7期

关键词：漏浆钢护筒成孔

杨秀飞

(贵州高速公路集团有限公司，贵州贵阳 550000)

山区人工填筑土层桩基施工技术

杨秀飞

(贵州高速公路集团有限公司，贵州贵阳 550000)

以六盘水至威宁高速公路LWTJ-6标段，穿岩洞大桥为实例，探讨在山区人工回填较厚土层进行桩基施工中，桩基成孔工艺、钢护筒设置与下放、覆盖层钻进以及溶蚀溶槽处理等相关技术。

山区；人工回填土层；桩基成孔

1 工程概况

1.1 设计情况

穿岩洞大桥为3(4)×30 m+66.05+2×120+66.50 m先简支后结构连续T梁+预应力混凝土箱形梁连续刚构。左幅5#、右幅6#主墩墩身高131 m，承台为22.5×16.5×6 m，桩基各采用12根直径为2.5 m的桩基，桩长50 m。桩基要求进入中风化岩层的深度不小于10 m，基岩饱和单轴抗压强度不低于10 MPa。桩基推荐为机械成孔，桩基按嵌岩桩设计。

1.2 不良地质

(1)人工填筑土

在桥位左5右6区域有一人工堆积弃渣，为采煤厂、公路修建、城市建设弃渣，有为块石、淤泥等混合料，为自然倾倒，未分层碾压，呈松散堆积体，厚度达29 m。该人工堆积体正好位于桥位地势低洼谷地，为两侧山体地表水排泄通道，雨季易产生滑动。

(2)断层破碎带角砾岩

灰白色、紫红色，角砾为碳酸盐岩，胶结物主要为钙质，局部有泥质，强风化岩层岩体破碎，岩芯呈块状、砂状，厚度4.5～16 m；中风化层岩体较破碎，岩芯多呈短柱状，快状。

设计在填筑土层及破碎断层角砾岩段设置钢护筒护壁，钢护筒外径不小于φ2.7 m，壁厚采用14 mm。

2 成孔工艺选择

对人工挖孔、冲击钻孔及旋挖钻孔三种工艺进行比选，见表1，最终选择冲击钻机成孔工艺。

表1 人工挖孔、冲击钻孔及旋挖钻孔三种工艺比较表

3 施工参数的选择和控制要点

3.1 钻机平台标高(以左幅为例)

原地面标高为1 961.102 m，比承台底标高1 957.902 m高出2.2 m，选择钻机平台标高选择在1 958.902 m，主要考虑以下因素：

(1)与承台底标高越近，钢护筒用量更少；

(2)钢筋伸入承台1.2 m，便于保护钢筋少变形，同时灌注混凝土操作简便；

(3)开挖深度大，挖出土方量大，在现场弃土场弃土不便的情况下，尽早形成工作面。

3.2 场地硬化

场地回填洗煤厂废弃煤渣，雨水易风化，如在机械上面作业易成淤泥，在场地平整时，超挖50 cm，底层采用5～30 cm，15 MPa以上石渣填筑40 cm；表层在碎石铺筑10 cm，对施工场地进行硬化。对软土或回填后起“弹簧”的部位换填1.0 m左右。

3.3 钢护筒尺寸

设计钢护筒直径要求不小于270 cm，壁厚14 mm。在施工时钢护筒按直径280 cm，壁厚20 mm，主要考虑以下因素：

(1) 在回填土层需安放钢护筒，防止在钻进岩层过程中出现漏浆情况后坍塌；该地区岩溶较发育，如在钻进岩层时出现较大溶洞时，能够在再下放270 cm穿越溶洞，保证成孔时桩径满足设计要求。

(2) 在安装过程中，可能出现钢护筒变形及孔径出现缩孔的情况，钢护筒下放困难时，需要用振动锤下放，有必要增大钢护筒刚度，防止钢护筒出现较大变形。

3.4 钻孔直径

钢护筒为直径280 cm，钻孔直径达到290 cm，钻头直径不小于287 cm。穿过覆盖层和破碎带角砾层后，钻头改用250 cm。

3.5 泥浆指标

钻进覆盖层时，泥浆比重可尽量大，加强泥浆保孔作用。经检测，泥浆比重在1.37～1.44 g/cm3,没有出现塌孔的情况，钻孔比较稳定。清孔时泥浆指标需控制在1.10 g/cm3以下，含砂率在1%以下，以保证混凝土浇筑质量。

3.6 钻进速度

覆盖层钻进速度虽可达到6～7 m/d，但由于护壁稳定性差，易产生缩孔，导致钢护筒困难，需要进行2次冲孔，保证孔壁稳定，进尺速度控制在4 m/d；强风化岩层1.2～1.8 m/d；中风化岩层0.8～1.2 m/d。

3.7 钢护筒下放

钢护筒下放重量48 t，选用80 t履带吊下放。钢护筒采用2.0 m钢板在专业钢结构加工厂卷制，考虑现场运输和起吊高度，每节长度8.0 m,同时加工部分2.0 m或4.0 m/节，作为调节长度。

3.8 溶洞、溶槽、裂隙处理

在断裂带角砾岩层不同部位出现溶洞、溶槽和裂隙时，泥浆会迅速漏完。在施工前，施工场地需备足足够块片石、黄泥，准备一台50型装载机和一台挖机。一旦出现漏浆情况，操作人员立即将钻头提出地面，立即组织采取黄泥、块片石混合投入孔内，至少回填10 m，灌水保持水位为止。二次冲孔至漏浆部位时，再次回填冲击，然后正常钻进。如在同一部位再出现漏浆情况，分析出现原因，针对具体情况可回填混凝土、投放水泥袋或投入块片石、泥土反复多次冲击，直至顺利穿过为止。

3.9 水下混凝土浇筑

首封混凝土方量在9 m3，现场采取混凝土罐车连续放料，保持在14 m3。混凝土工作性能满足不秘水、不离析，扩展度控制在55 cm左右，塌落度控制20～22 cm，混凝土缓凝时间10 h，混凝土连续灌注。混凝土导管距孔底控制在40 cm左右，采用拔球法。