XXX高速公路-XXX特大橋主橋7#墩基礎(chǔ)采用φ1.8米的鉆孔灌注樁,左右幅橋共18根鉆孔樁,設(shè)計樁底標(biāo)高-80.0米,樁頂標(biāo)高為1.8米,采用摩擦樁。
墩位處水文、地質(zhì)情況為:橋址水文特征既受逕流作用,也受潮流影響,靈江潮汐為不規(guī)則半日潮,漲潮流速1.8~3.6m/s,落潮流速1.5~2.3 m/s,最高潮位6.45 m,最低潮位-2.83m,一般潮位4.32m,一般低潮位-1.90m,一般高潮位5.00m。X#墩上部土層主要為淤泥質(zhì)土,下部以卵、碎石土為主,含漂石或塊石,底部為風(fēng)化凝灰?guī)r,基巖面標(biāo)高可達(dá)-91.1m。河床面至-13.4m為粉砂,-13.40m至-28.20m為淤泥質(zhì)粘土,-28.20m至-87.00m為含量50~80%的卵碎石層,部分卵石粒徑大于30cm。
根據(jù)地質(zhì)勘察報告提供的地質(zhì)資料和實際施工情況,認(rèn)為該墩位處的地質(zhì)特征屬超深厚、大粒徑、高含量卵碎石地層,鉆孔過程中極易造成坍孔,且成孔后擴(kuò)孔率非常大。
雖然我單位采取了一系列嚴(yán)格的技術(shù)措施,采用CJF-20和KPG-3000型鉆機(jī)聯(lián)合鉆孔施工,但由于地層中卵石含量太高,粒徑超大,層厚超深。在成孔過程中無法形成有規(guī)則的孔壁,擴(kuò)孔很大,泥漿無法起到護(hù)壁作用,在最初開鉆的9個孔中成樁4根,有三根樁沖擊鉆鉆至-40m至-50m左右坍孔,一根至-72.3m坍孔,一根鋼筋籠安裝完準(zhǔn)備清孔時坍孔,在成孔過程中每根樁均出現(xiàn)嚴(yán)重漏漿,大卵石難以破碎而堵鉆桿、孔壁坍塌等嚴(yán)重問題不斷發(fā)生,成孔概率很低,施工風(fēng)險很大。
后來,為了解決漏漿嚴(yán)重、易坍孔現(xiàn)象,對該特殊地質(zhì)問題專門成立技術(shù)小組,進(jìn)行深入細(xì)致的研究,發(fā)現(xiàn)采取對地層進(jìn)行鉆小孔注水泥漿加固效果較好。
注漿孔布置:在鉆孔樁中心位置布置一根鉆至-70.0至-80.0m高程的注漿孔,另在鋼護(hù)筒外側(cè)約0.5m處對稱布置兩根鉆至-50.0高程的注漿孔。
鉆小孔鉆機(jī)的選擇:根據(jù)注漿孔要穿透含大塊石、漂石易坍孔的高含量卵石地層,必須選擇大扭矩、超鉆深的大型工程地質(zhì)鉆機(jī),選用鉆巖深度可達(dá)1000米的JY-1000型的地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行注漿孔的鉆探。
注漿孔鉆孔施工:首先插打內(nèi)徑10cm、壁厚6mm以上的鋼套管至-25m左右,保證鋼管垂直度在5‰以內(nèi),起鉆小孔導(dǎo)向作用及避免泥水進(jìn)入鋼護(hù)筒,利用JY-1000型工程地質(zhì)鉆機(jī)配置金剛石鉆頭和加強(qiáng)鉆桿(鉆頭直徑大于鉆桿直徑5-10cm),在鋼管內(nèi)鉆小孔,當(dāng)鉆機(jī)扭矩達(dá)到最大時,停止鉆進(jìn),利用鉆桿先注漿待水泥漿終凝后再繼續(xù)鉆進(jìn)(注漿后,卵石層不易坍孔、分層注漿可以減少上部已注漿的卵石層對鉆桿的阻力)直至達(dá)到需要的深度,一般鉆至-80米需分二次完成,鉆孔的全過程均利用注漿機(jī)向鉆桿內(nèi)注入江水循環(huán)以防止鉆頭鉆進(jìn)中堵管。
注漿施工:首先選用具有3.0~5.0Mpa壓力的雙液壓注漿機(jī)和3~5m3/h攪拌量的攪拌機(jī),根據(jù)試驗配制水泥漿,水灰比為0.6,為方便施工,降低水泥漿注入卵石后的強(qiáng)度,加入適量的膨潤土,摻量為水泥的30%,7天強(qiáng)度為10Mpa左右,注漿時利用鉆桿從下往上注入水泥漿,水泥漿由鉆頭的出漿口噴出,注漿量一般為2.0~3.0m3/m。
注漿效果:卵石層注入水泥漿后,使卵石層形成具有一定強(qiáng)度的固結(jié)層,在具體鉆孔過程中,克服了漏漿、坍孔現(xiàn)象,卵石破碎比例增大,堵管現(xiàn)象大為減少,擴(kuò)孔率降低30%左右。
參考文獻(xiàn):XXX特大橋設(shè)計、施工及地質(zhì)資料
《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ041-2000)
《橋涵》(鐵道部第三工程局主編)