化学泥浆_全护筒法施工钻孔灌注桩技术探讨
某南引桥钻孔桩基处于岩溶发育地带,根据设计院下要求,部分桩位存在大溶洞,须采用全护筒法施工。第一批桩基参数一览表中采用全护筒法施工的地质情况如下:
74#-D桩基:覆盖层厚0~21.5m,-10.39 ~-12.09m微风化石灰岩,-12.09~-21.49m为溶洞,内充填软塑状亚粘土,夹微风化灰岩石牙,-21.49~-31.59m微风化石灰岩,桩长34.41m。
92#-D桩基:覆盖层厚0~14m,-10.62~-11.12m微风化石灰岩,-11.12~-13.52m溶洞,-13.52~-15.22m微风化石灰岩,-15.22~-20.92m溶洞,充填流塑状亚粘土,-20.92~-25.82微风化石灰岩,-25.82~-31.34m溶洞,-31.34~-38.62m微风化石灰岩,桩长36.26m。
93#-D桩基:覆盖层厚0~14m,-10.65~-14.65m溶洞,3m无填充物,-14.65~-22.67m微风化石灰岩,桩长20.21m。
95#-A桩基:覆盖层厚0~13m,-9.48~-10.88m微风化石灰岩,-10.88~-18.68m溶洞,内充填中、细砂亚粘土,呈松散状,软塑状,-18.68~-28.48m微风化石灰岩,桩长26.62m。
95#-C桩基:覆盖层厚0~15.4m,-12.20~-14.50m微风化石灰岩,-14.50~-22.20m溶洞,内充填软塑状亚粘土,-22.20~-30.50m微风化石灰岩,桩长28.12m。
97#-A桩基:覆盖层厚0~14m,-10.80~-11.50m微风化石灰岩,-11.50~-13.90m溶洞,-13.90~-15.00m微风化石灰岩,-15.00~-20.70m溶洞,内填充亚粘土,-20.70~-28.40m微风化石灰岩,-28.40~-30.50m溶洞,无填充物,-30.50~-33.10m微风化石岩,-33.10~-33.50m溶洞,无填充物,-33.50~-40.70m微风化石灰岩,桩长37.60m。
97#-C桩基:覆盖层厚0~15m,-11.20~-17.20m微风化石灰岩,-17.20~-26.10m溶洞,内填充软塑状亚粘土,-26.10~-33.50m微风化石灰岩,桩长32.60m。
二、施工方案
针对上述七根钻孔灌注桩,采用全护筒法进行施工。根据设计院提供的地质资料,对上述七根桩基分别采取以下施工方案:
74#-D桩基:D=5000px,采用双护筒方案进行施工,外护筒长22m,d=5750px,内护筒长33m,d=220m;
92#-D桩基:D=3500px,采用双护筒方案施工,外护筒长18m,d=4500px,内护筒长35.5m,d=4000px;
93#-D桩基:D=3500px,采用单护筒方案施工,护筒长18m,d=4000px;
95#-A桩基:D=3500px,采用双护筒方案,外护筒长13.5m,d=4500px,内护筒长22.5m,d=4000px;
95#-C桩基:D=3500px,采用双护筒方案,外护筒长15.5m,d=4500px,内护筒长26m,d=4000px;
97#-A桩基:D=3500px,采用双护筒方案,外护筒长14.5m,d=4500px,内护筒长33m,d=4000px;
97#-C桩基:D=3500px,采用双护筒方案,外护筒长15m,d=4500px,内护筒长30m,d=4000px;
钢护筒加工
钢护筒加工在钢构件加工厂加工,采用厚度为12mm的钢板卷制成护筒,护筒接缝焊接采用满焊。护筒接缝、刃脚、护筒顶均用δ=12mm,宽500px的钢板进行包裹加劲焊接,确保在下沉过程中,钢护筒的局部刚度。钢护筒的长度根据设计院下发的地质钻勘图纸的溶洞的深度,覆盖层厚度进行加工。上述七根桩钢护筒数量如下:
三、施工工艺
(1)单护筒施工工艺
先冲孔接近溶洞位置,下沉钢护筒穿过溶洞,冲孔成桩浇注砼。
工艺流程:场地平整→测量放样,埋护筒→钻机就位,冲孔钻进→接近溶洞,下沉钢护筒直至溶洞底→冲孔钻进,完成钻孔灌注桩施工。
(2)双护筒施工工艺
先冲孔钻进至岩面,插入外护筒,冲孔钻进、冲破溶洞,下沉内钢护筒后,冲孔钻进至设计终孔标高,完成钻孔桩施工。
施工流程如下:双护筒钻孔施工工艺流程:场地平整→测量放样、埋护筒→钻机就位,冲孔钻进至岩面→插入外钢护筒→冲孔钻进至接近溶洞,小冲锤低冲程打穿溶洞→沉桩机下沉内钢护筒贯穿整个溶洞→钻机冲孔直至终孔标高→浇筑砼,回收外护筒。
A、外钢护筒插打施工测量工程师将桩位中心及轴线放样后,先用埋入2m长,d=6000px或者4750px的护筒,钻机就位,用直径为5750px或者4500px的冲锤冲孔钻进;当钻进至岩面时,提起钻头,用25t吊车起吊外钢护筒,插入外钢护筒,并用150kw沉桩锤振动下沉直至岩面。在振动过程中,严格控制钢护筒的垂直度容许误差在1%L内。
B、钻机就位、冲孔外钢护筒下沉到位后,开始冲孔,根据内嵌护筒的直径,选用相应的冲锤(d=5500px或者4000px)进行冲孔。当孔钻进接近溶洞时,换小冲锤,低冲程钻进,以防卡锤。溶洞冲破后,若漏浆太快,需及时补充注入泥浆,确保水头压力,避免水压力和土压力不平衡,护筒局部挤压变形。溶洞冲破后,换回正常冲锤,低冲程冲孔,将溶洞孔口直径扩大至内钢护筒直径。
C、内护筒下沉施工冲锤冲破溶洞后,将钻锤提起,用25t汽车吊将内钢护筒插入桩孔内,用150kw沉桩锤将钢护筒振动下沉,穿过溶洞,直至洞底岩面。下沉过程中严格控制钢护筒的垂直度在1%L内。
D、继续钻孔施工内护筒下沉到位后,放入冲锤,进行冲孔,直至桩基终孔标高。由于溶洞底岩面不平,出现漏浆的现象,则采用投入优质黄泥加片石,冲锤反复冲挤,将黄泥片石挤入缝隙进行封堵。当采用黄泥和片石封堵不住时,则采用浇筑混凝土进行封堵。
E、砼浇注及外护筒回收钻机冲孔达到终孔标高后,进行清孔、下钢筋笼、浇筑砼。待砼达到一定强度后,用150KW沉桩锤将外护筒拔出,回收利用。若沉桩锤无法拔除,则在外护筒上焊反力架,用千斤顶将护筒顶出,再辅于沉桩锤拔出。
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