自重濕陷性黃土地區(qū)橋梁鉆孔樁施工工藝改良

1、自重濕陷性黃土地區(qū)橋梁鉆孔樁施工工藝改良摘要：橋梁鉆孔樁在自重濕陷性黃土地區(qū)施工中，自重濕陷性黃土遇水后發(fā)生 顯著濕陷性沉降變形，其所拌制的泥漿護壁效果差，易造成鋼護筒位移、傾斜、 掉落，鉆孔樁塌孔、縮徑等質量問題，本文通過對鋼護筒、泥漿池布置和泥漿制 備進行工藝改良，有效的解決了自重濕陷性黃土地區(qū)橋梁鉆孔樁施工的質量問題。關鍵詞：自重濕陷性黃土；鋼護筒加長；鋪設塑料布；膨潤土；火堿；纖維 素制漿工程概況新建城際鐵路機場至法門寺是關中城市群城際鐵路網的重要組成部分，是陜 西省十三五重點建設項目路線全長140.145km。新建機場至法門寺線控制工 程站前工程施工XFB-TJ01標段起訖里程為DK

2、29+372.95DK32+240.75，起點為召 公鎮(zhèn)官道村、途經法門鎮(zhèn)建和村、終點為法門鎮(zhèn)斜里村，線路全長2.87km，橋梁 全長 2.290km。施工工藝改良背景本標段橋梁工程所處位置主要為自重濕陷性黃土，自重濕陷性黃土在天然狀 態(tài)下具有肉眼可見的孔隙，呈松散多孔結構狀態(tài)，孔隙比一般在1.0以上，并常 有因生物作用形成的管狀孔隙，而且垂直節(jié)理發(fā)育，以粉粒為主，富含碳酸鈣， 透水性強，干燥狀態(tài)下具有較高的強度和具有較低的壓縮性，浸水后土體結構破 壞，發(fā)生顯著濕陷性沉降變形。這種土質的鉆孔樁施工與其他土質的鉆孔樁處理 相比，施工難度大，進度慢，施工程序復雜，耗用時間長，保證良好的成樁施工 效

3、率及成樁質量非常困難。針對此種不良地質情況，為提高樁基施工現(xiàn)場質量安全管理水平，提高樁基 鉆孔樁成樁質量和作業(yè)效能，使樁基鉆孔施工更加經濟合理，降低其施工成本。 我們對樁基鉆孔施工工藝進行了改良。施工工藝改良措施鋼護筒制作與埋設本標段橋梁工程地處自重濕陷性黃土地區(qū)，土在天然含水率條件下一般具有 較高的強度，具有較低的壓縮性。但在覆蓋土層的自重壓力或者在自重壓力和附 加壓力的共同作用下，一旦受水浸濕，土的結構迅速破壞，承載力急劇降低，隨 之產生顯著的附加下沉，極易造成鋼護筒在鉆孔施工中出現(xiàn)因頂部塌陷而引起的 位移、傾斜、掉落等問題，影響樁基施工質量。為解決此類問題，我們采取將鋼護筒長度加長的方法

4、，以確保鉆孔樁成孔質 量和作業(yè)效能。圖1制作成品的加長鋼護筒傳統(tǒng)施工方法一般采用長度為1.52.5m的鋼護筒。結合施工現(xiàn)場實際情況， 本標段鉆孔樁施工所采用的鋼護筒，長度以伸入設計樁頂標高以下30cm為宜， 一般為44.5m，使用16mm20mm厚的鋼板制作，護筒內徑比鉆頭大20cm， 護筒的頂部開設12個高30cm，寬20cm的溢漿口，并設置吊環(huán)，護筒下部設 置刃角。鋼護筒采用挖孔埋設或填筑埋設，護筒埋設時，護筒頂端高出原地面50cm， 測量人員放樣確定護筒中心，護筒平面中心位置與樁中心偏差不得大于5cm，傾 斜度不大于1%。鋼護筒定位完成回填時，為確保鋼護筒位置準確，采用粘土換填鋼護筒周圍

5、自重濕陷性黃土，并分層回填夯實，防止鋼護筒出現(xiàn)位移、掉落。泥漿池布置及泥漿制備由于自重濕陷性黃土在天然狀態(tài)下具有肉眼可見的孔隙，孔隙比一般在1.0 以上，所以泥漿在孔隙比很大的自重濕陷性黃土中可能滲漏到土層中，從而導致 泥漿加固孔壁的作用較差，造成鉆孔樁塌孔、縮頸等質量問題。因此我們采取以 下措施，以提高泥漿護壁質量。.泥漿循環(huán)系統(tǒng)布置根據(jù)旋挖鉆的作業(yè)特點和地質的特性，按照一臺旋挖鉆、一個泥漿池、若干 個墩位（數(shù)量根據(jù)地形等因素確定）進行組合施工，墩位與泥漿池之間用塑料布覆 蓋的泥漿槽進行排漿，泥漿池內側鋪設塑料布，防止泥漿滲入土體污染環(huán)境。泥 漿循環(huán)系統(tǒng)布置根據(jù)現(xiàn)場和周圍環(huán)境統(tǒng)籌安排，泥漿池

6、設在墩（臺）之間。泥漿池 由制漿池、沉淀池、儲漿池組成，泥漿池頂面標高比護筒頂?shù)?.5m，以利于泥漿 回流暢通。制漿池、沉淀池、儲漿池間頂部設1m寬隔離帶，每24個墩位共用 1個泥漿池。由制漿池負責制漿，泥漿槽將鉆孔樁流出泥漿導入沉淀池，再通過 泥漿泵將沉淀池中沉淀后的優(yōu)質泥漿流入儲漿池循環(huán)使用。圖2泥漿池布置.膨潤土制漿傳統(tǒng)鉆孔施工時一般采用原狀土拌制泥漿，但在自重濕陷性黃土地區(qū)施工， 采用原狀土制漿會導致鉆孔樁成孔后孔底沉渣量大，原狀土護壁效果較差，極易 出現(xiàn)塌孔、縮孔等質量事故。針對自重濕陷性黃土的特殊地質，為確保鉆孔樁成 樁質量，我們采用以膨潤土制漿為主，火堿及纖維素輔助的制漿措施。圖

7、3膨潤土攪拌制漿（1）泥漿材料：泥漿制備采用膨潤土、火堿、纖維素制漿，配比為；水：膨潤 土：火堿：纖維素=1:0.36:0.02:0.03，例如100m3泥漿，需要100m3水，36t膨潤 土，2t火堿，3t纖維素，泥漿指標必須滿足規(guī)范要求。泥漿性能指標及參數(shù)選用：入孔泥漿比重為：1.051.15；黏度：一般地層1622s，松散易坍地層1928s；膠體率：不小于95%；含砂率：新制泥漿不大于4%； PH值：應大于 6.5。嚴格執(zhí)行工程質量三檢制”，即：自檢、互檢、交接檢三級檢查驗收制度， 對施工過程中所有工序，特別是涉及隱蔽的工序，必須嚴格進行班組自檢、技術 負責人互檢和專職質檢人員交接檢，經

8、層層檢驗合格后方可報請監(jiān)理工程師檢查， 經監(jiān)理工程師檢查合格后才能轉入下道工序施工。圖4現(xiàn)場泥漿指標檢測質量、安全保證措施嚴格執(zhí)行工程質量三檢制”，即：自檢、互檢、交接檢三級檢查驗收制度， 對施工過程中所有工序，特別是涉及隱蔽的工序，必須嚴格進行班組自檢、技術 負責人互檢和專職質檢人員交接檢，經層層檢驗合格后方可報請監(jiān)理工程師檢查， 經監(jiān)理工程師檢查合格后才能轉入下道工序施工。圖5二檢制配備的技術人員應全天候跟蹤作業(yè)，專職質檢人員應檢查到位，對不符合設 計及驗收標準要求的堅決進行整改。定期召開樁基質量分析會，由質量、技術管理和施工班組人員參加，對樁基 施工存在的質量問題進行全面分析，提出具有針

9、對性的解決措施，確保樁基施工 質量。圖6樁基質量專題會質量保證宣誓儀式嚴格控制鋼護筒制作長度，確保鋼護筒底面伸入設計樁頂標高以下30cm，對 因使用次數(shù)較多出現(xiàn)變形或損壞的鋼護筒，定期進行整修，必要時予以更換。鋼 護筒埋設時，嚴格按照要求對鋼護筒周圍采用粘土分層回填夯實，換填深度不小 于護筒刃角下0.5m，確保在鉆孔樁施工中，鋼護筒不出現(xiàn)位移、掉落及泥漿四流 等現(xiàn)象。現(xiàn)場作業(yè)人員制備泥漿時應嚴格按照配比進行拌制，并由現(xiàn)場試驗人員對拌 制完成泥漿進行檢測，合格后方可注入孔內。同時要求現(xiàn)場技術人員在鉆孔樁施 工過程中加強對泥漿指標的檢測次數(shù)，嚴格控制泥漿質量。對所有參建職工進行崗前安全教育培訓，使

10、人人熟知和掌握安全知識，始終 貫穿在施工全過程中。特殊崗位和技術工種，如安全員、質檢員、機械操作員等執(zhí)證上崗。配齊配 足勞動安全防護用品，確保施工現(xiàn)場安全防護到位。在施工現(xiàn)場設安全標志，危險作業(yè)區(qū)懸掛基坑危險、請勿靠近”、“禁止通 行”、“禁止翻越等安全警示標志。過渡道路兩端應按規(guī)定設防護欄及警告標志。實施效果通過在樁基施工中采用加長鋼護筒，避免了因自重濕陷性黃土遇水承載力降 低造成的在鉆孔施工中鋼護筒出現(xiàn)因頂部塌陷而引起的位移、傾斜、掉落等問題， 使樁基鉆孔過程中鋼護筒和孔口土體始終保持穩(wěn)定。采用以膨潤土制漿為主，火堿及纖維素輔助的制漿措施后，使樁基孔壁形成 完整的泥漿保護薄膜，解決了在自重濕陷性黃土中因原土制漿護壁效果差造成的 縮