承压水钻孔灌注桩施工技术研究

　　2.3.4投粘土、碎石使孔壁坚实不塌不漏。
　　因桥位处地质情况以圆砾土为主，胶结材料少，护筒底角以下0m～4m范围内，埋深较浅，地层松散，易产生塌孔，钻孔进入到该深度，首先向孔内抛入适量粘土块及少量碎石，采用小冲程、高频率反复冲击，利用钻机的冲击作用将粘土块、碎石等挤入孔壁，增加泥浆护壁泥皮厚度，使孔壁坚固密实，同时抵消一部分承压水的压力。
　　2.4施工要点
　　综合平衡法即通过加高施工平台、加大泥浆比重使钻孔内水压大于或等于深层承压水的水压；通过加深护筒与投粘土、碎石等辅助措施阻隔浅层的承压水。其中因深层的承压水无出水口，水压较大，故高平台、大泥浆是该方案实施的关键。
　　3、钻孔桩施工
　　3.1平台填筑
　　填筑钻孔平台，填筑材料采用戈壁料，分层填筑，并进行机械压实。每层厚度不大于40cm，相应加高施工便道。为保证钻机、吊车、混凝土运输车能共同作业，平台顶部尺寸不小于22×22m。
　　3.2深埋护筒
　　准确确定桩位，并在桩位四周增设十字护桩，用于随时检查调整桩位中心。护筒中心轴线对正测量标定的桩位中心，并保证护筒竖直。9#墩-14#墩桩基护筒采用打入，护筒宜埋入河床以下3m左右。护筒底部和四周所填粘质土（在粘质土不足时，采用水泥稳定土）必须分层夯实，并且使护筒顶高出平台面0.8m以上。
　　3.3调制泥浆
　　选用膨润土、纤维素、火碱等配制优质泥浆。必要时购置重晶石材料，施工中泥浆比重严格控制，确保达到1.26以上，并根据地层地质情况及时调整泥浆性能。
　　3.4投粘土、碎石
　　护筒底角以下0m～4m范围内，采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不塌不漏。钻孔进入承压层后，首先向孔内抛入大量粘土块、碎石，采用小冲程反复进行冲击，利用钻机的冲击作用将粘土块、碎石等挤入孔壁，使孔壁坚固不塌，同时承压水流量也得到遏制。掏渣后，若孔内水位稳定则处理成功。若有承压水流出，则用粘土、碎石将钻孔回填2～3m，并用钻头夯实，待孔内水位稳定后重新进行钻进施工，直至达到要求。
　　3.5钻孔作业
　　钻机就位前，对主要机具及配套设备进行检查、维修。
　　钻孔前，按施工设计所提供的地质、水文资料绘制地质剖面图，挂在钻台上。钻进过程中经常注意地层的变化，在地层的变化处均应捞取渣样，判断地质的类型，记入记录表中，并与设计提供的地质剖面图相对照，钻渣样编号保存，以便分析备查。
　　在钻机钻进作业中，根据地质的变化，确定不同的钻进速度和泥浆比例，选用适度的进尺和泥浆比重。
　　钻机开钻及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位大于承压水位，钻机冲程由不同土质情况分别确定，采用增大泥浆粘稠度的办法保证孔壁坚实；在钻孔过程中采取各种预防措施防止卡钻、冲坏孔壁或塌孔等现象；开钻时应小冲程钻进，待钻头全部进入地层后，方可加速钻进。
　　3.6成孔检查
　　当钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，可采用笼式测孔器直接测量孔深、孔径及倾斜度，确认满足设计要求后，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。
　　3.7清孔
　　清孔时必须保持孔内水位，防止塌孔。清孔后立即检测孔底沉渣厚度，孔底沉渣厚度不得大于30cm。
　　3.8吊放钢筋笼
　　吊放钢筋骨架入孔时，下落速度要均匀，切勿撞击孔壁。钢筋笼焊接用时较多，施工前要备好足够的电焊机，钢筋笼焊接与吊放时间控制在1.5小时之内完成。
　　3.9安放导管
　　导管由管径300mm的无缝钢管组成，每节2.5m,配1～2节0.5～1.5m的短管。吊装前先试拼，并进行水密、承压试验，安放过程中注意连接牢固、封闭严密、上下成直线吊装，位于钻孔中央。
　　3.10灌注水下混凝土
　　混凝土拌和物应具有良好的和易性，在运输过程中，无离析、泌水现象，坍落度180mm～220mm；在灌注混凝土时，导管底端距孔底30cm～40cm，计算漏斗体积，确保初灌混凝土将导管埋深不小于1m。
　　混凝土灌注要连续，中途停歇时间不超过15min，使混凝土经常处于流动状态。灌注过程中,应勤测孔深、勤拆导管，导管的埋深应控制在2～6m，并作好灌注记录。最后拨导管时注意提拔及反插，保证桩芯混凝土密实度。
　　考虑桩顶含有浮渣，灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程120cm控制，以保证桩顶混凝土的质量。
　　灌注水下混凝土应在1.5小时内完成。
　　3.11桩的检测
　　所有钻孔桩桩身混凝土质量均进行瞬态激振时域、频域分析法检测。
　　3.12沉降观测
　　施工完成后，在承台上设置沉降观测点，定期进行观测，沉降观测采用精密水准仪器，观测开始日期为铺架前一周，直至沉降稳定为止，要求每两天一次，并对观测数据进行分析整理。
　　4、施工注意事项
　　4.1施工步骤
　　施工前在河谷内按确定方案于桥墩外试钻，取得初步数据后，再进行桥梁桩基施工。
　　施工中先易后难，先由河谷两侧地势较高的墩位开始施工，对每一根桩的施工流程和工序进行详细观测，并进一步总结经验，确定下一根桩的施工方案，最后施工河谷中心地带。
　　4.2平台填料
　　填料选用级配良好的戈壁料，平台顶部护筒位置夯填厚度1米的粘土，防止出现护筒透水。
　　4.3泥浆制备
　　从克孜勒河特大桥的地质资料看，现场完全不具备就地造浆条件。所有泥浆均采用膨润土制备，造浆过程中加入适量的火碱、纤维素等材料，以提高泥浆性能。泥浆比重控制在1.25～1.30。
　　新造泥浆性能指标如下表所示（每桩开孔前检测）
　　项目 比重 粘度 含砂量(％) pH值
　　性能指标 1.25～1.30 19～28秒 ＜4 7～9
　　检验方法 泥浆比重计 漏斗法 泥浆含砂率测定仪 pH试纸
　　4.4钻进时发现承压水涌出的处理
　　钻进中在有承压水从孔口涌出的情况下，用补充泥浆的方法处理效果不佳或根本无效，因为在水不断向外涌出时，孔内泥浆会进一步稀释，因此出现涌水后，应立即采用粘土回填，并冲击密实，再补充新泥浆。

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