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淺述提高沖擊鉆在復雜土質中的成孔率
發布時間:2020-9-18 10:57:10                  點擊次數:383

2020318日,新冠疫情慢慢褪去,在政府號召復工的浪潮下,我市政集團承建的經十六路市政道路迎來正式開工。

本工程經16路位于徐州市新城區西南部,北起現狀湘江路,起點樁號為K1+373.55,終點至漢源大道,樁號為K2+843.76,道路設計全長1470.21m,紅線寬度50m,是一條南北走向的城市主干道??缇曇缓?、緯二河處各設置1-20m簡支梁板橋一座。

因道路未征遷,我項目部在甲方的要求下,先進行緯一河橋梁的施工,并初步確定71日完成橋面鋪裝。為了完成目標,項目部成員運用“頭腦風暴法”對工期的影響因素進行分析討論,一致認為樁基施工的快慢及質量將直接影響橋梁施工的進度。

本橋梁樁基礎設計為嵌巖樁,樁長平均29米,保證入巖深度不小于4米,同時地勘報告明確指出原地面向下約18米開始為強風化巖,深度為6米左右。在強風化砂巖層之下則為中風化砂巖,深度較長,勘察未揭穿。因中風化砂巖層壓縮性低、強度高,巖體基本質量等級為V級,工程勘探論證,以中風化巖層作為樁端持力層。對于嵌巖樁,在研究與探討后,我部決定使用沖擊鉆打樁機進行鉆孔施工。

為了盡快完成樁基施工,項目部采用了2臺沖擊鉆,南北各一臺進行鉆孔施工。同時進行試樁鉆孔,用一臺沖擊鉆施工,對此樁的成孔時間、具體土質、成孔效果等進行記錄和分析,作為后續施工的依據。在沖擊鉆鉆進過程中,我部技術人員定時對鉆進深度進行復測,并觀察土質,與地勘報告進行對比驗證。經過觀測,在樁機開始鉆進至深度約17.8米時,沖擊鉆導出的泥漿為灰色與褐黃色,與地勘表述的強風化巖層之上多為粉土、黏土及粉質黏土相對應,歷時約12小時:同時強風化巖導出的泥漿為灰黃~灰黑色,歷時約15小時;中風化巖層泥漿為紫紅色,歷時約20小時。地質情況與地勘報告符合。

在本次試驗鉆孔灌注樁成孔后,項目部及時進行清孔、下設鋼筋籠、二次清孔及澆筑砼,施工時沒有出現任何異常。但是在澆筑砼時,鉆孔灌注樁的混凝土方量出現異常(泥漿護壁成孔樁的混凝土充盈系數不得小于1,在一般地質中為1.1,在軟土中為1.2-1.3),此次鉆孔樁設計砼實體方量為32.8方,而實際澆筑時砼用量為47方,充盈系數竟然達到了1.43,遠超一般地質情況下的1.1。對此,項目經理緊急召開關于鉆孔樁成孔問題的討論,現場技術人員、及樁機施工人員、班組隊長參加了討論。此次砼方量異常增多,是鉆孔樁成孔問題,在激烈討論下,排除了成孔尺寸及泥漿性能等因素,一致將“矛頭”指向了土質因素?,F場技術人員及樁機施工隊提出,在邊澆筑邊用測繩復核砼方量時,發現中風化及強風化巖層澆筑砼時,混泥土方量符合充盈系數,但在強風化以上土質即17米以上時,尤其是距離樁頂8米以上時,混凝土方量異常較大,大大超出充盈系數。由此可以得出,在強風化巖層以上土質中,出現部分擴孔或者側壁裂縫及略微塌孔等成孔問題,導致砼方量超出較多。通過再次分析地勘報告,在樁頂以下約3米時為河道素填土,松散粉土、含河底淤泥;在3-8米時,為粉土,特性稍濕、韌性低。8米以上至強風化巖層為粉質粘土,韌性低,夾薄層粉土。由此得出,沖擊鉆在素填土和粉土土層沖擊施工時,對土層擾動較大,鉆孔樁成孔較差:在粉質粘土中,成孔效果雖有改善,但仍達不到成孔要求。土質的復雜性導致了成孔問題。

辦法總比困難多。對如何提高沖擊鉆在這種復雜地質下的成孔效果,我項目部展開了激烈討論。最終決定采取以下措施提高鉆孔成孔率:①巖層上土質使用小型正循環打樁機進行引孔,消除沖擊鉆在復雜地質中的強烈擾動:②更改護筒長度,由2米換成4米,消除素填土對成孔的影響。采用黏土將樁孔以下3米土質換填,原有土質較差,換填黏土能穩固護筒,防止坍塌、護筒移位。④提高泥漿濃度,使泥漿護壁厚度加大,增強成孔側壁穩定性。

在確定方案后,項目開始對措施進行落實。技術人員安排現場挖掘機在挖掉河道原有回填土及河底淤泥后,進行可塑性黏土換填,換填時將4米護筒同步埋置,分層回填可塑性黏土,專人使用用小型壓路機進行壓實,保證護筒周圍填土的壓實度?;靥詈?,平整場地,小型正循環鉆機進場,在對樁位重新放線定中心后,正循環鉆機開始鉆孔。同時調整泥漿性能,控制好土和添加劑的用量,泥漿濃度略微提高。準備就緒后,正循環鉆機開始工作。在鉆機鉆進約8小時后,正循環鉆機開始明顯地微微顫動,甚至導管略微搖晃,這說明鉆機已經觸碰到強風化巖層,鉆機鉆進吃力。此時改用沖擊鉆施工,在確保護筒沒有移動的情況下,將沖擊鉆鉆頭調整至中心,確保沒有偏位,然后將鉆頭在纜繩的控制下緩慢沉到巖層,再次進行沖擊鉆進。此過程保證了樁孔在復雜土層中的成孔效果。

最終,沖擊鉆成孔后,在進行后續準備工作后,開始澆筑混凝土。項目部人員個個翹首以望,期待最終的澆筑結果。在澆筑完強風化巖層后,技術人員用測繩測出砼頂深度,得出巖層以下充盈系數為1.08。之后開始進行巖層以上樁孔的澆筑。在澆筑完整車混凝土后,開始復測,之后在整個鉆孔樁澆筑完成后,再計算巖層以上的充盈系數。經計算得出巖層以上砼充盈系數為1.11,達到了目標要求。

有志者千方百計,無志者千難萬難!這一結果令人興奮,因為這意味著沖擊鉆在復雜地質成孔差的技術難題,在項目組齊心協力的努力下,終被攻克;這意味著后續的樁機施工有了依據與參考,后續工作還可以再次改進??傊?,這一問題的解決,對整個橋梁工程的質量和工期產生了不可忽視的效果,極大了振奮了項目部成員士氣,增強了克服困難的勇氣與信心,極大地節省了施工造價。

在我項目部齊心努力下,緯一河橋梁工程在625日完成了橋面鋪裝,提前完成了甲方給定的工期任務!


          




祥成

劉培興





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