复杂岩层地质冲击成孔质量控制

1、复杂岩层地质冲击成孔质量控制1、概述1.1 工程概况琅岐闽江大桥及接线工程I合同段主桥边辅墩及引桥桩基 桩径为180cm；钻孔桩均按柱桩设计，要求桩底进入微风化岩不 小于 1.5 倍桩径，且沉渣厚度不得大于 5cm。通过方案比选，主桥边辅墩及引桥 1.8m桩基采用成本较低、破碎高强度岩层效果较好的冲击钻机冲击成孔施工工艺。1.2 水文、气象条件1.2.1 水文条件 场地地下水类型主要为浅部填土中的上层滞水， 中部中砂层 中的孔隙承压水，以及基底不同风化程度岩层中的孔隙 -裂隙承 压水。地下水埋深0.503.10米，赋存于基地不同风化程度花岗 岩构造系中的岩层空隙 - 裂隙承压水，各含水层存在直

2、接水力联 系，由于风化程度不同，风化孔隙裂隙率和连通性差异较大，总 体透水性较弱，富水性也较弱。1.3 地质条件1.3.1 地层地质情况 本区段位于大桥亭江侧陆域， 地势较平坦， 主要为道路和农田，地面高程 4.666.17m。土体层厚度11.355.7m，岩体 为花岗岩。土体层主要为：表层为厚1.73.1m松散素填土、杂填土， 其下主要为流塑状淤泥2 （局部夹薄层卵石6）,淤泥2 层 厚9.643.3m，N3N1墩下部为可塑性为主的粉质黏土（1） 厚度为7.417.1m、局部有中密的中砂透镜体（4）,厚度为 2.2 2.5m。岩体整体上埋藏较浅,岩面起伏大,风化厚度相差较大。强风化层厚薄不均

3、，厚0.58.6m，多为密实砂砾状，底部夹少量 碎块状；中风化层整体较薄,一般不超过一米,有些部位缺失； 部分强风化岩中夹有1.52.0m微风化残余体，微风化面起伏很 大，埋深 11.8 66.6m，高程-6.51 -60.63m。由于本段强风化层、 中风化层整体厚度薄且不连续, 微风化 岩埋藏浅,采用端承桩基础,桩端置于微风化基岩中。1.3.2 岩土体设计参数建议值根据钻探、 原位测试和室内土工试验结果, 并结合钻进情况 和现场野外鉴定, 综合确定场地岩土体设计参数建议值如下表所 示。岩土设计参数建议值表1.3.3 不良地质作用不良地质现象主要为沙土液化。桥址地震设防裂度为 7 度 区,工程

4、场地在埋深 20 米以内分布有饱和的粉砂、细砂层,为 可液化土,场地液化等级为严重。特殊岩土主要为软土（淤泥、淤泥质土）和风化岩，其中软土分布十分普遍，厚度达50m水平层理明显，局部呈千层饼状， 局部层理面附粉砂， 具有高灵敏度和触变性。 桩基施工时须特别 注意淤泥塑性变形的问题。2、钻孔施工2.1 钻机选型根据钻孔桩桩径、桩长及地质条件，选用CK2000型及CK2200 型两种冲击钻机配备泥浆净化器等配套机具进行成孔作业。 该机 为大口径冲击钻机，适用于各种地层，特别是卵、砾石层和坚硬 岩层， 比其他类型钻机有较高的钻进效率和成孔质量。 钻机性能 参数见下表。冲击钻机性能表2.2 冲击成孔

5、采用冲锤冲击成孔，泥浆沉淀除渣，正循环钻进、清孔施工 工艺。开钻前向孔内注入泥浆，以冲击锥小冲程反复冲击造浆。 在通过护筒底口及底口以下 24米时，采用浓泥浆、低冲程， 高频率反复冲砸，使孔壁坚实不塌不漏。 开孔及整个钻进过程中，孔内水位要求保持1.5 m2.0m水头高度，并低于护筒顶面 0.3m以防溢出泥浆，掏渣后及时补 水。每钻进2m和在地层变化处及时捞取渣样，以便与勘察设计 时的地质剖面图进行核对， 同时也为泥浆、 钻锤及钻进速度的选 择提供更为直接的资料。 在钻孔施工过程中， 冲程要根据土层情况而异： 在通过坚 硬密实岩层或漂石之类的土层中采用中冲程， 冲程过高， 对孔底 振动大，易引

6、起塌孔。在通过高液限黏土、低塑形淤泥土层时， 采用高冲程。 在易坍塌或流砂地段用小冲程， 并提高泥浆的粘度 和相对密度。钻进成孔过程中各类地层中的冲程及泥浆比重选用值见下 表。各类地层钻进中的冲程及泥浆比重选用表 在通过岩石或漂石， 如孔内岩层表面不平整或倾斜， 先投 入粘土、片石，将表面垫平，再进行冲击钻进，防止发生斜孔、 卡钻或掉钻事故。 钢丝绳的长度要均匀地松放，一般在松软土层每次松绳 5cm 8cm,在密实坚硬土层每次松绳 3cm- 5cm为正确提升钻 锤的冲程，在钢丝绳上采用油漆做出长度标志，防止松绳过少， 形成“打空锤”；松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速度，严 重时使钢丝绳纠缠发

7、生事故。 采取泵吸正循环沉淀除渣， 通过粘土造浆悬浮岩屑， 再将 钻渣循环至孔口，采用筛网将泥浆中的岩屑除去。 在掏渣后或因其它原因停钻， 再次开钻时先由低冲程逐渐 加大到正常冲程，以免卡钻。2.3 冲击成孔注意事项1）防渗漏技术措施若遇岩石破碎，裂隙发育地层，泥浆渗漏的可能性极大，必 须采取预防措施， 防止孔内水头突然下降导致孔口护筒被水压压 坏或引起局部破碎岩塌孔。 始终保持护筒内泥浆面高出护筒外水 面 1.5m 以上，一旦发生渗漏，及时采取增大泥浆比重和粘度、 回填粘土等措施进行处理。2）在钻进过程中，发生故障或突然停电，设法尽快将钻头 提起，以免埋钻。3）在钻进过程中，定时检查钻头直径，当冲锤磨损到比原尺寸小23cm或刃口磨钝时，及时补焊。4）冲击钻一般采用正循环清渣，清孔速度慢，清孔效果差， 很难达到柱桩沉渣指标要求， 需采用泵吸反循环清孔工艺， 确保 清孔质量。5）复杂岩层地质冲击钻孔常见事故预防和处理见下表。复杂岩层地质冲击成孔常见问题、原因和处理方法3、总结 通过在超厚淤泥层及高强