桥梁软弱地质条件下钻孔灌注桩处理方法

1、桥梁软弱地质条件下钻孔灌注桩处理方法冯勇李建雄陕西建工集团机械施工有限公司1、概况 11.1设计概概述： 洛洛河大桥桥工程是是省道202线大荔荔科技产产业园区区过境段段拓宽改改建工程程的重要要组成部部分，位位于大荔荔县境内内石槽乡乡，横跨跨洛河，起起始桩号号为K2+1800.500K2+5266.5，全长346米。桥桥梁基础础为钻孔孔灌注桩桩，主要要工程数数量：钻钻孔灌注注桩共40根，桩桩长39-48米，其其中桥台台桩8根，桩桩径1.2米，桥桥墩桩32根，桩桩径1.4米。 11.2地质情情况： 11.2.1路线总总体属于于渭河和和洛河三三角洲地地带冲积积、堆积积地貌，根根据地层层结构、土土体及

2、其其状态、地地表形态态等，可可以进一一步划分分为洛河河河漫滩滩地貌和和三角洲洲阶地地地貌二个个单元。桥桥梁工程程所处的的地形为为洛河河河漫滩地地貌地区区，主要要分布在在大荔县县南，属属洛河河河水流冲冲、洪积积发育区区。区内内河堤两两岸为农农田，人人工填土土较厚。地地下水资资源丰富富，地下下水位在在地面线线下12.00-17.00之间。 11.2.2沿线地地形平坦坦，勘察察区河滩滩粉砂层层属饱水水砂土，经经验算为为非液化化土层。桥桥址区地地质状况况如表1： 11.2.3、桥位位处地形形分为三三个阶地地形式：0#4#，13#17#处于第第一阶地地分布在在洛河两两侧的耕耕地；5#、6#、9#12#处

3、于相相对较低低的第二二阶地；7#、8#桩位处处于第三三阶地，位位于洛河河河槽内内。表1地层编号岩土名称状态特征层厚（米）埋深（米）层顶海拔高高程（米米）工程岩土分分级1填筑土稍密-中密密人工填筑堆堆积的杂杂填土，含含大量的的砾石，不不均匀1.603.882现代河流冲冲积区稍密粉砂，浅黄黄色，砂砂土均匀匀，属洛洛河冲、洪洪积所成成，含少少量砂砾砾3.266.40.003.880339.0083444.6333现代河流冲冲积区中密细砂，暗黄黄色，砂砂土均匀匀，属洛洛河冲、洪洪积成分分选性好好，下部部含零星星黏土块块8.999.83.2010.00335.4443388.2334古土壤系硬塑粘土，棕

4、红红色，土土质均匀匀，属第第四系风风积形成成的古土土壤最大厚度可可达到50米325.8833299.0222、工程施施工中遇遇到的问问题 该该工程于于20009年12月16日期开开工，选选用旋挖挖钻机成成孔泥浆浆护壁的的施工方方案，至至20110年元月2日，完完成从17#至13#桥墩桩桩基的12根桩，施施工较为为顺利，但但在施工工至12#-2桩基时时，成孔孔钻进至至28米时出出现护筒筒下沉（见见图1）、孔孔口（见见图2）开裂裂现象，往往孔内注注水到护护筒顶口口后不久久，孔内内水位明明显下降降。检查查发现护护筒下部部悬空。由由于钻机机自重大大，为施施工安全全，决定定停机并并将桩孔孔用素土土回填。

5、由由以上可可看到，粉粉砂层上上覆盖土土层厚度度变化是是向河道道方向随随着阶地地降低，逐逐渐变薄薄，至河河道位置置进入粉粉砂层。导导致施工工12-2桩时出出现孔口口开裂、护护筒下沉沉的主要要原因是是：地表表下具有有较厚的的饱水性性粉砂，流流动性强强，地基基整体承承载力较较低，成成孔时孔孔内壁四四周的粉粉砂受到到振动和和水冲刷刷，向孔孔内流动动，导致致护筒底底部丧失失承载层层，失去去下层粉粉砂的支支撑及孔孔隙水的的压力，且且在钻机机的重压压及振动动下，出出现护筒筒下沉、孔孔内坍塌塌、孔口口开裂。4、技术方方案比较较与选择择 经经施工技技术人员员汇同业业主、设设计院、监监理单位位等共同同进行分分析，

6、提提出以下下方案进进行优选选，具体体见表3。 经经过分析析和比选选，综合合考虑施施工成本本和工期期等要求求，最终终选择方方案为：对桥北北0#5#桩基的的施工仍仍以旋挖挖钻机进进行作业业，对地地势较低低的6#12#桩基的的施工采采取方案案三和方方案四的的综合方方案进行行施工，即即在原地地表上填填筑3米厚的的素土层层，使粉粉砂层上上土层厚厚度增加加至5.56米厚，使使用汽车车钻进行行正循环环成孔工工艺施工工。表3、技术术方案比比选表序号方案名称具体实施方方法优缺点方案一地基化学加加固法用机具将浆浆液灌入入地基中中，并与与地基土土发生化化学变化化，胶结结成新的的坚硬的的物质，从从而提高高地基强强度和

7、承承载力。具具体施工工工艺为为在桥梁梁桩位的的周围均均匀布设设6个水泥泥搅拌桩桩，用钻钻机成孔孔，深度度为刚好好穿过粉粉砂层，注注入拌制制好的水水泥浆进进行深层层搅拌，使使浆液与与粉砂土土颗粒胶胶结起来来以改善善粉砂层层的物理理和力学学性质，在在桥梁桩桩周围形形成一个个坚固的的筒体，使使桥梁桩桩顺利施施工。优点：1、利利用水泥泥搅拌桩桩形成筒筒体，有有效的解解决孔内内坍塌、扩扩孔、孔孔口开裂裂问题；2、阻挡饱饱和粉沙沙层向孔孔内流动动，提高高原地基基承载力力，解决决孔口开开裂问题题。缺点：1、施施工成本本较高2、等待时时间长，工工期较长长方案二加长护筒法法将原使用的的2.5米护筒筒加长至至5米

8、，埋埋设时将将护筒四四周的夯夯实土层层厚度增增加到5米，并并扩大护护筒周边边夯实范范围。优点：1、增增加护筒筒四周摩摩阻力，以以解决护护筒下沉沉、孔口口开裂问问题；2、提高水水头压力力，增加加孔壁稳稳定性。缺点：1、埋埋设护筒筒开挖较较深，换换填土工工程量大大，护筒筒埋设困困难；2、灌注完完毕后护护筒难以以拔出，不不能再次次利用，同同时对后后期破除除桩头增增加难度度；3、施工成成本高。方案三循环钻机施施工将旋挖钻成成孔的施施工工艺艺改变为为循环钻钻机成孔孔，钻机机采用轻轻型汽车车钻。优点:1、可可根据地地质状况况进行正正循环或或反循环环作业，有有效减小小机械对对粉砂层层的扰动动，钻头头对孔壁壁

9、的扰动动也将减减小，解解决由于于设备振振动引起起粉砂层层坍塌、孔孔径过大大等问题题，且施施工中可可自造泥泥浆进行行护壁，改改善孔壁壁稳定性性；2、施工设设备自重重较小，避避免由于于设备自自重造成成孔口开开裂；成成本较低低。缺点：粉砂砂层可能能发生缩缩径问题题，需要要进行二二次，甚甚至多次次扫孔作作业，施施工进度度较慢。方案四填筑土采取从地表表向上整整体填筑筑3米厚粘粘土层，分分层填筑筑并碾压压密实，桥桥梁桩处处位形成成一层密密实具有有一定承承载力的的土层，在在填筑完完毕的地地面上进进行钻孔孔灌注桩桩施工。优点：不因因机械设设备扰动动发生开开裂，护护筒底不不易发生生坍塌，可可有效的的解决孔孔口开

10、裂裂、护筒筒下沉等等问题；施工成成本较低低。缺点：使后后期的系系梁基坑坑开挖难难度加大大，增加加了挖土土方工程程量5、施工技技术要求求 55.1素土回回填时严严格控制制，每层层虚铺厚厚度3000cm3500cm，用压压路机碾碾压密实实（密实实度不小小于95%），以以保证钻钻机在钻钻进过程程中不下下沉，不不偏位。对对于位于于河道中中间的7、8桩位，由由于围堰堰填土厚厚度至少少7米，要要保证回回填土上上边缘外外侧距护护筒外缘缘的距离离不小于于5米，以以确保成成孔时泥泥浆不会会外泄。 55.2泥浆制制备采用用泥浆搅搅拌机调调制，将将膨润土土加水浸浸透，按按比例加加入纤维维素、烧烧碱等材材料，然然后以

11、拌拌和机加加水拌制制，禁止止直接将将膨润土土投入到到孔中利利用钻机机造浆，泥泥浆的各各项指标标应满足足要求。 55.3初始钻钻进时，应应控制钻钻孔进度度，尤其其在穿越越粉砂层层时，要要轻压慢慢钻，始始终保持持护筒内内水头高高度。待待穿过粉粉砂层后后，方可可转入正正常钻进进速度。钻钻进中随随时检查查孔内泥泥浆的各各项指标标及钻机机工作情情况，并并随时提提取渣样样分析粉粉砂层是是否穿越越及地质质变化情情况，做做好详细细记录。 桩桩基工程程于20110年元月7日复工工，于20110年2月初按按原计划划工期完完成桩基基施工，为为桥梁的的后续工工程开展展奠定了了基础。6、桩基工工程检测测 桩桩基施工工完成后后，检测测单位对对所有桩桩进行超超声波无无损检测测，所有有桩桩身身完整，满满足设计计要求。同同时，随随机选择择13-2桩进行行混凝土土钻探取取蕊与单单轴抗压压试验，结结果表明明，桩体体