公路桥梁嵌岩桩成孔工艺及应用

公路桥梁嵌岩桩成孔工艺及应用

嵌岩桩具有承受高、抗疲劳防滑性能好、桩基沉降小、联合桩效应低等优点，在桥梁施工中得到了广泛使用。在公路桥梁建设中,桩基嵌岩桩已成为采用较为广泛的基础形式,由于基桩嵌入岩层中,单桩轴向容许承载力决定于桩基底处岩石的强度和嵌入岩层的深度,基桩的外力全部传至桩底岩层,因而它对成孔时清孔的要求较高,对沉淀层厚度有着严格要求。1座平台式无砂混凝土成孔目前,嵌岩桩施工所采用的成孔设备不下十几种,部分只允许钻直孔,部分既可成直孔,也可成斜孔。依排渣方式分又可分为正、反循环,气举正、反循环,风排,泵吸反循环等方法,依设备的固定方式可分为座平台式和座桩式,本工程采用了座平台式的气带反循环排渣方式工艺进行成孔,其优点是经济、机身轻便、不需要大型吊船设备移机,而且排渣效果较佳等,但也存在一些缺点:斜孔的最大斜率须不小于5∶1,钻杆不易与钢管的中轴线对准等。如成孔斜率要求小于5∶1,则一般国产钻机均难以完成,需采用国外生产的钻机如德国产的WIRTH-B6、B12等型号的钻孔,成孔费用将大幅度提高。因此,在设计嵌岩桩斜率时应考虑实际施工时采用何种成孔机械并应进行充分的技术经济比较后才能确定。2钢管桩的基础高程和收锤标准的确定钢管桩桩尖如在沉桩过程中出现卷边,将对嵌岩桩的基岩成孔造成很大的困难,因此在设计和施工时应对钢管桩的桩尖高程及沉桩的收锤标准给予高度的重视。为了防止卷边,钢管桩的沉桩收锤标准应采用贯入度为主,高程为辅。3确定嵌岩段长度“嵌岩桩桩端宜嵌入新鲜基岩或微风化岩中,经论证后,也可嵌入中等风化岩”。虽然设计时根据这一标准及相关的钻探和物探资料在施工图中初步确定了嵌岩段的长度,但在实际施工时由于岩石岩性及岩石顶面高度的变化,钢管桩桩尖高程总是与设计高程存在一定差异,因此在施工中确定嵌岩长度是否满足了设计的要求也是一大难题,本工程采用钻孔检验及成孔速度参照法进行嵌岩段长度的确定。对沉桩收锤贯入度大于收锤标准贯入度的桩,选择贯入度最大的1根进行桩内钻孔取芯确定嵌岩段的长度,其余类似桩的嵌岩长度也按该长度确定;对贯入度满足收锤标准但桩尖高程未达到设计高程的桩,也采取抽样进行桩内钻孔,以确定强风化层的厚度及嵌岩段的长度,其余类似桩则参照抽样桩的成孔钻进速度最终确定嵌岩桩的长度;对于贯入度及桩尖高程均满足设计要求的桩在成孔时基本按设计确定嵌岩段的长度,但也辅助采用成孔钻进速度对岩性进行校核。4锚固桩顶面离钢管桩顶距离较低嵌岩桩砼的浇筑质量对嵌岩桩的承载能力影响巨大。JTJ285—2000设计规程规定可采用低应变动力检测法、超声波检测法及钻孔取芯检测法进行检验,实际运用中由于砼芯柱进入钢管桩尖内仅为7～10m其顶面离钢管桩顶距离很大,如采用超声波则须在砼内填钢管,且钢管需伸出桩顶外,施工难度极大。5预防和处理钻孔事故5.1微胶囊性漏浆坍孔产生的主要原因有护筒埋设过浅、周边回填土不密实、施工水位过高、泥浆比重过低等;漏浆主要是因为孔壁地层不密实,空隙率大,透水性强。处理办法是可加大护筒埋深,适当加大泥浆比重,并于坍孔、漏浆处全部用砂砾石或粘土夹片石回填,然后反复冲击,增加孔壁稳定性。5.2地层磨损率的测定冲孔施工中卡锤现象时有发生。防止办法是:(1)随时检查钻锤直径,若发现钻锤直径已小于设计桩径时,除及时补焊外对孔内应适当回填一定高度后重钻;(2)统计钻锤在不同地层(特别是中风化岩层)的磨损率,根据嵌岩深度在进入中风化岩层时一次将钻锤加足。卡锤的处理方式是:对轻微卡锤,可用钻机或配以起重机提锤;对严重卡锤的,可先实施水下微量爆破,将钻锤周边岩层爆松后再将钻锤提起。5.3知识产权钻锤冲击孔底梅花孔的形成主要是因为泥浆太稠、冲程太小等,钻锤未能有效旋转,始终以同一个方向冲击孔底而成。防止办法是:(1)根据岩层的硬度,选择适当的冲程,使钻锤有足够时间旋转;(2)及时清渣,进入中风化岩层后进尺50cm左右即应清渣,否则泥浆含渣过多,粘滞性加重,防碍钻锤旋转。5.4回填微砂,重新钻进偏孔是当地层软硬不均匀,或孔壁含有孤石、探头石时发生。处理加法是:当发生轻微偏孔时,可先用砂砾石回填至该位置以上1m左右,再重新钻进;当发生严重偏斜时,可先在偏斜处进行水下微量爆破,再用砂砾石回填至该位置以上1m左右,再重新钻进5.5爆破质量控制在人工挖孔嵌岩桩成孔施工过程中,遇到基岩时采用爆破作业向下炸岩进行松动爆破、凿除处理。为此,必须事先编制爆破作业方案,由专业爆破作业人员进行。火药爆破应合理布孔,孔距、排距、深度和装药量须经计算确定,以尽量减小冲击波对护壁的破坏及对周围环境的影响,以爆破声发闷、炸出的碎碴不飞出孔外为宜。在孔井口应采取有效的能泻爆又能阻挡碎碴飞溅的措施,起爆方法宜采用电力起爆法或