洛河大橋軟弱地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁處理方法

馮勇  李建雄

陜西建工集團機械施工有限公司

1、概況

    1.1設(shè)計概述：

    洛河大橋工程是省道202線大荔科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)過境段拓寬改建工程的重要組成部分，位于大荔縣境內(nèi)石槽鄉(xiāng)，橫跨洛河，起始樁號為K2+180.50～K2+526.5，全長346米。橋梁基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，主要工程數(shù)量：鉆孔灌注樁共40根，樁長39-48米，其中橋臺樁8根，樁徑1.2米，橋墩樁32根，樁徑1.4米。

    1.2地質(zhì)情況：

    1.2.1路線總體屬于渭河和洛河三角洲地帶沖積、堆積地貌，根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、土體及其狀態(tài)、地表形態(tài)等，可以進一步劃分為洛河河漫灘地貌和三角洲階地地貌二個單元。橋梁工程所處的地形為洛河河漫灘地貌地區(qū)，主要分布在大荔縣南，屬洛河河水流沖、洪積發(fā)育區(qū)。區(qū)內(nèi)河堤兩岸為農(nóng)田，人工填土較厚。地下水資源豐富，地下水位在地面線下12.00-17.00之間。

    1.2.2沿線地形平坦，勘察區(qū)河灘粉砂層屬飽水砂土，經(jīng)驗算為非液化土層。橋址區(qū)地質(zhì)狀況如表1：

    1.2.3、橋位處地形分為三個階地形式：0#～4#，13#～17#處于第一階地分布在洛河兩側(cè)的耕地；5#、6#、9#～12#處于相對較低的第二階地；7#、8#樁位處于第三階地，位于洛河河槽內(nèi)。

表1

2、工程施工中遇到的問題

    該工程于2009年12月16日期開工，選用旋挖鉆機成孔泥漿護壁的施工方案，至2010年元月2日，完成從17#至13#橋墩樁基的12根樁，施工較為順利，但在施工至12#-2樁基時，成孔鉆進至28米時出現(xiàn)護筒下沉（見圖1）、孔口（見圖2）開裂現(xiàn)象，往孔內(nèi)注水到護筒頂口后不久，孔內(nèi)水位明顯下降。檢查發(fā)現(xiàn)護筒下部懸空。由于鉆機自重大，為施工安全，決定停機并將樁孔用素土回填。

    由以上可看到，粉砂層上覆蓋土層厚度變化是向河道方向隨著階地降低，逐漸變薄，至河道位置進入粉砂層。導致施工12﹟-2樁時出現(xiàn)孔口開裂、護筒下沉的主要原因是：地表下具有較厚的飽水性粉砂，流動性強，地基整體承載力較低，成孔時孔內(nèi)壁四周的粉砂受到振動和水沖刷，向孔內(nèi)流動，導致護筒底部喪失承載層，失去下層粉砂的支撐及孔隙水的壓力，且在鉆機的重壓及振動下，出現(xiàn)護筒下沉、孔內(nèi)坍塌、孔口開裂。

4、技術(shù)方案比較與選擇

    經(jīng)施工技術(shù)人員匯同業(yè)主、設(shè)計院、監(jiān)理單位等共同進行分析，提出以下方案進行優(yōu)選，具體見表3。

    經(jīng)過分析和比選，綜合考慮施工成本和工期等要求，最終選擇方案為：對橋北0#～5#樁基的施工仍以旋挖鉆機進行作業(yè)，對地勢較低的6#～12#樁基的施工采取方案三和方案四的綜合方案進行施工，即在原地表上填筑3米厚的素土層，使粉砂層上土層厚度增加至5.5～6米厚，使用汽車鉆進行正循環(huán)成孔工藝施工。

表3、技術(shù)方案比選表

5、施工技術(shù)要求

    5.1素土回填時嚴格控制，每層虛鋪厚度300cm～350cm，用壓路機碾壓密實（密實度不小于95%），以保證鉆機在鉆進過程中不下沉，不偏位。對于位于河道中間的7﹟、8﹟樁位，由于圍堰填土厚度至少7米，要保證回填土上邊緣外側(cè)距護筒外緣的距離不小于5米，以確保成孔時泥漿不會外泄。

    5.2泥漿制備采用泥漿攪拌機調(diào)制，將膨潤土加水浸透，按比例加入纖維素、燒堿等材料，然后以拌和機加水拌制，禁止直接將膨潤土投入到孔中利用鉆機造漿，泥漿的各項指標應(yīng)滿足要求。

    5.3初始鉆進時，應(yīng)控制鉆孔進度，尤其在穿越粉砂層時，要輕壓慢鉆，始終保持護筒內(nèi)水頭高度。待穿過粉砂層后，方可轉(zhuǎn)入正常鉆進速度。鉆進中隨時檢查孔內(nèi)泥漿的各項指標及鉆機工作情況，并隨時提取渣樣分析粉砂層是否穿越及地質(zhì)變化情況，做好詳細記錄。

    樁基工程于2010年元月7日復工，于2010年2月初按原計劃工期完成樁基施工，為橋梁的后續(xù)工程開展奠定了基礎(chǔ)。

6、樁基工程檢測

    樁基施工完成后，檢測單位對所有樁進行超聲波無損檢測，所有樁樁身完整，滿足設(shè)計要求。同時，隨機選擇13-2樁進行混凝土鉆探取蕊與單軸抗壓試驗，結(jié)果表明，樁體混凝土質(zhì)量與強度均達到設(shè)計標準，全部評為一類樁。

7、結(jié)束語   

    通過洛河大橋橋梁樁基的施工，使工程施工技術(shù)人員得到得到鍛煉，掌握了在特殊地質(zhì)條件下的鉆孔灌注樁施工方法，為今后在類似地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁施工積累了經(jīng)驗。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)