鞏 明 孫浩然

中鐵大橋局集團(tuán)第二工程有限公司 江蘇 南京 210015

1 概 述

新建福廈鐵路烏龍江特大橋采用孔跨布置為:(72+109+432+56+56)m的高低塔雙索面混合梁斜拉橋，邊跨均設(shè)置一輔助墩和橋臺(tái)。主墩基礎(chǔ)采用φ2.5m鉆孔樁。

橋梁跨越烏龍江，兩個(gè)主塔墩均位于深水中，采用主跨一跨過(guò)江的結(jié)構(gòu)，水深最高達(dá)20m，為半日潮往復(fù)流，水流量大速高，且主墩處被江邊兩側(cè)山體滾落的大直徑塊石所覆蓋，下伏基巖主要為侏羅系上統(tǒng)（J3n）凝灰?guī)r，基巖巖面傾斜，墩位處最大高差19.6m。

2 鋼護(hù)筒安放工藝簡(jiǎn)述

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況，鋼護(hù)筒無(wú)法按照常規(guī)方法利用振動(dòng)錘直接插打到位，因而采用鉆機(jī)預(yù)先處理樁位處河床再利用鉆機(jī)跟進(jìn)下沉的方式。首先利用鉆機(jī)實(shí)心鉆頭對(duì)亂石區(qū)進(jìn)行沖砸平整處理，然后安放鋼護(hù)筒導(dǎo)向設(shè)施，下放護(hù)筒于處理平整后的河床面上，調(diào)整護(hù)筒垂直度，并利用導(dǎo)向上的頂、底面導(dǎo)向塊限位護(hù)筒；利用DZ200型震動(dòng)打樁錘自重將護(hù)筒下壓至穩(wěn)定，啟動(dòng)震動(dòng)錘，逐漸調(diào)大頻率，無(wú)明顯下沉后停止，此時(shí)鋼護(hù)筒處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)；安放鉆機(jī)進(jìn)行沖砸，每進(jìn)尺1米左右后利用打樁錘插打，無(wú)明顯下沉后在利用沖擊鉆機(jī)沖砸，如此反復(fù)跟進(jìn)直至鋼護(hù)筒埋深滿足要求。

3 漏漿原因

鋼護(hù)筒跟進(jìn)完成后緊接鉆孔樁施工，漏漿是鉆孔施工中常出現(xiàn)的事故，輕微的漏漿會(huì)導(dǎo)致泥漿比重下降、滲出，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致護(hù)筒底口處土體結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致大量江砂涌入鋼護(hù)筒內(nèi)從而無(wú)法正常鉆進(jìn)，影響成樁質(zhì)量。

通過(guò)對(duì)鉆孔施工出現(xiàn)漏漿時(shí)泥漿指標(biāo)的測(cè)定、前后河床面標(biāo)高的對(duì)比、鉆孔出渣渣樣的分析、潛水員水下查探，以及綜合分析了漏漿孔的施工情況，分析出由于塊石覆蓋地層導(dǎo)致漏漿的幾方面的原因。

3.1 鋼護(hù)筒底口與原狀土接觸不密實(shí)

鋼護(hù)筒是通過(guò)沖擊鉆機(jī)沖砸后跟進(jìn)的，在護(hù)筒安放到位前鉆頭破壞了原有地層的完整性，鋼護(hù)筒外壁不能與地層密實(shí)貼合，導(dǎo)致護(hù)筒底口容易發(fā)生滲漏現(xiàn)象。

3.2 塊石覆蓋層過(guò)厚

原河床表面聚集著大量大小不一、直徑較大的山體滾落塊石，其強(qiáng)度高，地質(zhì)勘探顯示往下是粗砂、全風(fēng)化凝灰?guī)r、強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r、弱風(fēng)化凝灰?guī)r。因粗砂和全風(fēng)化凝灰?guī)r強(qiáng)度較小，沖擊鉆機(jī)在跟進(jìn)施工時(shí)只是將山體滾落的塊石砸入松軟地質(zhì)層中，導(dǎo)致護(hù)筒底口實(shí)際坐落在塊石上，鉆孔樁施工時(shí)由于沖擊鉆機(jī)的震動(dòng)，導(dǎo)致被擠密的塊石間出現(xiàn)縫隙，造成滲漏。

3.3 泥漿的制備和水頭差不合理

優(yōu)質(zhì)的泥漿有利于平衡內(nèi)外土層壓力和水壓力。在鉆進(jìn)過(guò)程中泥漿比重偏小，加之橋址峽口區(qū)域水流急，半日潮潮水落差大，內(nèi)外壓力差較大容易壓穿護(hù)筒底口。

3.4 不當(dāng)?shù)奶幚矸绞?/h3>

沖擊鉆機(jī)卡鉆、掉鉆的處理不當(dāng)也是導(dǎo)致漏漿的一方面原因，由于鉆頭在堅(jiān)硬巖層中鉆進(jìn)時(shí)磨損較快，擴(kuò)孔率不大，當(dāng)加焊鉆頭致鉆頭直徑過(guò)大時(shí)，很容易發(fā)生卡鉆現(xiàn)象，當(dāng)卡鉆嚴(yán)重或出現(xiàn)掉鉆埋錘現(xiàn)象時(shí)，施工人員采用反循環(huán)清渣或強(qiáng)拉硬拽的方式處理，可能會(huì)引發(fā)漏漿。

4 處理方案及防范措施

針對(duì)以上漏漿原因的分析，綜合大量的相關(guān)資料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取了以下幾點(diǎn)措施進(jìn)行有效的處理和防范。

4.1 保證規(guī)范施工

①針對(duì)局部塊石覆蓋厚的地域，保證鋼護(hù)筒入土深度超過(guò)塊石層的厚度。②配置優(yōu)質(zhì)的泥漿，加強(qiáng)檢測(cè)頻率，并保證泥漿循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)首件工程和相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，將泥漿比重調(diào)配至1.2～1.4g/cm3，以對(duì)塊石縫隙形成有效保護(hù)。③通過(guò)泥漿循環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)孔內(nèi)泥漿面標(biāo)高，保證水頭滿足要求。④在加焊鉆頭時(shí)通過(guò)磨損情況來(lái)判斷滿足鉆頭直徑的孔內(nèi)標(biāo)高位置，嚴(yán)格控制加焊的厚度，于孔內(nèi)回填相應(yīng)量的片石，低沖程施工，避免造成卡鉆。

4.2 填加堵漏材料

①在開(kāi)鉆前向護(hù)筒內(nèi)投入水泥經(jīng)沖擊鉆低沖程沖砸擠密后靜置24h后再進(jìn)行鉆孔施工，對(duì)護(hù)筒底口起到固化作用。②鉆孔過(guò)程中漏漿可根據(jù)具體漏漿嚴(yán)重程度及鉆孔深度的具體情況采取不同的堵漏及預(yù)防措施：當(dāng)鉆進(jìn)量較小時(shí)，可以回填片石黃土，反復(fù)沖砸重新擠密，也可以澆筑高強(qiáng)度早凝混凝土的方法，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到30MPa后繼續(xù)鉆進(jìn)；若孔內(nèi)標(biāo)高與護(hù)筒底標(biāo)高相差較大時(shí)，則先通過(guò)測(cè)量河床標(biāo)高的變化找到漏砂位置，然后在低平潮時(shí)從護(hù)筒外側(cè)拋填袋裝黃土或澆筑水下混凝土堵漏。③針對(duì)KTY動(dòng)力頭鉆機(jī)出現(xiàn)輕微漏漿，可在孔內(nèi)投入木屑、海帶絲、棉絮等擴(kuò)散填充物，利用磨巖鉆頭的旋轉(zhuǎn)和泥漿的包裹使得填充物對(duì)護(hù)筒底口進(jìn)行填充。

4.3 二次跟進(jìn)鋼護(hù)筒

此方法處理常規(guī)的底口滲漏較為經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單并且效果良好。具體方法為接長(zhǎng)鋼護(hù)筒利用震動(dòng)錘插打鋼護(hù)筒，至無(wú)下沉為止，此時(shí)護(hù)筒外壁與地層貼合擠密。

4.4 注漿加固

護(hù)筒安放到位后利用潛孔機(jī)在護(hù)筒周邊打入一定數(shù)量的下孔，小孔深度超過(guò)塊石層約1米，利用壓漿機(jī)器進(jìn)行水泥漿壓漿，先小壓力注入，待靜置一段時(shí)間后再增加壓力對(duì)其壓漿，可將護(hù)筒外側(cè)的塊石縫隙很好的堵住。

4.5 套內(nèi)護(hù)筒

若護(hù)筒底部存在較大塊石，在護(hù)筒外側(cè)澆筑混凝土后仍有滲漏現(xiàn)象，此時(shí)護(hù)筒固結(jié)無(wú)法二次跟進(jìn)施工，可在護(hù)筒內(nèi)下放直徑略小的鋼護(hù)筒，底標(biāo)高控制在塊石層底標(biāo)高以下，效果較為顯著。

5 結(jié)論

針對(duì)深水、潮差大、存在大直徑塊石覆蓋的地質(zhì)水文條件，提出了幾種鋼護(hù)筒漏漿的處理措施，起到良好的實(shí)際效果。