淮南淮上淮河公路大橋工程（I標段）主橋樁基采砂區擾動層處理方案比選山東省路橋集團有限公司第9頁/共9頁目錄HYPERLINK\l"_Toc389056956"一、主橋樁基施工 2HYPERLINK\l"_Toc389056957"1、工程概況 2HYPERLINK\l"_Toc389056958"2、樁基施工過程敘述 2HYPERLINK\l"_Toc389056959"2.1施工過程質量控制 2HYPERLINK\l"_Toc389056960"2.2護筒掉落 3HYPERLINK\l"_Toc389056961"2.3原因分析 3HYPERLINK\l"_Toc389056962"2.4、39-3-1#樁基處理方案： 4HYPERLINK\l"_Toc389056963"二、主橋樁基采砂區擾動層處理方案 4HYPERLINK\l"_Toc389056964"1、護筒二次跟進方案 4HYPERLINK\l"_Toc389056965"1.1護筒二次跟進方法優缺點： 4HYPERLINK\l"_Toc389056966"2、高壓旋噴樁固結方案 5HYPERLINK\l"_Toc389056967"2.1高壓旋噴樁固結的優缺點： 5HYPERLINK\l"_Toc389056968"三：施工方案比選 6HYPERLINK\l"_Toc389056969"四、附件：主橋樁基采砂擾動層高壓旋噴樁處理專項施工方案 7

主橋樁基采砂區擾動層處理方案比選一、主橋樁基施工1、工程概況淮南淮上淮河公路大橋主橋為（98m+180m+98m）部分斜拉橋，主梁為單箱五室大懸臂變截面PC連續箱梁；下部結構主墩為花瓶式實體墩，采用C40砼，主墩墩身橫橋向頂寬17.0m，底寬為12.0m，順橋向寬度為5.0m。主墩基礎采用鉆孔灌注樁，橋位處河床由于受地方抽砂影響變化較大，設計變更樁基加長、加粗后每個承臺下設置20根直徑2.5m的鉆孔灌注樁，39#墩樁長為103m，40#主墩樁長為105m，按摩擦樁設計。主墩承臺設計變更后順橋向長度為22.85m，橫橋向寬度為29.1m，承臺高度為6.0m。2、樁基施工過程敘述我部遵照2014年4月27日主橋樁基施工方案專家評審會專家意見和施工方案技術要求，選取39-3-1#樁基作為第一棵樁基于2014年5月9日率先展開施工，39#墩樁基施工順序如圖一。圖一：主橋39##墩樁基施工工順序圖開鉆前，我部現場技術人員會同監理工程師對39-3-1#樁基有關參數進行量測，護筒頂標高21.261m，護筒垂直度0.17%，河床底標高7.20m。2.1施工過程質量控制為了在首棵樁基施工中積累經驗，在施工過程中我部嚴格按照以下方法操作：嚴格控制泥漿性能指標。不同地層按照下表指標調配泥漿。設置泥漿箱，選用PHP優質泥漿，按照水：膨潤土：純堿=300:18.2：1（質量比）制成基漿，新漿按聚丙烯酰胺（PAM）：火堿：水=10:1.0:612（質量比），水解成PHP溶液，在每立方米基漿中加入0.6kgPHP溶液制成新漿。在擾動層，加大泥漿比重，增強泥漿護壁性能。在鉆進過程中，加強對泥漿指標的定時檢測，在通過砂層時加大檢測頻率。地層比重黏度含砂率pH值粉質粘土1.1～1.218～212～48～9中砂1.2～1.319～222～48～9合理控制鉆進速度。不同的地層采用不同的鉆進速度，最快進尺4m/每班，平均進尺1.7m/每班。進入護筒底口下端，控制鉆進速度，采用低壓鉆進；適當提高泥漿比重，時刻注意觀測護筒內水位變化，保證護筒內水頭高度。2.2護筒掉落2014年5月23日18:30，39-3-1#樁基在鉆進時發生護筒掉落，現將當時情況敘述如下：39-3-1#樁基，樁徑2.50m，設計樁長103m。樁位處河床標高+7.200m，施工平臺標高+22.00m，護筒頂標高+21.261m，護筒長42.252m，樁底至平臺頂面距離約121m，為大孔徑超深樁，我部選用氣舉反循環鉆機施工。該樁標高-32.800m～-41.900m地層為全風化砂質泥巖，標高-41.900m～-48.000m地層為強風化砂質泥巖，該兩層土質粘度較大，多次發生糊鉆現象，需提鉆清理鉆頭，導致鉆進速度緩慢，截止于5月21日鉆至孔底標高-46.000m。5月21日鉆機發生故障，鉆機維修期間采用泥漿泵進行泥漿循環，保持護筒內水頭高度。5月23日18:00維修完成，繼續鉆進。施工至18:30時，鉆機施工工人發現護筒突然下沉，瞬間沒入水中，遂立即報告現場技術人員。組織現場技術人員對孔深、孔位河床、平臺標高等進行量測。當時淮河水位18.4米，流速0.15m/s。經量測未發現明顯變化，基本排除坍孔可能。項目部立即啟動樁基應急處理預案，組織相關技術專家及專業技術人員最快時間趕到施工現場進行原因分析及處理。為保證平臺、鉆機安全，避免發生埋鉆事件，立即提鉆，在鉆頭提至-35.4m時無法上提，經分析確認鉆頭掛到護筒底部，后經測錘沿孔壁多方位檢測護筒頂面標高復核，經計算護筒共下沉約14m。2.3原因分析項目部組織應急預案專家組成員及現場施工人員進行原因分析，初步認為：主橋橋位處近年來河床深層采砂現象嚴重（截止2013年12月中旬我部進場后采砂仍未停止），開采深度達40m，造成河床下陷，部分河岸坍塌。目前該范圍內土層處于沉降狀態，造成河床地層土質松散形成擾動地層，設計護筒底未穿過砂層，位于軟弱土層內。鉆進過程中在采用優質泥漿護壁、慢速鉆進的情況下擴孔仍然嚴重，并大于護筒外徑，且沿護筒外壁向上侵蝕，造成護筒外側空虛，當侵蝕至護筒外側摩阻力無法支撐護筒自重時，發生護筒掉落現象。因擾動地層較厚，擴孔范圍較大，導致護筒掉落深度較大。在主橋樁基專項施工方案評審時，多位專家也提示采砂擾動層護筒下沉和鉆孔坍孔風險，但由于重視度不夠，具體措施采取不夠，僅僅增加了觀測護筒、平臺、泥漿比重、水頭等常規措施，沒有針對擾動土層編制專項處理方案。2.4、39-3-1#樁基處理方案：打撈護筒→護筒固定于平臺→提鉆→鉆機移位→回填粘土→沉放穩定2～3個月→采取擾動層處理措施后恢復樁基施工。5月25日8:15潛水員下水，在掉落護筒頂端水下切割圓孔吊點，吊點沿護筒周邊等間距布設，共設置5個，15:30吊點切割完成；各項工作準備妥當后，采用鉆機、一臺100t汽車吊、一臺50t汽車吊、兩臺40t汽車吊共同起吊，合計上撥力300t，將護筒于當晚22:00徐徐拔出水面；然后將護筒固定于平臺承重主梁上。護筒固定完成后提鉆，鉆機施加上撥力120t時方才將鉆頭慢慢拔出，提鉆后測量孔深為-36.00m，分析原因為：護筒掉落后，擾動土層發生坍塌沉陷，為防止大范圍坍孔影響平臺安全，立即組織設備采用粘土回填，5月27日23:00回填完畢，累計回填約400m3。二、主橋樁基采砂區擾動層處理方案鑒于此次鉆孔事件，為保證樁基成孔質量，防止擾動層、砂層擴孔、坍孔，我部提出兩種采砂區擾動層處理方案：護筒二次跟進方案、高壓旋噴樁固結方案。1、護筒二次跟進方案加長永久護筒長度，使之穿過砂層，嵌于全風化砂質泥巖。沉設護筒→鉆孔直徑為250cm反循環鉆機鉆進→提出鉆桿、鉆機移位→接長護筒→繼續沉設護筒至已成孔底→循環操作。1.1護筒二次跟進方法優缺點：（1）優點：穿透砂層能確保無擴孔、坍孔可能。（2）缺點：接長護筒時間長，現有鉆機需拆移，移動鉆機困難；打入時不確定因素多，護筒難以下沉到位；施工占用平臺面積大；沉設護筒時易造成已鉆孔部分坍孔；費用投入大；施工周期長。2、高壓旋噴樁固結方案樁周圍采砂區擾動層高壓旋噴樁固結（如圖二）。采用雙重管高壓旋噴樁，把雙重注漿管放至設計的土層深度后，通過在管底側面的一個同軸雙重噴嘴，同時噴射出高壓漿液和空氣兩種介質的噴射流沖擊破壞土體。在高壓漿液流及外圈環繞氣流的共同作用下，噴嘴一面噴射一面旋轉和提升，最后在土中形成圓柱狀固結體。圖二：雙重管高壓壓旋噴樁示意意圖高壓旋噴樁設計：在樁基周圍布置樁徑φ100cm旋噴樁，樁心距76.57cm，相互咬合23.43cm，設置13根；樁基內旋噴樁樁徑φ80cm，樁心距121.24cm，設置3根；旋噴樁上端包裹護筒5.00m，下端嵌入全風化砂質泥巖2.0m，如圖三。根據設計進行孔位放樣，為防止串孔，在施工過程中各機組采取跳打的施工方法，如圖四所示。套管打設：套管采用φ200mm、壁厚8mm鋼管，入土深度不小于2m，孔口平面誤差不大于20mm，套管傾斜度不大于1%。旋噴注漿配比：采用水與普通硅酸鹽水泥、粉煤灰膠體量按0.8～1.1的水灰比的漿體。2.1高壓旋噴樁固結的優缺點：（1）優點：高壓旋噴技術處理深水鉆孔軟弱地層有成功的案例；施工機具