舟山地区超高层建筑桩基础工艺探析qq全自动抢红包神器
作者:佚名; 更新时间:2019-06-12

  舟山港航国际大厦工程位于舟山临城新区CBD商务二期临港综合商务区块,西邻千岛路,东靠CBD中央绿化带,北至翁山路,南到定沈路。

  工程为两栋一组超高层建筑,地上总建筑面积166548平方米,其中A楼地上48层,建筑高度197.5米,建筑面积95408米;B楼地上36层,建筑高度150.7米,建筑面积52640平方米,沿街5层的裙房通过骑楼衔接两栋高层主体建筑,裙房建筑面积18500平方米。地下两层建筑面积36246平方米。

  2.桩基工程概况:

  该桩基为钢筋砼钻孔灌注桩,地基基础等级为甲级,安全等级为一级,A、B塔楼桩基础为嵌岩桩,嵌岩深度为1.5m、2.5m两种类型。有效桩长约为83M,¢1000及¢1000A单桩承载力特征值分别为8500 KN 和 9500 KN ,并采用后注浆工艺;¢800单桩承载力特征值为2800KN,¢800A为抗拔桩,单桩承载力为2800KN(抗拔承载力为900KN)。

  水下砼标为C30,C35,C40三种。采用双管孔底后注浆工艺,注浆压力>10Mpa,排浆量>5m3/n,水灰比0.4~0.6,单桩注入水泥量>1800kg(¢1000A为2500kg),注浆维持压力>2Mpa,注浆实行双控指标,以注入水泥量为主,注浆压力为辅。

  3.工程地质、水文地质条件及试打桩概况

  本工程地质条件复杂,共分11个地层(见下表),水文条件简单,地下水对混凝土结构及钢筋有弱腐蚀性。

  选取6根工程桩作为试桩,通过设备选型,钻具选择和工艺操作对比,合理选择出适合本工程的施工方法和工艺。

  塔楼钻孔灌注桩为嵌岩桩,嵌岩深度为1.5m、2.5m。在钻进过程中主要穿越以下地层:

  4.试打桩施工情况

  4.1:工艺一:GPS18型钻机+“普通三翼钻头钻进+正循环”,1#试桩

  4.1.1试桩工艺的确定:主要根据原设计试桩施工工艺。采用“普通三翼钻头钻进+正循环”。

  4.1.2泥浆比重选择:本场地上部淤泥质粘土地层造浆性能好,选用原土自然造浆,泥浆比重控制在1.2左右。

  4.1.3钻进设备的选择:选用GPS-18型工程钻机,钻头选用普通硬质合金三翼钻头。

  4.1.4 实际钻进情况:1#桩自9月24日08:08开钻,至10月16日16:30结束,历时23天,在试打桩过程中,出现过糊钻、埋钻和钻杆断裂等情况,在其有效工时内,钻机进尺情况如下:

  A、含粘性土角砾以上土层:采用普通硬质合金三翼钻头钻进,有效钻进时间17.22小时,成孔深度35.58m,钻进速度平均为2.07m/h。

  B、含粘性土角砾层:采用普通硬质合金三翼钻头钻进,有效钻进时间52.83小时,成孔深度22.79m,钻进速度平均为0.43m/h。

  C、强风化凝灰岩层:采用普通硬质合金三翼钻头钻进,有效钻进时间35.50小时,成孔深度2.8m,钻进速度平均为0.08m/h。

  D、中风化凝灰岩层:采用普通硬质合金三翼钻头钻进,有效钻进时间194.75小时,成孔深度3.68m,钻进速度平均为0.01889m/h。

  4.1.5故障处理与原因分析:

  A、在粘性土角砾层中,加钻杆时发现钻杆被埋提不动,分别采用25T及50T汽吊强行提钻无果,后来向导管压气反循环清渣将沉渣清除后才顺利提钻。出现该故障的主要是因为含粘性土角砾层岩屑粒径较大,钻进时泥浆比重控制过小,钻进速度过快,沉渣上浮较慢,在更换钻杆过程中沉渣快速沉积造成埋钻。

  B、在含粘性土角砾层及强、中风化凝灰岩层中,均出现过钻杆断裂,主要原因是挡位过高,转速过快,钻压过大,钻机机械性能不能满足工法要求,。

  C、在强、中风化凝灰岩钻进中,钻具磨损严重,,钻头刀具脱落,钻机离合片损坏。主要原因是孔太深,钻杆太长,岩层坚硬,钻头阻力较大,普通硬质合金三翼钻头钻进不能满足工法要求。

  4.1.6小结:在后续试打桩过程中应作如下调整:钻进至含粘性土角砾层后,钻速减慢,泥浆比重调整到1.5左右,强大泥浆护壁和浮渣功能;对钻机性能进行全面检查,更换部分配件;进入强、中风化凝灰岩后要改用其它钻头具。

  4.2:工艺二:GPS20型钻机+“冲击锤冲孔+正循环”,2#试桩

  4.2.1施工工艺的确定:在总结第一根桩试打桩经验的基础上,2#桩进行了工艺调整,即在含粘性土角砾层以上(含粘性土角砾层)采用“普通三翼钻头钻进+正循环”,进入强、中风化岩层时采用“冲击锤冲孔+正循环”。

  4.2.2泥浆比重选择:2#桩在粘性土角砾层中钻进,泥浆比重控制在1.5左右,避免1#桩埋钻。

  4.2.3钻进设备的选择:在含粘性土角砾层以上(含粘性土角砾层)采用GPS-20型钻机普通三翼钻头钻进,辅以正循环清孔;进入强、中风化岩层时采用“冲击锤冲孔+正循环”。

  4.2.4实际钻进情况:2#桩自10月3日16:31开钻,至10月19日09:00结束,历时16天,在其有效工时内,钻机进尺情况如下:

  A、含粘性土角砾以上土层:采用普通硬质合金三翼钻头钻进,有效钻进时间14.3小时,成孔深度42.98m,钻进速度平均为3.01m/h。

  B、含粘性土角砾层:采用普通硬质合金三翼钻头钻进,有效钻进时间81.03小时,成孔深度29.35m,钻进速度平均为0.36m/h。

  C、强风化凝灰岩层1:采用普通硬质合金三翼钻头钻进,有效钻进时间49小时,成孔深度1.45m,钻进速度平均为0.03m/h。

  D、强风化凝灰岩层2:改用单绳冲击锤冲孔,有效冲孔时间为24.67小时,成孔深度1.71m,平均进速为0.07m/h。

  E、中风化凝灰岩层:冲击锤冲孔,有效钻进时间31.42小时,成孔深度2.06m,平均进速为0.07m/h。

  4.2.5小结:综合分析2#试打桩全过程,对后续试打桩工艺应作如下调整:钻进至含粘性土角砾层后,泥浆比重要始终控制在1.5左右;同时,为保证钻进效率,减少钻机对岩屑的重复磨碎,拟引进气举法反循环清孔工艺,及时将孔底岩屑气举排出孔外;进入强、中风化凝灰岩后,宜改用更高强度钻具,引进牙轮钻头或(滚刀钻头),以提高嵌岩效率;对冲击成孔工艺,对桩成孔质量和桩底基岩的完整性可能产生不利影响,因此立即停止了该工艺的试用。

  4.3 工艺三:GPS20型钻机+“牙轮钻钻进+气举反循环”,3#试桩

  4.3.1施工工艺的确定:总结1#、2#桩试打桩经验,在3#桩试打桩过程中再次进行了工艺调整,即在含粘性土角砾层以上采用“普通三翼钻头钻进+正循环”,进入含粘性土角砾层后改用“普通三翼钻头钻进+气举反循环清孔”,但因土角砾层碎石粒径过大造成堵管,再次采用普通三翼钻头钻进+正循环”,进入强、中风化岩层时采用“牙轮钻钻头钻进+气举反循环清孔”。

  4.3.2泥浆比重选择:在含粘性土角砾层以上,选用原土自然造浆,泥浆比重控制在1.3左右,进入土角砾后调整为1.5左右。

  4.3.3钻进设备的选择:在含粘性土角砾层以上采用GPS-20型钻机普通三翼钻头钻进,辅以正循环清孔工艺;进入含粘性土角砾层后采用气举反循环及普通正循环工艺;进入强、中风化岩层时采用“牙轮钻钻孔+气举反循环”。

  4.3.4实际钻进情况:3#桩自11月1日18:50开钻,至11月9日09:00结束,在其有效工作时间内,钻机进尺情况如下:

  A、含粘性土角砾以上土层:采用普通硬质合金三翼钻头钻进,有效钻进时间9.3小时,成孔深度47.58m,钻进速度平均为5.12m/h。

  B、含粘性土角砾层:采用普通硬质合金三翼钻头钻进,同时开始采用气举反循环清孔工艺,有效钻进时间22.49小时,成孔深度22.64m,钻进速度平均为1.01m/h。

  C、强风化凝灰岩层:采用牙轮钻头钻进,气举反循环清孔,有效钻进时间17.25小时,成孔深度4.58m,钻进速度平均为0.27m/h。

  D、中风化凝灰岩层:采用牙轮钻头钻进,气举反循环清孔,有效钻进时间6.49小时,成孔深度1.62m,钻进速度平均为0.25m/h。

  4.3.5故障处理和原因分析:

  A、在角砾层钻进中,采用气举反循清孔工艺,产生堵管。主要原因是角砾粒径较大,造成反循环管路堵塞,其中气举反循环吸出的石块最大边有17cm。

  B、在角砾层中钻进,钻头阻力较大,钻头刀具脱落和钻机离合片损坏严重。

  4.3.6小结:反循环清孔工艺适用本主楼工程桩的施工,在岩层中不仅钻进效率高,还能保证清孔质量;牙轮钻头在岩层中钻进效率较高,应优选;在角砾层中反循环钻进堵塞严重,施工效率低,设备事故率高,应改用正循环工艺。如果在二次清孔时,改用气压法直接从孔底压气排渣、置换泥浆,不仅不会堵管,而且还能调浆,把泥浆比重调到灌注砼的要求。

  4.4 工艺四:GPS20型钻机+“滚刀钻头钻进+气压清渣”,4#、5#、6#试桩

  4.4.1施工工艺的确定:含粘性土角砾层以上采用“普通三翼钻头钻进+正循环”,进入强、中风化岩层时采用“滚刀(牙轮)钻钻头钻进+气举反循环清孔”。

  4.4.2泥浆比重选择:在含粘性土角砾层以上,选用原土自然造浆,泥浆比重控制在1.3左右,进入土角砾后调整为1.5左右。

  4.4.3钻进设备的选择:GPS20型钻机。

  4.4.4实际钻进情况:4#桩自11月12日06:00开钻,至11月16日09:05结束,历时5天,在其有效工作时间内,钻机进尺情况如下:

  A、含粘性土角砾以上土层:采用普通硬质合金三翼钻头钻进,有效钻进时间13小时,成孔深度47.1m,钻进速度平均为3.62m/h。

  B、含粘性土角砾层:采用普通硬质合金三翼钻头钻进,正循环清孔工艺,有效钻进时间14.42小时,成孔深度23.08m,钻进速度平均为1.6m/h。

  C、强、中风化凝灰岩层:采用滚刀钻头钻进,气举反循环清孔,有效钻进时间25.41小时,成孔深度6.66m,钻进速度平均为0.26m/h。

  4.5 5#、6#桩试打桩情况

  5#、6#桩成桩均在4~5天,施工工艺与4#桩相同,在中风化岩层中改用滚刀钻头,同时采用气压清渣工艺,钻进效率明显提高。同时采用气压清渣工艺,钻进效果也很好,这两根试桩在二清时都使用了气压法直接从孔底压气排渣、置换泥浆,不仅没有堵管,而且还能调浆,把泥浆比重调到灌注砼的要求。

  5.结束语

  综合上述六根工程试桩情况,结合本工程地质条件和工程结构特点,该工程嵌岩桩施工工艺最后定为:

  上部地层在进入角砾层前用“GPS—20钻机+普通三翼钻头钻进+正循环+中档转速+中钻压+高性能泥浆+大泵量”工艺钻进,泥浆比重控制在1.2左右;进入角砾层以后除泥浆比重调整到1.5左右外其工艺上同;进入强、中风化凝灰岩后,改用GPS—20钻机+滚刀钻头钻头+正循环+高档转速+高钻压+中性能泥浆+中泵量”工艺钻进。在砼导管下放完成后进行二清时,辅之以气压清渣工艺,直接压气,气举沉渣,置换泥浆,下调比重,直到满足砼灌注沉渣厚度和泥浆比重要求。

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