摘要:通过工程实例介绍反循环钻机在圆砾层地质施工技术。针对圆砾层地质钻孔灌注桩的施工,来指导在圆砾层的成孔率,进行探讨研究,经过现场实践试验通过技术分析得出结论;对采用反循环的施工工艺在圆砾层有值得借鉴意义。
关键词:汉江;钻孔灌注桩;圆砾层;反循环钻机;
前言:本文以湖北汉江公路二桥为依托,对汉江流域在圆砾层、卵石层地质条件下的钻孔灌注桩的施工技术进行研究,重点在于提高施工过程的成孔率,以及反循环施工技术在该地质层的应用。提高成孔率,提高圆砾层地质施工工期。
1 工程概况
汉江公路二桥工程全桥长2.27km。中心桩号为K2+343.5。本工程钻孔灌注桩数量328根,桩长17~70m,桩径Φ1.2m、Φ1.5m、Φ1.8m和Φ2.0m。桩长从17m到70m不等,在孔深14时,进入圆砾层。
2 工程地质
根据设计地质资料,自上而下的描述如下:地质划分为11个层组:
第①层素填土(Qml):灰黄色、灰褐色。湿,主要由粘性土、粉土、粉砂组成,局部夹碎石,土体结构松散,土质不均匀,含少量植物根系,为新近回填堆积。厚度0.8-~2.2m。沿线均有分布。
第②层粉土夹粉砂(Q4al):灰褐色,很湿-饱和状,土质不均,粉土呈中密-密实状,粉砂呈稍密状,具摇振反应,局部夹薄层可塑状粉质粘土。该层一般埋深0.5~5.3m,层厚2.6~7.1m,大部分地段均有分布。
第③淤泥质粘土(Q4al):灰褐色,流塑,土质较均,含少量黑色腐殖质,干强度及韧性中等偏低,局部夹少量粉土粉砂颗粒。该层一般埋深5.1~10.4m,层顶标高25.36~32.53m,层厚0.8~3.1m,沿线部分地段有分布。
第④-1粉质粘土(Q4al):灰褐色,软塑,土质不均,含少量铁锰质氧化物,局部夹粉土,饱和,稍密-中密状。该层一般埋深0.9~9.3m,层厚1.2-6.0m,沿线局部地段分布。
第④-2层粉质粘土夹粉土粉砂(Q4al+pl):灰褐-青灰色,饱和,以粘性土为主,可塑偏软,夹有少量薄层粉土粉砂,饱和,稍密-中密状。摇振反应迅速。该层一般埋深1.2~16.4m,层顶标15.92~34.86m,层厚1.2~10.5m,沿线局部地段分布。
第⑤层粉细砂(Q4al+pl):灰褐-青灰色,稍密状,饱和,主要由石英、长石等组成,含云母片,土层性质总体较均匀,呈碎屑状,上部以粉砂颗粒居多,往下细粒含量有所增加,局部夹少量薄层状粘性土。一般埋深0.0~27.9m,层厚2.1~27.2m,层顶标高13.22~32.92m,沿线大部分地段分布。
第⑥层圆砾(Q4al+pl):杂色,稍密,饱和,成分以石英砂岩为主,含量约为65~75%,粒径一般1~3cm,多呈亚圆状,磨圆度较好,空隙间充填物为砂性土,土质不均匀。埋深13.70~18.50m,层顶标高9.45~19.47m,层厚3.5~24.6m,沿线段均有分布。
第⑦层卵石(Q4a):杂色,中密,饱和,颗粒成分以石英砂岩为主含量约为60~70%,粒径一般2~5cm,多呈亚圆状,磨圆度较好,空隙间充填物为砂性土,土质不均匀。一般埋深18.6~39.50m,层顶标高-10.42~-2.4m,层厚1.2~13.8m,沿线地段均有分布。
第⑧层砂岩(K-E)褐黄色,强风化,粉砂质结构,中厚层状构造,泥质胶结,主要矿物成分为石英、长石、云母。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆节理裂隙发育,岩体极破碎,岩芯多呈砂状,其中上部约3.2~-4.7m柱状中风化砂岩,采取率78%~80%。岩体被划分为Ⅴ级。一般埋深32.10~44.90m,层顶标-14.20~1.12m,层厚1.80-11.40m。
第⑨层泥岩(K-E)黄褐色,强风化,泥质结构,中厚层状构造,泥质胶结,泡水易软,主要矿物成分为粘土矿物。节理裂隙发育,岩体破碎,手可掰碎,岩芯多呈土柱状,采取率70%-~75%。岩体被划分为Ⅴ级。一般埋38.80~50.50m,层顶标高-16.50~4.94m,层厚3.10~16.20m,全场区分布。
第⑩层砂岩(K-E)褐黄色,强风化,粉砂质结构,中厚层状构造,泥质胶结,主要矿物成分为石英、长石、云母。节理裂隙较发育,岩体极破碎,岩芯多呈砂状,局部少量短柱状中风化砂岩,采取率78%~80%,岩体被划分为Ⅴ级。一般埋深47.80-~59.70m,层顶标-23.30~-15.44m,层厚2.70~20.80m,全场区分布。
第11层泥岩(K-E)褐黄色,强风化,泥质结构,中厚层状构造,泥质胶结,泡水易软,主要矿物成分为粘土矿物。节理裂隙较发育,岩体较完整,岩芯土柱状,采取率75%~80%,RQD=40~65%。岩体被划分为Ⅴ级。埋深59.60~86.30m,层顶标高-50.64~-24.47m,全场区分布。
3 反循环钻机施工技术
根据现场地质资料,在施工过程进行了泥浆局部调整;在孔深14内,地质为素土、粉细砂、粉质粘土等,在此地质中,泥浆比重1.2,粘度18s,因需钻进所有占不考虑含砂率。钻进速度控制在每小时钻进10m左右。在钻进至14m时,同时也是即将进入圆砾层界面暂停钻进。进行泥浆比重调整为不下于1.22,年度21~24s,放慢钻进速度,将钻进速度控制在每小时5m左右;并且在每次增加钻杆一节,就需要进行泥浆测定。增加上下扫孔,防止有缩孔现象。观察护筒内泥浆面的情况,防止出现漏浆现象。由地质资料显示,圆砾层地质空隙率较大,同时也存在着地下水,距汉江较近,地下水丰富。泥浆指标的测定频率为每钻进2.5m(每节钻杆长2.5m)测定不少于两次。泥浆指标不得低于进入圆砾层时的要求。
因靠近汉江,要注意汉江水源的保护,不得采用对水源有影响的造浆材料,来进行制备泥浆。采用环保型材料来进行制备泥浆;天然黄土及粘性土为宜。
结束语
经过多次总结得出反循环钻机在圆砾层中施工要注意事项,对施工中的各个环节进行了总结,大致归纳为以下几点:
1、反循环钻机施工对地质取样准确,对圆砾层的粒径分析有更多的指导意义;与地质报告进行比对性强。
2、反循环钻机在该地质条件下可满足具体施工需要,但在圆砾层范围内钻进时,要加强上下扫孔,泥浆比重控制在1.2以上,且圆砾层钻进时要时刻注意护筒内泥浆面的变化,以免出现漏浆情况。
3、圆砾层的钻进速度必须放慢,以每小时不小于5m的速度进行钻进,但必须保证泥浆指标;增加泥浆指标测定次数每节钻杆的增加必须测定两次泥浆指标。尤其在圆砾层加强泥浆的监控,放慢钻进速度。现场控制好泥浆比重、粘度和含砂率三大指标。
4、反循环钻机在圆砾层地质中施工工艺的可行性、施工准备的可靠性、施工组织的合理性,为我们提供了有价值的技术参数,也为我们以后桩基的大规模施工积累了经验。
参考文献:
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论文作者:1赵灵远,2景军丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/26
标签:泥浆论文; 地质论文; 钻机论文; 汉江论文; 柱状论文; 粘土论文; 标高论文; 《基层建设》2019年第7期论文;