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摘 要：深厚卵石结构的钻探和桩基处理,会遇到钻头磨损严重、钻入效率不高、孔壁塌陷、排渣和取芯困难等挑战.细致查找卵石结构颗粒级配和粗颗粒强度性质并进行科学评价,属于卵石结构桩基施工好坏的重要任务.本文以某桥梁深厚卵石层项目的勘察与桩基施工为探究对象,讨论了卵石层勘察方法的高效性以及对桩基成孔的干扰,阐述了深厚卵石层项目桩基摩擦阻力、桩端承载水平取值和桩基施工等建议.
关键词：桥梁基础项目;深厚卵石层;勘察;评价
冲洪积成因卵石层通常是母岩通过水动力搬运沉淀在河谷和低级阶地表面的物质,存在粒径分布面积大、颗粒空隙大、渗透值高、粗颗粒坚硬等特征,在地下水较多地方属于较好的透水层.和黏性土、砂类土与岩石不一样,在卵石层内建设桥梁桩基础,要突破许多困难,因为卵石颗粒间结构疏松,胶结强度小,地层压力是以卵石颗粒表层面对点传送,在受到影响后自稳性能差,卵石岩性类型很多,通常以高性能石英岩、硅质岩以及花岗岩等为重要的硬质岩,存在较大的磨圆度,不管是勘察过程的地质钻眼或者施工过程的桩基成孔,均会遇到钻头磨损严重、孔壁易塌陷、钻入效率不高、排渣和取芯困难等挑战.实践显示,在深厚卵石层展开地质勘察时,容易产生孔壁塌陷情况,进而出现卡钻与埋钻故障;当钻头接触硬质且磨圆度良好的卵石时,卵石将表现出滚珠状移动,钻机振动剧烈且钻入迟缓,取芯困难,极大影响勘察质量.
一 工程概况
某座桥梁主桥长1310米,规划荷载：公路一级,桥面净宽为2×（0.5+11.5+0.5）米,桥梁跨径分布（55+12×100+55）米,小里程端是0#墩,里程是K21+938,大里程端是14#墩,里程是K23+248,基础都选择钻眼摩擦桩,数量为180根,包括40根Φ1.8米钻孔桩,132根Φ1.7米钻孔桩和8根Φ1.5米钻孔桩.
二 卵石层对地质勘察和桩基成孔的干扰
该大桥处在黄河河床和河漫滩,地下水和黄河水联系密切、水量较多,尤其是在孔深很大的条件下,起钻时往往会导致孔中护臂剂液面降低太大,造成含水层地下水迅速向孔中流入,孔壁土体在朝着钻眼中心的动水压力影响下极易出现孔壁塌陷问题.另外,迅速的起钻还将出现像活塞的抽吸情况,将加大孔壁塌陷频率.所以,在成孔时,确保护臂剂性能、保证孔壁液高度和稳妥的处理方式是避免卵石土孔壁塌陷的重点.另外,卵石粒径太大时,将明显加大钻入、排渣与清底的困难性.
卵石层结构内颗粒级配对基础钻眼与施工过程基础成孔的干扰程度有所区别.在卵石层内钻眼,卵石强度对钻机端部的磨损与钻入速度也有较大影响.图1是卵石饱和单轴防压强度和钻头磨损系数的关联,卵石单轴防压强度是经过岩芯点荷载样本换算获得,针对形状归则符合单轴防压强度测试粒径的卵石,就把卵石加工成试样后展开饱和单轴防压测试[1].由图1发现,伴随卵石单轴防压强度的加大,钻头磨损系数表现出指数增大.此外,经过对不同土层内的桩基成孔装置运行参数统计总结得到表1所示内容,分析发现,卵石层内桩基成孔的钻入压力明显超过砂土层与黏土层,而钻入速度与进尺就相反,由此从侧面映射出卵石层坚硬性对桩基础成孔的作用.
三、深厚卵石层项目性质评价和对桩基处理的科学化意见
(一)颗粒级配介绍
在《土工试验方法标准》上,针对粒径是0.075-60mm的试样,能选择筛分测试展开颗粒研究,其提出的最大筛分网格是60毫米,丧失对60毫米之上土体颗粒的筛分辨别能力,此外,筛分土样通常是在地质勘探岩心内获取,所以,测试统计结果无法充分体现卵石层内粒径布局特点与物理特性.漂石与大粒径卵石对基础处理有直接影响,其颗粒尺寸、磨圆度、排列形式以及密实度等属于这类土关键的参数内容,对机械选型与工艺技术具有较大影响,需要对颗粒成分繁琐的卵石层展开全颗粒研究[2].而在挑选成孔方法与钻头时,要兼顾卵石粒径对钻入时效及钻头的干扰.研究显示,在深厚卵石层内能够选择气举反循环搭配大直径滚刀工作,借助钻机具有的竖向压力和滚刀的咬合剪切力碎化大粒径卵石,能明显提升桥梁基础的成眼速率.
(二)卵石层基础侧摩阻力介绍
在0#-2#墩间进行可SZ1、SZ2 2根试桩,直径为Φ1.2米,桩下高程是+74.108米,规划桩长是50米,桩上部标高为124.108米,借鉴的地质钻眼是DZ1,孔口高程为124.220米,选择自平衡法试验各土层有用侧摩阻力,发现试样侧摩阻力测试值在标准推荐区间中,勘察供应参考值比较保守,但兼顾到深厚卵石层属于扰动敏感结构,所供应的参考值在科学范畴内.
(三)深厚卵石层对基础成孔的处理建议
选择冲击和旋挖成孔时,干扰最大的是卵石层.由于卵石尺寸不同、埋深和厚度大、易塌陷,选择冲击成孔时,要尤其注重护壁工作,研究显示,选择气举反循环搭配大直径滚刀钻头,而且搭配聚丙稀酰胺絮凝剂与植物凝胶等钻入浆液,可以有效减少对卵石层的扰动与防止渗透[3].选择旋挖成孔时,要考量大直径漂石和粉砂胶结层的严重影响,编制科学的施工计划.
该大桥选择旋挖成孔方式展开桩基础处理,清孔后对SZ3、SZ4采取伞形孔径仪测试成孔直径,把四条检测臂贴合井壁,把两个正交方位上的孔径改变平均值用作成孔直径,描绘出的孔直径伴随深度的改变曲线见图2所示.SZ3桩规划值时150cm,规划孔深时62米,测试孔径最高值179.6cm,孔径最低值150.2cm,孔径平均值161.1cm,桩孔偏心距16cm,垂直度為0.26%;SZ4桩径规划值是150cm,规划孔深时62米,测试孔径最高值163.6cm,孔径最低值150.2cm,孔径平均值153.1cm,桩孔偏心距为160mm,垂直为0.19%.两试样的深度22-52米段地层是卵石层,孔径于平均值周边,超过规划孔径大概10cm,表示深厚卵石层属于敏感地层,规划时要注意成孔对卵石层结构扰动的作用.
四 结论
（一）该桥梁桥址位置分布存在深厚卵石层结构,平均厚度约50米,卵石含量约80%,卵石中值粒径大概是5-7cm,最高粒径大概60厘米,卵石磨圆度普通、质地硬化,对地质勘察与基础成孔有较大影响.
（二）卵石对地质勘察与基础成孔的影响体现出对钻头的卡死与塌孔及孔壁渗透,卵石硬度对成孔的干扰表现为加剧钻头损坏及减小钻入速度.
（三）针对勘察过程的颗粒筛分测试不能对6cm之上的大颗粒展开划分,而大粒径卵石和漂石对基础成孔影响很大,依靠旋挖机等大型机械,施工过程要对卵石层展开全颗粒研究;卵石层是扰动敏感结构,桩基规划参数要经过试桩决定.
参考文献：
[1]高清材,张国超.桥梁基础工程中深厚卵石层工程勘察及技术分析[J].土工基础,2020,34（02）：140-144.
[2]潘艳军.深厚卵石层大直径长桩基施工关键技术[J].四川水力发电,2020,39（02）：39-41.
[3]罗承浩.岩溶区深厚卵石层大直径静压沉管桩施工关键技术研究[J].福建建材,2018（11）：77-79+74.
总结：归纳总结，该文是一篇关于卵石方面的大学硕士和本科毕业论文范文,可作为工程勘察和桥梁相关论文开题报告写作参考和职称论文写作文献资料.
卵石引用文献:
[1] 工程勘察论文范文 关于工程勘察论文范文资料2万字
[2] 工程勘察论文范文 工程勘察方面开题报告范文2万字
[3] 工程勘察论文范文 工程勘察相关硕士学位论文范文2万字
