山東水庫入巖樁施工方案一、工程概況本工程為山東某水庫除險加固工程配套樁基項目，主要為大壩防滲墻基礎(chǔ)加固及溢洪道閘室結(jié)構(gòu)樁基施工。工程位于魯中南山前沖洪積平原區(qū)，庫區(qū)地層以第四系松散堆積物與基巖為主，設(shè)計入巖樁直徑1.2-2.0m，樁長15-35m，總樁數(shù)286根，混凝土強度等級C35，單樁承載力特征值不低于3000kN。工程區(qū)域地下水埋深2.5-6.8m，對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性，施工需滿足水利工程SL/T5219-2019《水利水電工程灌注樁施工技術(shù)規(guī)范》要求，確保樁基嵌入中風(fēng)化巖層深度不小于2.0m。二、地質(zhì)條件分析（一）地層巖性特征覆蓋層分布表層為第四系全新統(tǒng)沖積層（Q4al），厚度3.0-7.5m，自上而下分為：①素填土：黃褐色，松散，主要由黏質(zhì)砂土組成，含少量植物根系，層厚0.5-1.2m②礫砂層：灰黃色，稍密-中密，礫石含量35%-40%，粒徑20-80mm，砂粒以中粗砂為主，滲透系數(shù)3.4×10-2cm/s，層厚2.0-5.8m③粉質(zhì)黏土：灰褐色，可塑，含少量礫石，干密度1.58g/cm3，層厚0.5-1.5m（局部缺失）基巖地質(zhì)特征下伏基巖為元古界泰山群花崗片麻巖（Ar3）及燕山期二長花崗巖（γ52）：花崗片麻巖：灰白-淺肉紅色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，主要礦物為石英（35%-40%）、長石（45%-50%），節(jié)理裂隙發(fā)育，按風(fēng)化程度分為：全風(fēng)化帶：巖芯呈土狀，風(fēng)化厚度2-5m，RQD=0強風(fēng)化帶：巖芯呈碎塊狀，風(fēng)化厚度3-8m，RQD=20%-40%中風(fēng)化帶：巖芯呈短柱狀，節(jié)理間距0.5-1.5m，RQD=60%-80%，單軸抗壓強度35-55MPa二長花崗巖：肉紅色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分以鉀長石（40%）、斜長石（25%）、石英（25%）為主，巖體完整性較好，節(jié)理不發(fā)育，中風(fēng)化單軸抗壓強度50-70MPa（二）不良地質(zhì)現(xiàn)象斷裂構(gòu)造：壩軸線右側(cè)發(fā)育F4壓扭性斷層，走向NE50°，傾向NW，傾角85°，斷層帶寬12-17m，帶內(nèi)巖芯破碎，巖芯采取率0，需采用混凝土塞+固結(jié)灌漿處理巖溶發(fā)育：局部地段存在溶蝕孔洞，直徑0.2-1.5m，充填粉質(zhì)黏土及碎石地下水作用：基巖透水率2.4-20.6Lu，屬弱-中等透水層，易引發(fā)孔內(nèi)管涌、塌孔三、施工總體部署（一）施工分區(qū)將工程劃分為3個施工區(qū)：A區(qū)（主壩段）：樁數(shù)124根，采用旋挖鉆+沖擊鉆聯(lián)合施工B區(qū)（溢洪道段）：樁數(shù)98根，采用全套管鉆機施工C區(qū)（副壩段）：樁數(shù)64根，采用長螺旋鉆機施工（二）設(shè)備配置設(shè)備類型型號規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)旋挖鉆機SR360R3臺最大扭矩360kN·m，鉆孔直徑2.5m沖擊鉆機CZ-65臺沖擊功60kJ，鉆頭重量5-8t全套管鉆機RT-2002臺套管直徑2.0m，最大鉆進深度50m長螺旋鉆機JZL902臺鉆孔直徑1.2m，扭矩90kN·m泥漿循環(huán)系統(tǒng)3PNL泵6套流量150m3/h，揚程25m混凝土輸送泵HBT803臺理論輸送量80m3/h（三）施工流程測量放線→場地平整→樁位復(fù)核→鉆機就位→成孔施工→清孔換漿→鋼筋籠制作安裝→導(dǎo)管安裝→水下混凝土灌注→樁頭處理→質(zhì)量檢測四、關(guān)鍵施工工藝（一）成孔施工技術(shù)旋挖鉆成孔（適用于A區(qū)）采用套管跟進護壁，套管直徑比設(shè)計樁徑大100mm，第一節(jié)套管入土深度≥2.5m覆蓋層鉆進：選用雙底撈砂斗，轉(zhuǎn)速20-30r/min，進尺速度0.5-1.0m/min入巖施工：更換截齒筒狀鉆頭，采用"低轉(zhuǎn)速、高扭矩"模式，轉(zhuǎn)速8-12r/min，每次進尺控制在30-50cm，及時清理孔底巖屑終孔判斷：當(dāng)鉆桿反扭矩突然增大至280-320kN·m，結(jié)合巖芯取樣確認(rèn)進入中風(fēng)化巖層，繼續(xù)鉆進至設(shè)計深度沖擊鉆成孔（適用于斷層破碎帶）采用"低沖程開孔、中沖程造孔、高沖程入巖"工藝：覆蓋層：沖程1.0-1.5m，沖擊頻率40-50次/min，采用泥漿護壁，泥漿比重1.2-1.3基巖面：沖程1.5-2.0m，投入黏土塊+片石擠密護壁入巖階段：沖程2.0-3.0m，采用十字形合金鉆頭，每沖擊3-5次掏渣一次斷層處理：當(dāng)鉆進至F4斷層帶時，采用"片石回填+小沖程反復(fù)沖擊"工藝，回填片石粒徑10-20cm，摻加5%-8%水泥，沖程控制在1.0m以內(nèi)，直至孔底沉渣厚度≤50mm長螺旋鉆孔（適用于C區(qū)）采用專利技術(shù)"雙層中空鉆桿+合金鉆頭"系統(tǒng)（參考CN205804362U）：干作業(yè)成孔，空壓機提供0.6-0.8MPa壓縮空氣，通過鉆桿氣孔清除巖屑入巖鉆頭采用YG8硬質(zhì)合金齒，切削角60°，刃口鑲嵌金剛石復(fù)合片鉆進參數(shù)：轉(zhuǎn)速15-20r/min，進給壓力120-150kN，單次鉆進深度1.5-2.0m（二）鋼筋籠制作與安裝加工要求主筋采用HRB400EΦ25鋼筋，間距150mm，螺旋箍筋Φ10@200mm，加強筋Φ16@2000mm鋼筋籠分節(jié)制作，長度9-12m，采用滾焊機成型，主筋接頭采用直螺紋連接，同一截面接頭率≤50%保護層采用混凝土墊塊，強度C40，每2m設(shè)一組，每組4塊吊裝工藝采用25t汽車吊雙點起吊，吊點設(shè)在加強筋位置，吊具與鋼筋籠接觸處設(shè)弧形墊木孔口對接時采用導(dǎo)向鋼管定位，主筋直螺紋連接后用扭矩扳手檢測，扭矩值≥260N·m安裝深度誤差控制在±50mm，籠頂標(biāo)高采用水準(zhǔn)儀控制，固定采用4根Φ16吊筋與護筒焊接（三）水下混凝土灌注導(dǎo)管配置采用Φ250mm螺旋快速接頭導(dǎo)管，壁厚8mm，每節(jié)長度2.0-3.0m，底管長度≥4.0m導(dǎo)管使用前進行水密性試驗，試驗壓力0.6MPa，持壓15min無滲漏導(dǎo)管底部距孔底距離控制在300-500mm灌注工藝首灌量計算：V=πD2H/4+πd2h/4（D為樁徑，H為孔底至導(dǎo)管底距離，d為導(dǎo)管直徑，h為導(dǎo)管內(nèi)混凝土高度），確保首灌埋管深度≥1.0m灌注速度：30-50m3/h，連續(xù)灌注，中途停頓時間≤30min埋管深度：控制在2-6m，每次拆管前測量混凝土面高度，超灌高度0.8-1.2m特殊情況處理：當(dāng)出現(xiàn)堵管時，采用上下抖動導(dǎo)管（幅度≤30cm）或高壓水沖洗；若斷樁超過30min，立即采用地質(zhì)鉆機鉆除松散混凝土后重新灌注五、質(zhì)量控制措施（一）成孔質(zhì)量控制孔位偏差：采用全站儀放樣，誤差≤50mm，護筒埋設(shè)后復(fù)測，偏差≤30mm孔徑控制：每5根樁檢查一次鉆頭直徑，磨損超過10mm及時補焊，孔徑檢測采用井徑儀，允許偏差±50mm垂直度控制：鉆機安裝時調(diào)平轉(zhuǎn)盤，每鉆進5m采用測錘檢查，垂直度偏差≤1%孔深控制：以中風(fēng)化巖面為基準(zhǔn)，采用測繩+重錘（2kg）雙控，終孔深度誤差±100mm（二）混凝土質(zhì)量控制配合比設(shè)計：水泥采用P·O42.5R，砂率38%-42%，水膠比0.45-0.50，摻加粉煤灰（Ⅰ級）15%-20%，聚羧酸系減水劑（摻量1.2%），初凝時間≥8h材料控制：粗骨料采用5-25mm連續(xù)級配碎石，含泥量≤1%；細(xì)骨料采用中砂，細(xì)度模數(shù)2.6-3.0，含泥量≤3%灌注監(jiān)控：每車混凝土檢測坍落度（180-220mm），每50m3制作1組試塊（3件），標(biāo)養(yǎng)28d強度≥35MPa（三）特殊地質(zhì)處理斷層破碎帶鉆進至斷層帶前1.0m時，降低鉆進速度，采用Φ127mm地質(zhì)鉆桿超前鉆探，查明斷層產(chǎn)狀采用"孔內(nèi)注漿+套管跟進"工藝：注入水泥-水玻璃雙液漿（水灰比1:1，水玻璃濃度35Be'，體積比1:0.5），注漿壓力0.5-1.0MPa，待凝48h后復(fù)鉆巖溶孔洞當(dāng)鉆進至孔洞頂部時，投入級配碎石（粒徑5-30mm）+水泥（摻量15%），沖擊密實后繼續(xù)鉆進孔洞直徑＞1.0m時，下置Φ1000mm鋼護筒穿越，筒內(nèi)填充C20混凝土后重新成孔涌水處理輕微涌水（涌水量＜5m3/h）：采用優(yōu)質(zhì)泥漿（比重1.3-1.4，黏度25-30s）護壁嚴(yán)重涌水（涌水量≥5m3/h）：在孔口周圍布置3-4個減壓井，井深超過樁底5m，采用潛水泵持續(xù)排水六、安全文明施工（一）安全防護措施孔口防護護筒高出地面300mm，周圍設(shè)置1.2m高防護欄桿，刷紅白警示漆，掛安全網(wǎng)未施工樁孔采用Φ16鋼筋網(wǎng)（網(wǎng)格100×100mm）覆蓋，周邊設(shè)置排水溝用電安全采用TN-S接零保護系統(tǒng)，配電箱安裝漏電保護器（動作電流≤30mA，動作時間≤0.1s）鉆機、電焊機等設(shè)備設(shè)置防雨棚，電纜架空敷設(shè)（高度≥2.5m），嚴(yán)禁拖地浸泡特種設(shè)備管理起重機械安裝GPS定位系統(tǒng)，操作人員持證上崗，吊裝作業(yè)設(shè)置警戒區(qū)，專人指揮定期檢查鋼絲繩（斷絲數(shù)≤10%）、吊鉤（無裂紋、磨損≤10%）、制動系統(tǒng)（二）環(huán)境保護措施泥漿處理設(shè)置三級沉淀池（總?cè)莘e500m3），泥漿循環(huán)使用，鉆渣采用壓濾機脫水后運至指定棄渣場廢水經(jīng)處理后回用，pH值控制在6-9，懸浮物≤100mg/L噪聲控制高噪聲設(shè)備設(shè)置隔音棚，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB，夜間施工辦理許可手續(xù)合理安排施工時間，沖擊鉆夜間22:00-次日6:00停止作業(yè)揚塵防治施工道路硬化（200mm厚C20混凝土），配備2臺霧炮機，每日灑水3-4次水泥、粉煤灰等材料采用密閉罐車運輸，存儲于封閉料倉七、施工監(jiān)測與驗收（一）施工監(jiān)測成孔監(jiān)測每樁進行孔徑、孔深、垂直度檢測，采用JJC-1D型孔徑儀，測量精度±1%清孔后檢測沉渣厚度，采用聲波透射法，沉渣厚度≤100mm樁基檢測低應(yīng)變反射波法：檢測數(shù)量100%，判斷樁身完整性，Ⅰ、Ⅱ類樁比例≥95%聲波透射法：檢測數(shù)量20%，采用預(yù)埋3根Φ57聲測管，管內(nèi)注清水，檢測前標(biāo)定聲速單樁靜載試驗：檢測數(shù)量3根（設(shè)計等級甲級），加載至6000kN，沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為1h內(nèi)沉降量≤0.1mm（二）驗收標(biāo)準(zhǔn)項目允許偏差檢查方法樁位偏差單排樁≤50mm，群樁≤100mm全站儀測量樁頂標(biāo)高±50mm水準(zhǔn)儀測量樁身完整性Ⅰ、Ⅱ類樁低應(yīng)變/聲波透射承載力不小于設(shè)計值靜載試驗混凝土強度≥35MPa試塊抗壓試驗八、應(yīng)急預(yù)案（一）坍孔處理輕微坍孔：孔內(nèi)水位下降，伴有少量泥沙返出，立即停止鉆進，投入黏土塊（直徑10-20cm），采用低沖程（0.5-1.0m）沖擊密實，待穩(wěn)定后繼續(xù)鉆進嚴(yán)重坍孔：護筒傾斜、孔口塌陷，立即撤離鉆機，采用砂袋回填至坍孔位置以上2.0m，待地層穩(wěn)定72h后，重新埋設(shè)護筒（加長護筒至穩(wěn)定地層），采用沖擊鉆復(fù)鉆（二）鋼筋籠上浮預(yù)防措施：混凝土面接近鋼筋籠底部時，降低灌注速度（≤20m3/h），導(dǎo)管埋深控制在2-3m處理方法：立即停止灌注，用吊機緩慢下放鋼筋籠，測量上浮量，若上浮≤300mm，繼續(xù)灌注；若上浮＞300mm，需拔出鋼筋籠，清除孔內(nèi)混凝土后重新施工（三）設(shè)備故障鉆機卡鉆：立即切斷電源，檢查卡鉆原因，若為