巖溶地質橋梁樁基施工技術論文

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巖溶地質橋梁樁基施工技術論文

1巖溶地質條件下橋梁樁基施工技術要點

1.1施工工藝

針對本橋,我們采取的溶洞處理工藝是:

(1)如果洞高較大的樁基,并且洞內沒有填充物,沖孔時沖到溶洞的頂部,泥漿突然下降很大,供應泥漿不能回升,也不能保持循環流動,此時需要將準備好的粘土、袋裝水泥、碎石、砂礫或片石等混合物拋入樁孔內。然后埋置鋼筒,重新開鉆。如果有漏漿情況,則復打內護筒,封堵筒腳,并通過回填適量的粘土和片石,使用小沖程沖擊,以起到堵漏的作用。

(2)如果樁基處于溶洞層數較少的地區,且洞高不大,洞內沒有充填物的時候,我們使用傳統的沖擊方法沖孔,通過泥漿循環將鉆渣沖出,這樣不僅可以平衡壓力,還可以起到護壁的作用,防止塌孔,同時還可以降低成本。在鉆孔深度快到達溶洞頂部的時候,要注意觀察泥漿頂面的下降情況,這樣可以給計算孔樁灌注混凝土的需求量提供參考,待泥漿回升到護筒口形成循環后,再繼續鉆孔,直到穿過溶洞,到達設計孔深。然后向監理工程師報驗、安裝鋼筋籠、灌注孔樁混凝土。

(3)如果樁基處于多層溶洞,洞高較大,并且有充填物,而且每層的充填物都不同,或者是半充填及無充填物的時候,溶洞上層的松軟土質的孔壁極易發生坍塌,甚至會在洞內與相鄰的孔樁串孔,這種情況下,我們就使用鋼護筒的方法。先將溶洞頂部的巖層沖掉,然后再把溶洞底沖平,并向溶洞內回填1m高的粘土,然后將鋼護筒垂直的插入溶洞內的粘土層中,以便保證護筒不漏漿。然后再向護筒內注入泥漿后繼續鉆孔,直到達到設計孔深。然后向監理工程師報驗、安裝鋼筋籠、灌注孔樁混凝土。

1.2施工要點說明

(1)在洞體較大,填充物為流塑狀態時,采用孔口下3~4m的鋼護筒,四周加固,穩定孔口。對于土質較差的孔口,在護筒下部澆筑35cm厚的混凝土,或者在護筒四周回填粘土、片石加水泥并分層夯實。

(2)在巖溶地段進行鉆孔樁施工時,應將護筒打入不滲水層,泥漿密度稍大點,并經常測量孔內的泥漿高度,以免發生埋鉆或塌孔等事故。粘土的好壞直接影響泥漿的質量,如果鉆孔的地區缺少粘土時,可以使用膨潤土或者在泥漿中摻加燒堿、碳酸鈉、鋸末、水泥等能提高泥漿浮力和粘度的物質,添加鋸末時,鋸末按粘土體積的10%摻入。護筒底部宜進入不透水層,泥漿的密度可比一般地區所用泥漿密度稍大,并應加強鉆進過程和孔內泥漿面高程的檢測,避免發生坍塌、埋鉆等事故。優質的泥漿取決于優質的粘土,當缺少優質粘土時,可在泥漿中摻入適量的水泥、鋸末、碳酸鈉、燒堿,以提高泥漿的膠體率,懸浮能力。

(3)清孔時可以根據地層情況、設計要求、機具設備、鉆孔方法等條件選擇清孔方法。在清孔時要保持孔內的水壓,防止塌孔。在安裝好鋼筋籠后,要再次檢測孔內的沉渣厚度和泥漿指標,等各項指標都滿足設計和規范要求時,再進行水下混凝土澆筑。

(4)在澆筑水下混凝土時,首批混凝土的量應滿足規范要求,首批混凝土灌入后應連續澆筑,不能中斷,并及時量測孔內混凝土面的高度,及時的調整導管的埋置深度,一般導管埋置深度控制在2~4m為宜。樁基灌注時應將孔內溢出的水或泥漿排放到適當位置不得隨意排放污染環境。

(5)在灌注孔樁水下混凝土時應采取措施防止鋼筋籠上浮,當灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1m左右時,宜降低灌注速度。在混凝土頂面上升到骨架底口4m以上時,宜提升導管,使其底口高于骨架底部2m以上后再恢復正常灌注速度,現場施工時可將鋼筋籠吊筋焊在鋼護筒上可以避免鋼筋籠上浮。

(6)樁頂混凝土應比設計高度超灌一部分,如果孔樁直徑較大,孔內泥漿密度過大,或地質較差時,可以將超灌高度提高。本合同段樁基根據實際情況為確保樁頭質量樁頂高程比設計高程高出0.8m控制,超灌的多余部分在承臺施工前鑿除,鑿除后的樁頭應密室無松散。

(7)樁基成孔安裝鋼筋骨架并清孔符合要求后,應盡快進行混凝土的灌注施工,灌注過程中要注意護筒內水面高程變化以及返漿情況,確保正常灌注。對巖溶特別發育的部位,應采取措施防止因混凝土壓力增大而導致的坍孔現象,對于出現過坍孔的樁孔,灌注時應適當控制混凝土的灌注速度。

(8)對樁身完整性進行檢驗時,檢測的方法和數量應滿足規范和設計要求。當對樁的質量有疑問或設計有規定時,應采用鉆取芯樣法對樁進行檢測,當需檢驗柱樁的柱底沉淀與地層的結合情況時,其芯樣應鉆至樁底0.5m以下。

2巖溶區樁基施工常見病害處理

2.1卡鉆事故處理

卡鉆事故的引發原因很多,其中主要原因是對溶洞分布情況不明確,在鉆到離溶洞頂板很近時采用高落程沖擊,使鉆頭沖破溶洞頂板巖石,鉆頭傾斜,卡在溶洞頂板巖石的不同部位。遇到卡鉆時不能慌張,嚴禁強行提拉,野蠻施工,以防塌孔、埋鉆。卡鉆后應該根據鉆頭所處位置采取不同措施,若頂板巖石中部,可緩緩上下活動鉆頭,待松動后慢慢提出;若斜卡在頂板巖石中,可自制簡易正繩器,將鉆頭拉正,緩緩提起;若卡在頂板巖石下部,則可利用大鉆頭上下松動,由下向上頂撞的辦法,輕打卡點的石頭,將頂板巖石破掉后提出。

2.2掉鉆事故處理

掉鉆事故主要是主繩和鉆頭轉向鼻兒斷裂引起的,因此要經常檢查。遇到鉆頭提不上來時,不要強行提拉。掉鉆后要及時摸清情況,鉆頭上要事先安裝保險繩,保險繩要牢固可靠。若泥漿太濃或泥渣太厚導致鉆錘被沉淀物或塌孔土石覆蓋,應首先清空吸泥,使打撈工具能接觸到鉆錘。先用側錘探測鉆錘在孔底的情況,用打撈鉤放至孔底,鉤住鉆錘保險繩再提起。如果鉆錘傾倒,可派潛水員帶鋼絲繩潛至孔底,將鋼絲繩拴在鉆錘頂上,再將鉆錘提起,如果鉆錘頂朝下,只能將鋼絲繩捆綁在鉆錘的爪山上,再將鉆錘提起。在施工過程中掉鉆以預防為主,經常檢查,及時檢修,消除隱患。

2.3埋鉆事故處理

埋鉆分兩種情況:一是沉渣埋鉆,二是塌孔埋鉆。要避免沉渣埋鉆就不能使鉆頭長時間停留在孔底不動,保持上下活動,使得泥漿不斷地循環,這樣就能防止沉渣埋鉆的現象發生。若發生塌孔埋鉆,最主要的是將主繩保住,利用回旋鉆機掃孔和“反沖法”將鉆頭提起。

2.4塌孔處理

塌孔主要是由于漏漿嚴重、補漿不及造成的,采用護筒跟進能有效地防止塌孔事故。塌孔的主要預防措施是保持泥漿濃度和水面高度,采用小沖程鉆進,保證鉆機和鉆架安裝穩定可靠。塌孔經常引起鉆機傾翻,主要原因是由于樁位處地面強度不高,當孔內發生局部坍塌后引發地面塌陷,造成鉆機傾翻。有效預防措施是加大鉆機地盤,擴大鉆機與地面的接觸面積,減少孔口局部壓力。

3結語

綜上,該橋梁樁基溶洞處理方案實踐操作簡單,成本相對較低,溶洞處理的工程材料方便可取,在一定程度上能縮短工程周期,適于在橋梁工程溶洞區樁基施工推廣應用。

作者:歐強 單位:貴州路橋集團有限公司

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