巖溶地區(qū)橋梁工程樁基施工技術(shù)探討
2016-10-08
前言
在巖溶發(fā)育地區(qū)的橋梁樁基施工中，遇到溶洞是比較常見的現(xiàn)象，而巖溶發(fā)育地區(qū)對(duì)巖溶的處理是橋梁樁基施工的一大困難，樁基巖溶處理措施如不夠具體，不根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行具體細(xì)化，將較難滿足樁基施工質(zhì)量、進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)性的要求。
一.巖溶樁基施工常見病害
在巖溶地區(qū)樁基施工過程中常見的病害主要有：漏漿，施工中擊穿溶洞后，泥漿流失到溶腔內(nèi)部。漏漿為巖溶樁基施工最常見的病害，其他大多數(shù)病害都為漏漿后誘發(fā)產(chǎn)生的；塌孔，塌孔為漏漿后，孔壁失去泥漿壓力支撐，由于自身穩(wěn)定性不足出現(xiàn)孔壁坍塌的現(xiàn)象，是漏漿病害的延伸；埋鉆，即發(fā)生漏漿病害情況時(shí)，鉆錘不及時(shí)或者來不及提出地面，發(fā)生塌孔，而把鉆錘埋于地下；卡鉆，即擊穿溶洞后，鉆錘卡于溶腔突出巖石；灌注混凝土漏失，混凝土灌注至溶洞處，由于巖溶處護(hù)壁質(zhì)量不高、混凝土壓力等原因，護(hù)壁失穩(wěn)，擊穿護(hù)壁，混凝土漏失至溶洞，導(dǎo)致灌注失??；護(hù)壁坍塌造成斷樁，水下混凝土灌注至溶洞處，護(hù)壁質(zhì)量不好失穩(wěn)，發(fā)生坍塌，導(dǎo)致樁身夾泥斷樁；混凝土不密實(shí)，混凝土灌注后，地下水沖刷掉溶洞、裂隙處土石混合物護(hù)壁中的泥巴，直接沖刷樁身或樁底混凝土，帶走水泥漿體，造成混凝土不密實(shí)病害。
二.溶洞處理施工準(zhǔn)備
1.巖溶地區(qū)樁基在設(shè)計(jì)或施工前，應(yīng)逐孔進(jìn)行地質(zhì)鉆探，詳細(xì)查明地質(zhì)情況，為施工提供詳盡的資料。
2.施工前詳細(xì)查看鉆孔地質(zhì)柱狀圖、結(jié)合管波探測(cè)解釋成果圖，充分發(fā)現(xiàn)溶洞發(fā)育情況，以鉆探圖紙為依據(jù)進(jìn)行施工，以便施工前心中有數(shù)提前做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作。
3. 根據(jù)地質(zhì)詳細(xì)資料提前準(zhǔn)備到位回填材料如片石、粘土或袋裝水泥、鋼護(hù)筒等。
4.回填采用人工配合機(jī)械回填片石和袋裝水泥，機(jī)械采用裝載機(jī)或挖掘機(jī)回填。根據(jù)二次沖孔情況鉆機(jī)及吊車配合。
5. 回填前做好場(chǎng)地平整工作，以便回填過程中人工及機(jī)械有足夠的工作面。
三.溶洞處理施工技術(shù)及采取的措施
1.溶洞處理方案及原則
?。?）當(dāng)溶洞的高度H≤3m時(shí)，溶洞采用拋填片石及粘土塊后沖擊、擠壓形成護(hù)壁穿過的拋填法處理成孔。
?。?）當(dāng)溶洞的高度在3m（3）深度H>5m的溶洞和串層溶洞及相鄰樁基之間有可能連通的溶洞，采用壓漿等預(yù)處理方案，具體由施工單位先報(bào)施工方案，進(jìn)行專題會(huì)議討論處理方案。
2.處理的方法
考慮到管樁自身的抗剪能力較差，同時(shí)管樁在壓樁過程中遇有土洞、溶洞時(shí)容易產(chǎn)生傾斜和斷樁，風(fēng)險(xiǎn)性較大。沖孔或鉆孔樁樁基只要在成孔時(shí)能設(shè)法穿過（土）溶洞，嵌入連續(xù)的微風(fēng)化巖或連續(xù)厚度較大的微風(fēng)化巖中，（土）溶洞對(duì)樁基穩(wěn)定性影響會(huì)大大減小，本工程的樁基礎(chǔ)采用了沖孔成孔灌注樁基礎(chǔ)。同時(shí)由于溶洞地基的復(fù)雜性和較大的不確定性，為了盡量減少成孔數(shù)量，因此采用一柱一樁的形式，在成孔之前又通過一樁一孔的超前鉆，查明樁底基巖情況以及溶洞大小、規(guī)模和分布等情況。
對(duì)地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)有（土）溶洞的樁，當(dāng)溶洞高度小于3.0m時(shí)，施工時(shí)采取以下成孔措施：當(dāng)鉆至溶離洞頂1m 左右時(shí)，向孔內(nèi)投入碎石、片石夾粘土，控制沖擊鉆沖程，通過小沖程快頻率沖擊慢慢擊穿溶洞，將碎石粘土等混合物擠入溶洞內(nèi)；溶洞一旦被擊穿，孔內(nèi)泥漿液面會(huì)下降，此時(shí)應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，同時(shí)繼續(xù)向孔內(nèi)投入碎石、片石夾粘土，用此方法反復(fù)沖砸，填塞溶洞，擠密護(hù)壁，直至順利穿過溶洞后泥漿液面能夠保持穩(wěn)定。當(dāng)需要沖擊穿過溶洞時(shí)，先用沖擊鉆進(jìn)行沖孔、擴(kuò)孔處理，然后采用振動(dòng)錘將鋼護(hù)筒振動(dòng)下沉至溶洞底部。
3.對(duì)于偏孔的處理
由于不平坦的溶溝與溶槽的巖面，溶洞在頂板的不一的厚度，還有溶洞里由于孤石的進(jìn)入孔徑，孔底的狀態(tài)變?yōu)榱艘贿吺擒浀囊贿吺怯驳模ń凶霭脒厧r） ，然后就有了偏孔的發(fā)生。偏孔不難會(huì)帶來臺(tái)階的形成，安放鋼筋籠的做法受到了一定的影響。解決偏孔的問題是出現(xiàn)在喀斯特的地區(qū)里沖孔時(shí)遇到最多的問題，在沖孔的全部過程里都不可避免，是否正確的解決影響著能否很好地沖孔和時(shí)間的長短。
所以，在沖孔透過了覆蓋的巖層還有當(dāng)溶洞里的填充物品碰到了溶洞的頂板的時(shí)候，因?yàn)閹r面存在的傾斜、溶溝與溶槽造成的切割變成了塊狀和蜂窩樣出現(xiàn)了偏孔。減低了沖孔的速度，讓主繩的擺動(dòng)變大。在此時(shí)最重要的就是及時(shí)拿出沖錘，丟進(jìn)料徑大約300 mm的堅(jiān)硬的片石還有一塊塊的黃土，把孔填回1.5～2.0米，使得沖錘變回平穩(wěn)的狀態(tài)，通過45 cm 小沖程的撞擊，直到復(fù)原后再次丟入一樣比例構(gòu)成的混合物品1.0～1.2 m用80 cm 大的沖程進(jìn)行沖孔。假使偏孔還存在著就要重復(fù)第二次的方式。不斷地拋填還不能夠完成目標(biāo)時(shí)，就在水下把爆破進(jìn)行松動(dòng)以及把渣都清理干凈，洗干凈孔底用C20 級(jí)的混凝土，放過7 d后進(jìn)行沖孔的處理。
4.對(duì)于卡錘的處理
在進(jìn)行地質(zhì)的沖孔時(shí)最經(jīng)常出現(xiàn)的事故就是卡錘，這也是非常難解決的問題。因?yàn)闆_錘被卡在了孔底就會(huì)導(dǎo)致孔的作用喪失，要把孔重新補(bǔ)過，帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。原因如下：①巖面太過傾斜帶來卡錘；②在穿透溶洞的頂板時(shí)由于鋼絲繩的來回彈動(dòng)與沖錘自己的搖擺使得沖錘原來的十字形方向發(fā)生改變而導(dǎo)致了卡錘；③孤石與探頭石使得卡錘； ④沖錘的方向轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的遲鈍（比如是勒太緊的副鋼絲繩，吊環(huán)失靈）梅花孔出現(xiàn)而導(dǎo)致了卡錘；⑤溶洞里涌沙使得錘頭被埋沒；⑥由于沒電以及出現(xiàn)問題的沖機(jī)，過久的停機(jī)，使沉碴又把沖錘埋沒。
所以：首先最主要的是預(yù)防，操控機(jī)器的工作人員要時(shí)刻掌握沖機(jī)的負(fù)荷還有主繩的擺動(dòng)，按機(jī)器的沖孔方法來操作，不會(huì)存在有探頭石和石階，在卡錘出現(xiàn)之前立即用錘頭來進(jìn)行拋填。②將位于溶洞頂板上30～50cm 的地方進(jìn)行沖孔的沖程與沖擊的次數(shù)的改變，運(yùn)用慢打和輕擊的方式，在進(jìn)到溶洞才不斷地拋如片石和黃土還有水泥來填補(bǔ)，每次進(jìn)大約1.5m ，到孔造成為止。③使沖錘的形式發(fā)生變化。把原本的十字形的錘頭再焊上圈（鋼軌做成弧形），連接了十字形，使沖進(jìn)的速度減低，一次就做到成孔而且圓順。
結(jié)束語
綜上所述，做好巖溶地詳實(shí)的地質(zhì)鉆探資料對(duì)巖溶地區(qū)樁基施工十分重要，在地質(zhì)勘探中巖溶發(fā)育情況掌握得準(zhǔn)確與否，與施工質(zhì)量、進(jìn)度有直接影響，故巖溶地區(qū)樁基施工前，必須有詳實(shí)的樁位地質(zhì)資料。施工方案是施工技術(shù)指導(dǎo)性文件，巖溶地區(qū)樁基施工必須很好地結(jié)合地質(zhì)情況，有針對(duì)性地編制，結(jié)合實(shí)際細(xì)化工藝措施，切不可不結(jié)合實(shí)際直接引用相關(guān)的資料；處置措施應(yīng)盡量確保成孔的質(zhì)量，好的成孔質(zhì)量可以杜絕大多數(shù)衍生施工病害?，F(xiàn)場(chǎng)施工管理十分重要，過程管理的缺失，會(huì)大大影響措施的效果。
參考文獻(xiàn)
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