巖溶地區(qū)樁基施工技術
2016-10-21
1 工程概況
中鐵十九局集團承建的滬昆客專杭長線第八標段江西段楊公壩特大橋（中心里程DK812+519.430），全長815.750m，此橋位于江西省萍鄉(xiāng)市上栗縣境內(nèi)，北有滬昆高速公路，南有浙贛鐵路、320國道，交通較便利。此地巖溶發(fā)育強度屬發(fā)育，發(fā)育形態(tài)主要為溶溝、溶槽及溶洞，溶洞主要為粉質(zhì)黏土及圓礫充填，巖溶為該橋主要不良地質(zhì)現(xiàn)象。
2 溶洞樁基施工方法
針對楊公壩特大橋處于溶巖發(fā)育地區(qū)，確定先采用沖擊鉆成孔，可以克服不良地質(zhì)現(xiàn)象，提高地基承載力，具體問題具體分析制定施工方案。沖擊鉆鉆孔因溶洞原因，需要解決的關鍵問題是保證成孔過程不漏漿，不塌孔，保證機具及人員安全，保證順利成孔。在成孔過程中，處理溶洞，溶槽，溶溝的主要技術措施淺談幾點。
施工要點：
1）開孔時用小沖程（20cm～40cm）沖擊鉆孔，間斷沖擊，一般進度控制在60cm/h～80cm/h；
2）巖溶地區(qū)地質(zhì)情況異常復雜，千變?nèi)f化，在楊公壩特大橋整個樁基施工過程中，對每根樁均進行地質(zhì)核查，每鉆進兩米對土樣及碴樣進行取樣，保證在溶洞位置鉆機的安全性及對溶洞在設計及施工過程中的比對，為了保證鉆機的安全，在鉆機就位前，鋪設四根或者六根14m長的型鋼進行支墊，以防止鉆機在沖擊鉆孔過程中鉆機傾斜，發(fā)生意外。
在鉆機就位前埋設6m長的大于此樁直徑50公分的護筒，以保證鉆機在沖擊過程中頂部不塌孔，不漏漿。
加強泥漿護壁法：在鉆機在巖溶地區(qū)鉆進時，泥漿濃度控制在1.15～1.2之間，在配制優(yōu)質(zhì)泥漿的基礎上，由于巖溶地區(qū)巖溶水呈酸性，可根據(jù)試驗后的結果按照一定比例在孔內(nèi)加入燒堿.木屑等混合材料填入，讓其擠入溶洞周邊位置，使其中和，可以增強泥漿護壁的效果。
當沖擊鉆孔時，鉆頭馬上擊穿溶洞頂板時，進入溶洞后，應該向鉆孔樁內(nèi)拋填片石或者塊石，填充高度超過溶洞0.5m～1.5m，然后用小沖程沖錘沖擊片石或者塊石，使其進入裂隙溶洞內(nèi)。在遇到大溶洞時，用片石無法添堵過程中，偏移量過大用片石無法糾偏時，采用傳統(tǒng)的C15素混凝土進行水下灌注，使其填塞，待達到強度后進行沖擊鉆孔。
3 巖溶橋梁樁基施工過程中，常見事故問題及預防處理措施
1）斜孔彎孔。產(chǎn)生此類樁孔的主要原因是：溶洞溶溝溶槽等巖溶發(fā)育形態(tài)在沖擊鉆孔過程中，鉆機沖程大，在遇到巖層發(fā)育較弱的位置傾斜，產(chǎn)生斜孔彎孔及卡錘埋錘等事故。
?。?）預防措施
在遇到巖溶發(fā)育的地區(qū)，盡量放慢鉆進速度，采用小沖程鉆進法，可以改變斜孔彎孔事故的發(fā)生。要及時的對巖溶發(fā)育地區(qū)針對設計圖紙及時比對，掌握基巖埋深及溶洞的發(fā)育特征，合理的沖擊鉆孔。
（2）處理措施
回填硬質(zhì)片石或者塊石，回填片石應控制在0.5m～1.5m之間，之后采用低沖程低頻率鉆進沖擊，進行正常沖擊。若未能及時糾偏，可采用C15素混凝土水下灌注，待混凝土達到一定強度后進行沖擊，直到孔位糾正為止。
調(diào)整泥漿比重，對巖溶地區(qū)泥漿濃度控制在1.15～1.20之間，在軟土地區(qū)用1.05～1.1之間的泥漿比重。
2）塌孔：在鉆進過程中，由于泥漿比重不達標或者泥漿中沒有加入纖維素等材料，造成泥漿質(zhì)量達不到要求，不能及時護壁，造成塌孔。
由于孔內(nèi)水頭高度不夠，形成靜水壓力，使其塌孔。
沖擊鉆在沖擊鉆孔過程中，在巖溶地區(qū)泥漿突然下沉，消失，不能及時護壁，造成塌孔。
（1）預防措施
在不同的地層及地質(zhì)情況下，選用相應的泥漿指標，在鉆進過程中保證泥漿泵正常使用。
在鉆機開鉆前埋置六米長的鋼護筒，保證沖擊鉆孔時，樁基頂部位置塌孔。
保證孔內(nèi)水位高度，以免遇到巖溶位置水頭高度不夠造成塌孔。
?。?）處理措施
在礫砂層沖擊鉆孔時，應選用較大比重的泥漿。在沖擊鉆孔時應控制沖擊速度，以免造成塌孔。
保證水頭高度，成孔后及時清孔，及時鋼筋籠吊裝等下道工序的進行。
3）漏漿：漏漿主要是由于巖溶裂隙透水、樁孔與溶洞突然貫通造成的。
其預防措施有：
?。?）穿透溶洞時，應密切注意護筒內(nèi)泥漿面的變化，一旦泥漿面下降漏漿，應立即提出鉆頭，向孔內(nèi)補充泥漿或注水，保持住孔內(nèi)水頭壓力并投入粘土和片石混合物；
?。?）當巖溶裂隙較大，因透水性強而發(fā)生漏漿時，應采取加大泥漿比重，改善泥漿稠度和控制鉆進速度等措施進行處理；
4）埋錘，卡錘，掉錘：由于沖擊鉆在沖擊鉆孔過程中，泥漿濃度高，在鉆進過程中，發(fā)生偏孔時沒有及時糾偏，易產(chǎn)生埋錘卡錘掉錘現(xiàn)象。由于通過巖溶發(fā)育地段沖擊偏位，易產(chǎn)生卡錘現(xiàn)象，由于沖擊錘過程中，鋼絲繩不能及時檢修，連接處連接不牢固，在焊接處斷裂，在沖擊過程調(diào)入孔內(nèi)。
（1）預防措施
應根據(jù)設計圖紙及地質(zhì)地形情況，減緩沖擊頻率及速度。
嚴格控制泥漿粘度，稠度，含砂率等各項泥漿指標，以免塌孔埋錘。
應派專人定期檢查鋼絲繩安全狀況及焊接位置質(zhì)量。
（2）處理措施
若錘頭被埋，先對孔位進行清孔，待錘周圍碴石清理干凈或者松動時，慢慢提錘，將其撈出。
若錘頭掉入樁內(nèi)，應用比原錘頭直徑大的空心錘沖擊，使孔壁分離，提出落錘。若此法仍舊無法提出錘頭，應派專業(yè)潛水員沉入樁底，將鋼絲繩栓接在錘頭上，將其周圍碴土清理干凈，緩慢提錘，此法是最易提錘簡單方便的方法。
4 結論
對于巖溶發(fā)育地區(qū)樁基施工，要了解當?shù)氐牡刭|(zhì)水文情況，合理的制定施工方案。對巖溶發(fā)育的樁基，采用合適的方法施工，合理利用資源，確保工程進度及質(zhì)量穩(wěn)步向前發(fā)展，利用專職技術人員每天測量泥漿各項指標，比對圖紙，采用拋填片石塊石或者灌注素C15混凝土的施工方法，及時檢查鉆機運轉及錘頭焊接狀況，攻克難題群策群力的完成施工任務，可以取得事半功倍的效果，從經(jīng)濟上獲得最佳化。
參考文獻
[1]鐵路橋梁工程施工技術指南中國鐵道出版社，2010-12-08.
[2]溶洞區(qū)橋梁鉆孔灌注樁的施工，2008（12）.
[3]滬昆客專設計圖紙及文件.
