岩溶地区桥桩基施工为题和处治措施
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
岩溶地区桥桩基施工为题和处治措施
随着我国经济的不断提高,施工技术不断的进步,岩溶地区建设桥梁桩基的事例也越来越常见,面对着岩溶地区施工难度较大,对专业技术的要求更为严格,如若不能及时有效的处理对工期和造价有极大影响的这一难题。
在此,提出相应的好的解决方案。
1 桥梁桩基岩溶导致的一些问题
1.1 塌孔
在施工中遇到溶洞时,由于溶洞的反复回填漏浆,垮塌范围越来越大,最终导致地面塌陷。
塌孔的主要危害有:钻机倾斜甚至翻倒、人员伤亡、钻锤被埋、工期延误等。
施工时应及时制定相应措施避免塌陷的发生。
具体措施有:钢护筒跟进施工,由钢护筒代替泥浆来保护护壁,因为泥浆在遇到溶洞时会瞬间流失,从而导致护壁裸露在外,再加上地下水的影响,很容易垮塌,泥浆将很长时间起不到保护护壁的作用。
从安全、工期、经济等各个方面分析,钢护筒跟进是最有效最简便的施工方案。
1.2 施工周期长
在很多时候一根桩基施工半年多都无法成桩,从而工期也不断延长,甚至导致后续基他工作无法正常施工。
岩溶的治理是很多工艺是无法确认的,多长时间穿过溶洞也是无法确定的,消耗人力、财力和物力也是无法确定的。
2 工程简介
某特大桥梁全长约 1.28 km,上部结构为30m、35 m 部分预应力砼组合箱梁,先简支后结构连续,下部结构为柱式墩、肋板式台,钻孔灌注桩基础。
全桥共设置桩基础180 根,其中2 桥台各12 根,1# ~39#桥墩处各设置 4 根。
该桥在大桩号桩基施工中出现不明地质情况,泥浆在几分钟内消失并导致塌孔,初步推测桩位处存在溶洞、褶皱或者盗砂的可能。
为了明确桩位处的地质情况,对岩溶分布区的桩位进行逐桩补充地质勘察,勘察深度为穿透岩溶层以下3 m。
勘察结果表明,以通航河流为分界点,在河流的南岸存在大理岩分布,而在河流的北岸只存在片麻岩分布,在大理岩地层中存在局部岩溶发育,岩溶高度大多在1m 以内,个别岩洞高度达 1.9 m 和 1.6 m根据地质勘察成果,场区普遍分布着强风化大理岩,该岩层有条纹状碳酸盐脉充填在裂隙间,岩芯
大部分呈短柱状,部分呈碎块状,用手可掰断。
岩芯溶蚀严重,发育大量溶孔,溶洞无充填物,对桥梁桩基受力不利。
3 溶洞处理方案
在岩溶地区修建桥梁时,一般的处理方法是采用嵌岩桩基础,将桩基穿过岩溶区,作用在岩溶下面的基岩层上(通常认为桩底有连续 3 倍桩径的完整岩体是安全的),同时辅以溶腔灌浆充填处理,这样的处理方法安全性高、抗震性好,是首选的桩基类型。
但根据工程本身特点,也可采用摩擦桩基础,将桩基作用在岩溶溶腔顶板之上,但要注意保证桩底与溶洞间土层及岩体的厚度,因而桥梁基础下伏溶腔顶板安全厚度的确定就成为岩溶区桥梁基础设计研究的关键。
4 桩基施工常见问题及处理措施
冲孔灌注桩施工出现的常见问题主要源于岩溶地质的特殊性。
岩溶地区由于地层岩性软硬不一,裂隙发育,溶洞的位置、大小、深浅变化多,即使工程地质勘察钻探时一桩一探,一桩一分析,桩基施工时采取超前地质钻探,仍不能准确把握复杂的地质情况。
另外钻探有时会留下钻杆、钻头等遗留物,增加了施工的难度系数。
这些都给桩基施工造成一定的困难,因而施工中容易出现问题。
对此应做好充分准备,有针对性地采取相应措施,防止桩基质量事故的发生。
4.1漏浆
冲孔灌注桩施工打到基岩时,经常出现如下情况:孔内泥浆迅速流失,地面孔口出现塌陷,产生一个大漏斗。
出现这种情况不仅不能施工,而且危及钻机及人身安全。
"溶洞或裂隙水流入孔内,破坏泥浆,泥浆比重减少或变成清水,孔底出现厚层沉渣,无法反浆,更不能进尺,使工程无法进行。
针对上述情况,采取相应的措施:及时向孔内补充泥浆;加稠泥浆;向孔中回填粘土夹片石、块石等,反复冲击回填粘土以增加护壁的密实度和强度。
此法对于小裂隙和小溶洞、孤立溶洞的堵漏效果較明显,但对于大溶洞、连通裂隙堵漏效果并不理想,当进行第二次冲击成孔时,很快将堵住的地方冲通,又出现漏浆,或者孔内回填粘土无法奏效,回填的粘土随地下岩溶水全部流走,无法堵住。
经过反复试验,最后找到了一种行之有效的堵漏方法。
漏浆分为小裂隙漏浆和大溶洞漏浆。
在冲穿溶洞出现漏浆之前,准备好大量粘土,用水泥袋装好,并封口备用。
对于大溶洞(高度大于(3m),一旦出现大量漏浆,就将整袋粘土抛
入孔内,在抛填粘土袋时,分层加入一定量的整包水泥包,回填高度超过漏浆位置,然后轻放下重锤挤压粘土袋及水泥包,使之充填到溶洞缝隙中,再用重锤轻打,使水泥和粘土混合,形成水泥土浆,使其挤进孔周围的粘土及水泥包之间或挤进岩溶缝隙中。
一旦孔内成浆,需停工,待水泥土浆凝固,在桩孔壁形成了一层水泥土浆护壁层,并具有一定强度时,再进行冲击成孔,其目的是使溶洞空间内形成一个圆锥体,在其中心钻孔,周围形成为有一定厚度和强度的护壁。
对于小裂隙的漏浆,粘土可不必装袋,可直接倒入孔内,水泥需整袋抛入,使其沉底,操作方法同上,其目的是堵漏,同时也为了造浆。
对于多层溶洞,当打穿下一层溶洞再次发生漏浆时,重复上述工作,直到完成一个桩孔为止。
这样施工的结果是堵住了漏浆,堵住溶洞,保证泥浆质量且能正常返浆和正常进尺,同时在灌注砼时,不会出现大量超灌现象。
经与护筒护壁方法比较,上述方法是最经济、最有效的施工方法。
若处理漏浆情况不及时,造成塌孔,可迅速向孔内回填粘土,同时掺抛片石或块石,回填到孔口,后填料凝固具有一定强度再重新冲孔。
在冲孔过程中如发生泥浆渗漏厉害及泥浆不能回升现象,可采用上述堵大溶洞漏浆办法,采用冲孔-回填-冲孔-回填作业。
(""墩)* 号桩基施工就采用此种办法,获得成功,改变了以往第二次回填只回填粘土掺抛片石或块石,造成冲孔-回填-冲孔重复作业的方法,加快了施工速度。
4.2 卡钻
卡钻的主要原因是对溶洞分布情况不明确,在钻到离溶洞顶板很近时采用高落程冲击,使鉆头冲破溶洞顶板岩石,卡在溶洞顶板岩石不同部位。
遇到卡钻时不能慌,更不能强行提拉,野蛮施工。
本工程+"墩)!号桩基施工时由于钻机操作手经验不足,卡钻时强行提拉,最后使钻机翻到钻孔左前方,使钻机遭受较大损失。
遇到卡钻时首先分析原因,然后对症下药:若卡在顶板岩石中部,可缓缓上下活动钻头,待松动后慢慢提出;若斜卡在顶板岩石中,可自制简易正绳器,将钻头拉正,缓缓提起;若卡在顶板岩石下部,则可利用大钻头上下松动将顶板岩石破掉后提出,也可用钢丝绳将小钻头放入把顶板岩石砸碎,再将大钻头提出。
4.3 掉钻
造成掉钻的原因有多种,最常见的就是在卡钻后强提强扭,使钻杆或钢丝绳在焊接处和疲劳损坏位置断开。
掉钻事故以预防为主,经常检查最易损坏部位,定期检修,遇到损坏的部件立即修整或更换,消除隐患。
4.4 斜孔
斜孔是指在冲孔施工时,孔的倾斜度超出设计及规范要求。
最主要的原因是桩孔内部底层岩石软硬不匀或半土半岩"斜坡岩"导致钻头无法水平就位,若不及时处理会使孔越打越斜。
遇到这种偏孔,处理方法一般有以下& 种:!回填片石,使钻头保持水平,钢丝绳保持竖直,再向下冲孔;"浇筑素混凝土,使基底岩石保持软硬一致,纠正钻头偏斜;#用水下炸药对坚硬岩石打眼爆破。
4.5 联通孔
联通孔是指由于有溶洞的存在,使得相邻的桩孔在桩身的某个部位被溶洞贯穿,其中一个桩孔冲孔时,相邻桩孔内水面或淤泥面相应翻动。
遇到此种情况不可勉强向下施工,应根据地质资料进行判断。
若溶洞不大,可向孔内回填粘土,并掺入一定量的片石、卵石、漂石等石料,使其形成具有一定强度和厚度的护壁,阻隔两孔,使之无法串通;若溶洞较大,可将整袋粘土抛入孔内,分层加入一定量的整包水泥包,防止施工过程中出现漏浆、塌孔现象。
5 结束语
该桥桩基施工中出现的一些问题及解决有其特殊性,对于同等地质条件也有其普遍性。
由于溶洞具有不可预见性、复杂性、危险性等特点,因此在溶洞处理过程中应注意多方面、综合考虑各种因素并选用经济、合理、有效的处理方法,以保证工程质量和施工安全,保证工期,降低造价。