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，鉆錘不及時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，由于巖溶處護壁質(zhì)量不高、混凝土壓力等原因，護壁失穩(wěn)，擊穿護壁，混凝土漏失至溶洞，導(dǎo)致灌注失敗；護壁坍塌造成斷樁，水下混凝土灌注至溶洞處，護壁質(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，混凝土灌注后，地下水沖刷掉溶洞、裂隙處土石混合物護壁中的泥巴，直接沖刷樁身或樁底混凝土，帶走水泥漿體，造成混凝土不密實病害。
二.溶洞處理施工準(zhǔn)備
1.巖溶地區(qū)樁基在設(shè)計或施工前，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、鋼護筒等。
4.回填采用人工配合機械回填片石和袋裝水泥，機械采用裝載機或挖掘機回填。根據(jù)二次沖孔情況鉆機及吊車配合。
5. 回填前做好場地平整工作，以便回填過程中人工及機械有足夠的工作面。
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，溶洞采用拋填片石及粘土塊后沖擊、擠壓形成護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施工方案，進(jìn)行專題會議討論處理方案。
2.處理的方法
考慮到管樁自身的抗剪能力較差，同時管樁在壓樁過程中遇有土洞、溶洞時容易產(chǎn)生傾斜和斷樁，風(fēng)險性較大。沖孔或鉆孔樁樁基只要在成孔時能設(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）溶洞對樁基穩(wěn)定性影響會大大減小，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，施工時采取以下成孔措施：當(dāng)鉆至溶離洞頂1m 左右時，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)泥漿液面會下降，此時應(yīng)及時向孔內(nèi)補充泥漿，同時繼續(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，先用沖擊鉆進(jìn)行沖孔、擴孔處理，然后采用振動錘將鋼護筒振動下沉至溶洞底部。
3.對于偏孔的處理
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。偏孔不難會帶來臺階的形成，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候，因為巖面存在的傾斜、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，讓主繩的擺動變大。在此時最重要的就是及時拿出沖錘，丟進(jìn)料徑大約300 mm的堅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，就在水下把爆破進(jìn)行松動以及把渣都清理干凈，洗干凈孔底用C20 級的混凝土，放過7 d后進(jìn)行沖孔的處理。
4.對于卡錘的處理
在進(jìn)行地質(zhì)的沖孔時最經(jīng)常出現(xiàn)的事故就是卡錘，這也是非常難解決的問題。因為沖錘被卡在了孔底就會導(dǎo)致孔的作用喪失，要把孔重新補過，帶來很大的經(jīng)濟損失。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由于鋼絲繩的來回彈動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，過久的停機，使沉碴又把沖錘埋沒。
所以：首先最主要的是預(yù)防，操控機器的工作人員要時刻掌握沖機的負(fù)荷還有主繩的擺動，按機器的沖孔方法來操作，不會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，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，做好巖溶地詳實的地質(zhì)鉆探資料對巖溶地區(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，有針對性地編制，結(jié)合實際細(xì)化工藝措施，切不可不結(jié)合實際直接引用相關(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。現(xiàn)場施工管理十分重要，過程管理的缺失，會大大影響措施的效果。
參考文獻(xiàn)
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