巖溶地區(qū)樁基施工技術(shù)
2016-10-21
1 工程概況
中鐵十九局集團(tuán)承建的滬昆客專杭長(zhǎng)線第八標(biāo)段江西段楊公壩特大橋（中心里程DK812+519.430），全長(zhǎng)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(guó)道，交通較便利。此地巖溶發(fā)育強(qiáng)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(duì)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(wèn)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(guān)鍵問(wèn)題是保證成孔過(guò)程不漏漿，不塌孔，保證機(jī)具及人員安全，保證順利成孔。在成孔過(guò)程中，處理溶洞，溶槽，溶溝的主要技術(shù)措施淺談幾點(diǎn)。
施工要點(diǎn)：
1）開(kāi)孔時(shí)用小沖程（20cm～40cm）沖擊鉆孔，間斷沖擊，一般進(jìn)度控制在60cm/h～80cm/h；
2）巖溶地區(qū)地質(zhì)情況異常復(fù)雜，千變?nèi)f化，在楊公壩特大橋整個(gè)樁基施工過(guò)程中，對(duì)每根樁均進(jìn)行地質(zhì)核查，每鉆進(jìn)兩米對(duì)土樣及碴樣進(jìn)行取樣，保證在溶洞位置鉆機(jī)的安全性及對(duì)溶洞在設(shè)計(jì)及施工過(guò)程中的比對(duì)，為了保證鉆機(jī)的安全，在鉆機(jī)就位前，鋪設(shè)四根或者六根14m長(zhǎng)的型鋼進(jìn)行支墊，以防止鉆機(jī)在沖擊鉆孔過(guò)程中鉆機(jī)傾斜，發(fā)生意外。
在鉆機(jī)就位前埋設(shè)6m長(zhǎng)的大于此樁直徑50公分的護(hù)筒，以保證鉆機(jī)在沖擊過(guò)程中頂部不塌孔，不漏漿。
加強(qiáng)泥漿護(hù)壁法：在鉆機(jī)在巖溶地區(qū)鉆進(jìn)時(shí)，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(chǔ)上，由于巖溶地區(qū)巖溶水呈酸性，可根據(jù)試驗(yàn)后的結(jié)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(qiáng)泥漿護(hù)壁的效果。
當(dāng)沖擊鉆孔時(shí)，鉆頭馬上擊穿溶洞頂板時(shí)，進(jìn)入溶洞后，應(yīng)該向鉆孔樁內(nèi)拋填片石或者塊石，填充高度超過(guò)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(jìn)入裂隙溶洞內(nèi)。在遇到大溶洞時(shí)，用片石無(wú)法添堵過(guò)程中，偏移量過(guò)大用片石無(wú)法糾偏時(shí)，采用傳統(tǒng)的C15素混凝土進(jìn)行水下灌注，使其填塞，待達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行沖擊鉆孔。
3 巖溶橋梁樁基施工過(guò)程中，常見(jiàn)事故問(wèn)題及預(yù)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(guò)程中，鉆機(jī)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(yù)防措施
在遇到巖溶發(fā)育的地區(qū)，盡量放慢鉆進(jìn)速度，采用小沖程鉆進(jìn)法，可以改變斜孔彎孔事故的發(fā)生。要及時(shí)的對(duì)巖溶發(fā)育地區(qū)針對(duì)設(shè)計(jì)圖紙及時(shí)比對(duì)，掌握基巖埋深及溶洞的發(fā)育特征，合理的沖擊鉆孔。
?。?）處理措施
回填硬質(zhì)片石或者塊石，回填片石應(yīng)控制在0.5m～1.5m之間，之后采用低沖程低頻率鉆進(jìn)沖擊，進(jìn)行正常沖擊。若未能及時(shí)糾偏，可采用C15素混凝土水下灌注，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行沖擊，直到孔位糾正為止。
調(diào)整泥漿比重，對(duì)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(jìn)過(guò)程中，由于泥漿比重不達(dá)標(biāo)或者泥漿中沒(méi)有加入纖維素等材料，造成泥漿質(zhì)量達(dá)不到要求，不能及時(shí)護(hù)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(guò)程中，在巖溶地區(qū)泥漿突然下沉，消失，不能及時(shí)護(hù)壁，造成塌孔。
?。?）預(yù)防措施
在不同的地層及地質(zhì)情況下，選用相應(yīng)的泥漿指標(biāo)，在鉆進(jìn)過(guò)程中保證泥漿泵正常使用。
在鉆機(jī)開(kāi)鉆前埋置六米長(zhǎng)的鋼護(hù)筒，保證沖擊鉆孔時(shí)，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(shí)，應(yīng)選用較大比重的泥漿。在沖擊鉆孔時(shí)應(yīng)控制沖擊速度，以免造成塌孔。
保證水頭高度，成孔后及時(shí)清孔，及時(shí)鋼筋籠吊裝等下道工序的進(jìn)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(yù)防措施有：
?。?）穿透溶洞時(shí)，應(yīng)密切注意護(hù)筒內(nèi)泥漿面的變化，一旦泥漿面下降漏漿，應(yīng)立即提出鉆頭，向孔內(nèi)補(bǔ)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(dāng)巖溶裂隙較大，因透水性強(qiáng)而發(fā)生漏漿時(shí)，應(yīng)采取加大泥漿比重，改善泥漿稠度和控制鉆進(jìn)速度等措施進(jìn)行處理；
4）埋錘，卡錘，掉錘：由于沖擊鉆在沖擊鉆孔過(guò)程中，泥漿濃度高，在鉆進(jìn)過(guò)程中，發(fā)生偏孔時(shí)沒(méi)有及時(shí)糾偏，易產(chǎn)生埋錘卡錘掉錘現(xiàn)象。由于通過(guò)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(guò)程中，鋼絲繩不能及時(shí)檢修，連接處連接不牢固，在焊接處斷裂，在沖擊過(guò)程調(diào)入孔內(nèi)。
?。?）預(yù)防措施
應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及地質(zhì)地形情況，減緩沖擊頻率及速度。
嚴(yán)格控制泥漿粘度，稠度，含砂率等各項(xiàng)泥漿指標(biāo)，以免塌孔埋錘。
應(yīng)派專人定期檢查鋼絲繩安全狀況及焊接位置質(zhì)量。
?。?）處理措施
若錘頭被埋，先對(duì)孔位進(jìn)行清孔，待錘周圍碴石清理干凈或者松動(dòng)時(shí)，慢慢提錘，將其撈出。
若錘頭掉入樁內(nèi)，應(yīng)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(wú)法提出錘頭，應(yīng)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(jiǎn)單方便的方法。
4 結(jié)論
對(duì)于巖溶發(fā)育地區(qū)樁基施工，要了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)水文情況，合理的制定施工方案。對(duì)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(jìn)度及質(zhì)量穩(wěn)步向前發(fā)展，利用專職技術(shù)人員每天測(cè)量泥漿各項(xiàng)指標(biāo)，比對(duì)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(shí)檢查鉆機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)及錘頭焊接狀況，攻克難題群策群力的完成施工任務(wù)，可以取得事半功倍的效果，從經(jīng)濟(jì)上獲得最佳化。
參考文獻(xiàn)
[1]鐵路橋梁工程施工技術(shù)指南中國(guó)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(shè)計(jì)圖紙及文件.
