花都特大橋巖溶發(fā)育地區(qū)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)研究
2017-02-27
1工程概況
花都特大橋全長11332m，位于廣州市花都獅嶺工業(yè)園區(qū)，交通便捷。全橋樁基采用鉆孔樁基礎(chǔ)，樁基樁徑為?準(zhǔn)1.0m、?準(zhǔn)1.25m、?準(zhǔn)1.50m，樁長8.0m～86.0m不等，共2412根，主要地質(zhì)以上部砂層、下部灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r為主，巖溶發(fā)育，施工難度大，安全風(fēng)險高，工期要求緊。
2施工難點(diǎn)分析
?、倩鶐r面雖淺但是溶洞分布廣，而且多為串珠狀，在鉆進(jìn)過程中容易出現(xiàn)多次反復(fù)漏漿；②巖溶中裂隙水有流動性，在鉆進(jìn)過程中一旦漏漿會出現(xiàn)投入孔中大量片石及粘土而泥漿面上升不明顯的現(xiàn)象；③溶洞不是整齊的，頂板和底板犬牙交錯，高低不平，鉆進(jìn)溶洞頂板及底板都存在偏空甚至于卡錘的情況；④吊裝鋼筋籠過程中易出現(xiàn)塌孔，混凝土超方量較大。
3施工方法
3.1 注漿法溶洞內(nèi)注漿是溶洞預(yù)處理的重要方法，其目的是為了加固溶洞填充物和填滿空洞，防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發(fā)生，保障成孔及水下混凝土澆注等施工工序的順利完成。其在跨越既有線樁基礎(chǔ)施工及大型溶洞區(qū)樁基礎(chǔ)施工時，效果明顯。①鉆孔。鉆進(jìn)過程分土層和巖層鉆進(jìn)，兩部分均采用水鉆進(jìn)行成孔。土層鉆孔每一回次鉆完后，取出土芯，擺放整齊，并用標(biāo)簽記錄不同土層的深度。巖層鉆孔過程中也應(yīng)取出巖芯，擺放整齊，用小標(biāo)簽記錄不同巖性和溶洞的深度。鉆至設(shè)計深度后，對鉆孔進(jìn)行清洗，清孔時間不少于20min。鉆孔完成后，由地質(zhì)編錄員及時對巖芯進(jìn)行編錄，分層記錄不同土層和巖層的深度，巖溶發(fā)育的情況以及地下水位的深度。②注漿。選取代表性孔進(jìn)行注水試驗(yàn)，確定注漿前單位長度吸水量。在套管上安置盤混合器（法蘭盤），調(diào)試注漿機(jī)，對管路進(jìn)行試壓、檢查管路、接頭的連接、密封質(zhì)量，接好壓力表，作好注漿準(zhǔn)備。注水試驗(yàn)完成后，開始注漿。如遇巖溶通道、較大溶洞和裂隙處視情況充填中粗砂、水泥砂漿等；如有巖溶發(fā)育但吸漿量少或不進(jìn)漿時，先采用高壓清水洗孔或鉆機(jī)清孔后疏通巖溶裂隙通道，再注漿；對溶洞內(nèi)有充填物的注漿孔或者對注漿質(zhì)量懷疑的注漿孔在注漿完成1～2小時后采用鉆機(jī)進(jìn)行清孔再注漿，確保漿液已至溶洞下限或滿足設(shè)計注漿量。③封孔。注漿結(jié)束后，經(jīng)質(zhì)檢工程師檢查，通知監(jiān)理工程師檢查確認(rèn)終孔條件。卸下法蘭盤、拔出套管，回填水泥砂漿封孔，搗鼓密實(shí)，并作好孔口標(biāo)記。
3.2 鋼護(hù)筒跟進(jìn)法鋼護(hù)筒有定位、保護(hù)孔口、維持超壓力的作用，鋼護(hù)筒跟進(jìn)可運(yùn)用于各種常見溶洞處理。鋼護(hù)筒采用2.0m/節(jié)，壁厚8-12mm，鋼護(hù)筒直徑較孔徑大30-40cm。鋼護(hù)筒頂面宜高出施工水位或地下水位2m，還應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面的高度要求，在旱地或筑島時還應(yīng)高出施工地面0.5m。鋼護(hù)筒埋設(shè)長度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、設(shè)計要求而定。對極易坍孔的地層采用多節(jié)護(hù)筒焊接下沉護(hù)用振動打樁機(jī)震動下沉至巖面；如果覆蓋層為砂夾卵石、漂石的，可先埋一節(jié)鋼護(hù)筒，待沖擊鉆孔至巖面后，再振動下沉多節(jié)鋼護(hù)筒。埋設(shè)或下沉護(hù)筒時，應(yīng)用兩臺經(jīng)緯儀監(jiān)測其傾斜度，以隨時調(diào)整保證偏位、傾斜度滿足設(shè)計要求，同時鋼護(hù)筒焊接必須牢固，防止下沉過程中鋼護(hù)筒脫落，增加施工難度。
3.3 回填片石及粘土法當(dāng)鉆孔至溶洞層時，一般護(hù)筒內(nèi)泥漿會全部或部分流失，嚴(yán)重時會造成塌孔，這時可采用片石加粘土（按1：1體積比）回填，溶洞較大時可加入部分水泥，回填一層、采用鉆頭沖擊一遍，盡量使片石和粘土保持密實(shí)，直至回填至在沖進(jìn)過程中泥漿面保持穩(wěn)定。溶洞回填完成后，向鉆孔內(nèi)注入稠度較大的泥漿，使其自然浸入片石縫隙內(nèi)，然后采用鉆頭沖擊，使片石和粘土擠入溶洞內(nèi)，形成泥石護(hù)壁。若溶洞內(nèi)泥石護(hù)壁出現(xiàn)漏漿時，應(yīng)反復(fù)多次回填片石粘土，反復(fù)沖擊直至形成泥石護(hù)壁不再漏漿為止。[1]采用回填片石、粘土處理溶洞時，必須結(jié)合鋼護(hù)筒跟進(jìn)的方法、以防止出現(xiàn)溶洞后孔內(nèi)水頭急劇下降而造成坍孔。此外，在鉆進(jìn)過程中，出現(xiàn)偏孔后，多次回填大量片石?？谉o效果時，此時一般采用在偏空處回填高標(biāo)號混凝土并待其強(qiáng)度達(dá)到100%時，再予?？住?br />
注漿法、鋼護(hù)筒跟進(jìn)法及回填片石、粘土法三者不是獨(dú)立的，在很多情況下都是同時交叉運(yùn)用。
4經(jīng)驗(yàn)與體會
?、偈┕挝桓鶕?jù)地質(zhì)資料，結(jié)合每根樁的砂卵石層、溶洞、溶溝槽編制處理方案、成孔方法及施工措施[2]，并向各鉆機(jī)操作人員進(jìn)行交底說明并針對不同的情況制定對應(yīng)的施工方案；②備足成孔用水、粘土、片石、碎石等必備材料及處理施工故障的備用機(jī)具設(shè)備，確保溶洞鉆穿時迅速補(bǔ)水、補(bǔ)漿，預(yù)防坍孔，并及時拋填粘土、片石，以恢復(fù)正常鉆孔作業(yè)；③泥漿池的布置需結(jié)合現(xiàn)場情況，泥漿池的挖設(shè)需距施工中樁基一定的安全距離，避免由于砂層坍塌與泥漿池串通而增加施工難度。另外，在場地允許的前提下可挖深挖大，在溶洞漏漿時可用于緊急補(bǔ)漿；④開孔順序應(yīng)根據(jù)巖溶裂隙的走向，溶洞的大小、多少、巖面的高低等地質(zhì)條件逐步進(jìn)行，一般可按由深到淺、由多到少、由大到小的原則安排，有利于及時封閉溶洞，隔斷通道；⑤混凝土灌注中導(dǎo)管提升時，要根據(jù)溶洞情況確定導(dǎo)管埋深，避免灌注過程中擠破溶洞導(dǎo)致混凝土面突然下降，造成斷樁事故發(fā)生。
5結(jié)束語
花都特大橋全橋樁基在后期低應(yīng)變及聲測檢測過程中，所有樁基檢測結(jié)果均符合設(shè)計及驗(yàn)標(biāo)要求，并且Ⅰ類樁占全部樁基總數(shù)的99%，高質(zhì)量的完成了工程任務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
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