岩溶地质桥梁桩基施工技术论文

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岩溶地质桥梁桩基施工技术论文

1岩溶地质条件下桥梁桩基施工技术要点

1.1施工工艺

针对本桥,我们采取的溶洞处理工艺是:

(1)如果洞高较大的桩基,并且洞内没有填充物,冲孔时冲到溶洞的顶部,泥浆突然下降很大,供应泥浆不能回升,也不能保持循环流动,此时需要将准备好的粘土、袋装水泥、碎石、砂砾或片石等混合物抛入桩孔内。然后埋置钢筒,重新开钻。如果有漏浆情况,则复打内护筒,封堵筒脚,并通过回填适量的粘土和片石,使用小冲程冲击,以起到堵漏的作用。

(2)如果桩基处于溶洞层数较少的地区,且洞高不大,洞内没有充填物的时候,我们使用传统的冲击方法冲孔,通过泥浆循环将钻渣冲出,这样不仅可以平衡压力,还可以起到护壁的作用,防止塌孔,同时还可以降低成本。在钻孔深度快到达溶洞顶部的时候,要注意观察泥浆顶面的下降情况,这样可以给计算孔桩灌注混凝土的需求量提供参考,待泥浆回升到护筒口形成循环后,再继续钻孔,直到穿过溶洞,到达设计孔深。然后向监理工程师报验、安装钢筋笼、灌注孔桩混凝土。

(3)如果桩基处于多层溶洞,洞高较大,并且有充填物,而且每层的充填物都不同,或者是半充填及无充填物的时候,溶洞上层的松软土质的孔壁极易发生坍塌,甚至会在洞内与相邻的孔桩串孔,这种情况下,我们就使用钢护筒的方法。先将溶洞顶部的岩层冲掉,然后再把溶洞底冲平,并向溶洞内回填1m高的粘土,然后将钢护筒垂直的插入溶洞内的粘土层中,以便保证护筒不漏浆。然后再向护筒内注入泥浆后继续钻孔,直到达到设计孔深。然后向监理工程师报验、安装钢筋笼、灌注孔桩混凝土。

1.2施工要点说明

(1)在洞体较大,填充物为流塑状态时,采用孔口下3~4m的钢护筒,四周加固,稳定孔口。对于土质较差的孔口,在护筒下部浇筑35cm厚的混凝土,或者在护筒四周回填粘土、片石加水泥并分层夯实。

(2)在岩溶地段进行钻孔桩施工时,应将护筒打入不渗水层,泥浆密度稍大点,并经常测量孔内的泥浆高度,以免发生埋钻或塌孔等事故。粘土的好坏直接影响泥浆的质量,如果钻孔的地区缺少粘土时,可以使用膨润土或者在泥浆中掺加烧碱、碳酸钠、锯末、水泥等能提高泥浆浮力和粘度的物质,添加锯末时,锯末按粘土体积的10%掺入。护筒底部宜进入不透水层,泥浆的密度可比一般地区所用泥浆密度稍大,并应加强钻进过程和孔内泥浆面高程的检测,避免发生坍塌、埋钻等事故。优质的泥浆取决于优质的粘土,当缺少优质粘土时,可在泥浆中掺入适量的水泥、锯末、碳酸钠、烧碱,以提高泥浆的胶体率,悬浮能力。

(3)清孔时可以根据地层情况、设计要求、机具设备、钻孔方法等条件选择清孔方法。在清孔时要保持孔内的水压,防止塌孔。在安装好钢筋笼后,要再次检测孔内的沉渣厚度和泥浆指标,等各项指标都满足设计和规范要求时,再进行水下混凝土浇筑。

(4)在浇筑水下混凝土时,首批混凝土的量应满足规范要求,首批混凝土灌入后应连续浇筑,不能中断,并及时量测孔内混凝土面的高度,及时的调整导管的埋置深度,一般导管埋置深度控制在2~4m为宜。桩基灌注时应将孔内溢出的水或泥浆排放到适当位置不得随意排放污染环境。

(5)在灌注孔桩水下混凝土时应采取措施防止钢筋笼上浮,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,宜降低灌注速度。在混凝土顶面上升到骨架底口4m以上时,宜提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上后再恢复正常灌注速度,现场施工时可将钢筋笼吊筋焊在钢护筒上可以避免钢筋笼上浮。

(6)桩顶混凝土应比设计高度超灌一部分,如果孔桩直径较大,孔内泥浆密度过大,或地质较差时,可以将超灌高度提高。本合同段桩基根据实际情况为确保桩头质量桩顶高程比设计高程高出0.8m控制,超灌的多余部分在承台施工前凿除,凿除后的桩头应密室无松散。

(7)桩基成孔安装钢筋骨架并清孔符合要求后,应尽快进行混凝土的灌注施工,灌注过程中要注意护筒内水面高程变化以及返浆情况,确保正常灌注。对岩溶特别发育的部位,应采取措施防止因混凝土压力增大而导致的坍孔现象,对于出现过坍孔的桩孔,灌注时应适当控制混凝土的灌注速度。

(8)对桩身完整性进行检验时,检测的方法和数量应满足规范和设计要求。当对桩的质量有疑问或设计有规定时,应采用钻取芯样法对桩进行检测,当需检验柱桩的柱底沉淀与地层的结合情况时,其芯样应钻至桩底0.5m以下。

2岩溶区桩基施工常见病害处理

2.1卡钻事故处理

卡钻事故的引发原因很多,其中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,使钻头冲破溶洞顶板岩石,钻头倾斜,卡在溶洞顶板岩石的不同部位。遇到卡钻时不能慌张,严禁强行提拉,野蛮施工,以防塌孔、埋钻。卡钻后应该根据钻头所处位置采取不同措施,若顶板岩石中部,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,由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,将顶板岩石破掉后提出。

2.2掉钻事故处理

掉钻事故主要是主绳和钻头转向鼻儿断裂引起的,因此要经常检查。遇到钻头提不上来时,不要强行提拉。掉钻后要及时摸清情况,钻头上要事先安装保险绳,保险绳要牢固可靠。若泥浆太浓或泥渣太厚导致钻锤被沉淀物或塌孔土石覆盖,应首先清空吸泥,使打捞工具能接触到钻锤。先用侧锤探测钻锤在孔底的情况,用打捞钩放至孔底,钩住钻锤保险绳再提起。如果钻锤倾倒,可派潜水员带钢丝绳潜至孔底,将钢丝绳拴在钻锤顶上,再将钻锤提起,如果钻锤顶朝下,只能将钢丝绳捆绑在钻锤的爪山上,再将钻锤提起。在施工过程中掉钻以预防为主,经常检查,及时检修,消除隐患。

2.3埋钻事故处理

埋钻分两种情况:一是沉渣埋钻,二是塌孔埋钻。要避免沉渣埋钻就不能使钻头长时间停留在孔底不动,保持上下活动,使得泥浆不断地循环,这样就能防止沉渣埋钻的现象发生。若发生塌孔埋钻,最主要的是将主绳保住,利用回旋钻机扫孔和“反冲法”将钻头提起。

2.4塌孔处理

塌孔主要是由于漏浆严重、补浆不及造成的,采用护筒跟进能有效地防止塌孔事故。塌孔的主要预防措施是保持泥浆浓度和水面高度,采用小冲程钻进,保证钻机和钻架安装稳定可靠。塌孔经常引起钻机倾翻,主要原因是由于桩位处地面强度不高,当孔内发生局部坍塌后引发地面塌陷,造成钻机倾翻。有效预防措施是加大钻机地盘,扩大钻机与地面的接触面积,减少孔口局部压力。

3结语

综上,该桥梁桩基溶洞处理方案实践操作简单,成本相对较低,溶洞处理的工程材料方便可取,在一定程度上能缩短工程周期,适于在桥梁工程溶洞区桩基施工推广应用。

作者:欧强 单位:贵州路桥集团有限公司