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        淺談鋼護(hù)筒技術(shù)在樁基溶洞處理中的應(yīng)用

        2011-12-20 03:49:24劉榮紹
        城市建設(shè)理論研究 2011年23期
        關(guān)鍵詞:鋼護(hù)筒護(hù)筒溶洞

        劉榮紹

        摘 要:本文介紹了鋼護(hù)筒技術(shù)在某樁基溶洞處理中的應(yīng)用,給出了施工中所采取的方案及措施,并對樁基溶洞處理的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié),對同類工程具有借鑒和參考價值。

        關(guān)鍵詞:鋼護(hù)筒技術(shù)樁基溶洞施工

        1.工程概況

        本工程范圍地質(zhì)情況大致分為三類:第一類:覆蓋層:雜填土、粉質(zhì)粘土、粉砂、細(xì)砂,覆蓋層厚度在2m~15m?;鶐r:微風(fēng)化石灰?guī)r;第二類:覆蓋層:雜填土、粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、細(xì)砂,礫卵石等;基巖:粘土巖;第三類:覆蓋層:雜填土、粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂、細(xì)砂,強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖;基巖:中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖。

        根據(jù)勘察結(jié)果,場地部分地段揭露的基巖為灰?guī)r及泥灰?guī)r,部分路段是灰?guī)r與泥灰?guī)r上直接覆蓋著全新統(tǒng)沖積相飽和粉細(xì)砂、中砂及中粗砂夾卵礫石層。場地附近近幾十年多處出現(xiàn)地面塌陷,直接危及地面建(構(gòu))筑物的安全。

        通過灰?guī)r區(qū)逐樁超前鉆結(jié)果顯示,灰?guī)r區(qū)溶洞特征:(1)見溶洞率高達(dá)40%;(2)溶洞洞高大小不一,從0.4m~18.2m不等;(3)溶洞層數(shù)從一層至四、五層不等,多層溶洞呈糖葫蘆串珠狀;(4)溶洞多為填充型,部分為半填充或無填充型(填充物多為可塑或硬塑粘性土及少量灰?guī)r碎塊);(5)石灰?guī)r巖芯表面均有不同程度的溶蝕;(6)裂隙較發(fā)育,多被方解石脈充填,膠結(jié)良好。

        2 溶洞處理措施概述

        2.1對較小溶洞,先對溶洞頂部成孔,再跟進(jìn)鋼護(hù)筒至粉砂層底的基巖頂,然后用小沖程鑿穿溶洞頂板,若鉆進(jìn)過程中泥漿損失較慢,應(yīng)及時補(bǔ)充泥漿,并拋填片石、粘土塊或C20砼充填擠實(shí)后再鉆進(jìn)。

        2.2對較小溶洞,在鑿穿溶洞頂板,先跟進(jìn)鋼護(hù)筒至溶洞頂,再用小鉆頭鑿穿溶洞頂板,若鉆進(jìn)過程中泥漿損失較快,必要時可采取慘加速凝劑或水玻璃的水泥砂漿、C20混凝土進(jìn)行封堵,并應(yīng)及時補(bǔ)充泥漿。

        2.3對于溶洞高度較大,采用下鋼護(hù)筒跟進(jìn)鉆孔,輔以片石、粘土塊或C20砼封堵的方法。對于糖葫蘆串珠狀的溶洞,根據(jù)情況采用多層鋼護(hù)筒遞進(jìn)的方法鉆進(jìn)。

        3、鋼護(hù)筒跟進(jìn)施工方法

        鋼護(hù)筒壁厚δ=12~18㎜的鋼板,孔深10米以下時采用12 ㎜厚的鋼板,孔深10~30米時采用14 ㎜厚的鋼板,孔深30米以上時采用18 ㎜厚的鋼板,在廠家用機(jī)械集中卷制加工制作,焊縫全部為雙面坡口,每節(jié)制作長度為4.5~7.5米,制作內(nèi)鋼護(hù)筒的內(nèi)徑D′=d+20cm(d為設(shè)計(jì)樁徑)。下置鋼護(hù)筒的目的:主要是防止貫通溶槽的漏漿而造成砂質(zhì)覆土層以及地表層的塌孔,首先將φ1.6m的鉆頭擴(kuò)大至φ1.8m,正常鉆進(jìn)至溶洞上方約1m處,采用汽車吊輔助振動錘等打入設(shè)備,將鋼護(hù)筒分節(jié)打入土層中至巖面。

        3.1樁基內(nèi)護(hù)筒跟進(jìn)的施工工藝:

        場地平整、定位 埋設(shè)外鋼護(hù)筒 沖孔至溶洞頂(回填片石或C20砼) 溶洞頂部處理下放內(nèi)鋼護(hù)筒 正常成孔至樁底標(biāo)高(終孔)。

        3.2鋼護(hù)筒制作:外鋼護(hù)筒的內(nèi)直徑為D=d+40cm(d為設(shè)計(jì)樁徑),壁厚δ=12㎜,長度為2米;采用機(jī)械卷制加工制作;

        內(nèi)鋼護(hù)筒:采用壁厚δ=12~18㎜的鋼板,在廠家用機(jī)械集中卷制加工制作,焊縫全部為雙面坡口,每節(jié)制作長度為4.5~7.5米,制作內(nèi)鋼護(hù)筒的內(nèi)徑D′=d+20cm(d為設(shè)計(jì)樁徑)。制作好后運(yùn)至施工現(xiàn)場。

        3.3全程鋼護(hù)筒跟進(jìn)施工

        本工程下置內(nèi)鋼護(hù)筒的目的:主要是防止貫通溶槽的漏漿而造成砂質(zhì)覆土層的塌孔,通過下置內(nèi)護(hù)筒的作用,即可順利穿越溶槽層至設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高,達(dá)到順利終孔的要求;同時避免砼超灌甚至無法灌注至設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高等情況。

        將φ1.6m的鉆頭擴(kuò)大至φ1.8m,正常鉆進(jìn)至溶洞上方約1m處,采用25T汽車吊輔助20T振動錘,先將內(nèi)鋼護(hù)筒分節(jié)打入土層中至巖面,再進(jìn)行回鉆成孔。在下沉鋼護(hù)筒的施工過程中,振動錘必須平穩(wěn),牢固的焊在內(nèi)鋼護(hù)筒頂部,并在護(hù)筒頂面的平面位置一定要居中,盡可能避免因偏心造成護(hù)筒產(chǎn)生偏斜。同時采用水平尺嚴(yán)格控制好各節(jié)護(hù)筒連接的垂直度,不得超過施工規(guī)范要求的1/200,力求鋼護(hù)筒垂直入土。若一旦發(fā)現(xiàn)有偏斜的趨勢,馬上進(jìn)行糾正,將可能發(fā)生偏斜的不利因素消除在萌芽狀態(tài)中。

        內(nèi)護(hù)筒沉入巖面后,先采用沖錘進(jìn)行成孔一定深度后(注:進(jìn)尺為1.5~2米),及時采用25T汽車吊輔助振動錘將內(nèi)護(hù)筒下沉至進(jìn)尺巖面標(biāo)高處;然后再進(jìn)行沖孔、下內(nèi)剛護(hù)筒;與之循環(huán)反復(fù)進(jìn)行至樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高處;同樣,在施工過程中嚴(yán)格測量、控制好各節(jié)護(hù)筒連接的垂直度,不得超過施工規(guī)范要求的1/200。

        各節(jié)內(nèi)剛護(hù)筒的連接焊縫全部采用雙面開坡口進(jìn)行滿焊,兩節(jié)護(hù)筒的接縫除施焊外,還需在接縫處焊接50mm寬、δ=10㎜的加強(qiáng)鋼帶。以保證其尺寸準(zhǔn)確,使護(hù)筒體順直度達(dá)到要求,整個內(nèi)護(hù)筒的豎向壁成一直線。對其控制好質(zhì)量的環(huán)節(jié)上起到關(guān)鍵的作用。

        3.4鋼護(hù)筒垂直度控制

        下落過程中通過外部專門支架和預(yù)埋外護(hù)筒之間的卡具控制,并用經(jīng)緯儀輔助控制垂直度,具體如下圖:

        兩節(jié)鋼護(hù)筒焊接過程中的控制:下部鋼護(hù)筒用墊鐵調(diào)平(用吊車調(diào)節(jié)),用水平尺檢測達(dá)到水平要求后,在外部卡具范圍內(nèi)將上部鋼護(hù)筒初步就位,接口對齊,用經(jīng)緯儀測量垂直度,如垂直度超規(guī)范要求,則接口部位采用墊鐵調(diào)平,然后將兩節(jié)鋼護(hù)筒點(diǎn)焊,初步穩(wěn)定后,再進(jìn)行滿焊。在焊縫冷卻后,進(jìn)行鋼護(hù)筒的下落施工,上述工序循環(huán)進(jìn)行。

        3.5內(nèi)鋼護(hù)筒下至溶槽處的處理

        由于施工處不良地質(zhì)溶洞的深度大同時有可能存在貫通的溶洞存在。對于此處的處理更不得馬虎,若處理不當(dāng)有可能出現(xiàn)卡錘的情況出現(xiàn)。需根據(jù)補(bǔ)勘探的地質(zhì)資料, 詳細(xì)了解各溶槽頂標(biāo)高的準(zhǔn)確位置后,嚴(yán)格按照以下進(jìn)行處理:

        內(nèi)鋼護(hù)筒的下放位置:根據(jù)其地質(zhì)資料或原成孔樁基已施工的標(biāo)高位置處(或溶槽頂100cm處);

        沖擊錐錘沖至溶槽頂部范圍做到上下輕提慢放,做到緩慢的進(jìn)尺至溶槽處形成一小的裂口,不得高提進(jìn)行強(qiáng)烈的沖擊;以防止卡錘的危險。進(jìn)入溶槽后,根據(jù)我公司樁基施工的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)情況看,孔內(nèi)的泥漿勢必全部漏失。因此需單獨(dú)進(jìn)行溶槽的處理:孔內(nèi)漿漏失完后,盡快用25T汽車吊將沖擊錐錘吊開。將拼裝備好的水下砼導(dǎo)管放入孔內(nèi),采用C20砼進(jìn)行封堵,砼須多次進(jìn)行,且每次灌入的砼不宜過多,同時砼需在待前面砼達(dá)到初凝后進(jìn)行,砼的塌落度控制在30~50mm,通過砼的低流動性達(dá)到暫時封堵的目的;待砼凝固產(chǎn)生一定強(qiáng)度后,再用沖擊錐錘進(jìn)行重復(fù)回鉆、跟進(jìn)內(nèi)鋼護(hù)筒。也可采用回填片石進(jìn)行反復(fù)沖砸。通過擠壓旁邊的溶洞空間,孔樁周圍形成護(hù)壁,再跟進(jìn)內(nèi)鋼護(hù)筒。

        同一樁孔內(nèi)若有多層溶洞、溶槽或空洞,需分層按上方法處理、跟進(jìn)下放內(nèi)鋼護(hù)筒。

        3.6質(zhì)量保證措施:

        鋼護(hù)筒的加工尺寸必須嚴(yán)格控制,護(hù)筒上下節(jié)的連接縫除焊接外,還需在接縫處焊50mm寬的加強(qiáng)鋼帶,護(hù)筒水平接縫所成平面與護(hù)筒豎向垂直,使整個鋼護(hù)筒的垂直度符合要求,振動錘與護(hù)筒頂面焊接牢固,無松動;并要求振動錘位置居護(hù)筒頂面中,各節(jié)下沉的護(hù)筒必須嚴(yán)格控制垂直度。

        參考文獻(xiàn):

        [1]謝群. 喀斯特地區(qū)某樁基工程溶洞的處理措施[J]. 鈾礦地質(zhì), 2006, (02) .

        [2]高清匯. 樁基施工溶洞處理淺談[J]. 上海鐵道科技, 2008, (04) .

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