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        淺析巖溶地區(qū)橋梁樁基施工技術(shù)

        2014-06-06 14:20:07田甜王建琴
        卷宗 2014年4期
        關(guān)鍵詞:樁基施工

        田甜 王建琴

        摘 要:從渝懷鐵路共和5號大橋樁基施工實例出發(fā),結(jié)合巖溶地質(zhì)發(fā)育形態(tài),分析了樁基施工中應(yīng)當注意的問題,確保橋梁施工質(zhì)量和進度。

        關(guān)鍵詞:巖溶地質(zhì); 樁基; 施工

        我國西南巖溶現(xiàn)象普遍存在,給橋梁基礎(chǔ)施工帶來了較大的困難。巖溶根據(jù)其發(fā)育強度,可分為強烈發(fā)育,中等發(fā)育,弱發(fā)育,微弱發(fā)育4種,在巖溶強烈發(fā)育區(qū),主要表現(xiàn)為大型暗河,廊道及較大規(guī)模的溶洞。對于這種巖溶地質(zhì),在地質(zhì)勘探時容易發(fā)現(xiàn),并會引起勘探人員及設(shè)計人員的高度重視,工程中將盡可能避免或采取其它特殊措施處理。其他三種發(fā)育強度的巖溶區(qū)存在更為普遍,多表現(xiàn)為溶蝕、溶溝、溶槽或單個小型洞穴,裂隙較為發(fā)育等形態(tài),而對于這種發(fā)育程度的巖溶區(qū)域,由于巖溶表現(xiàn)形式的多樣性及規(guī)律性不強的特點,在目前的勘探手段及有限資金情況下,給施工帶來很大的不確定因素。

        現(xiàn)結(jié)合渝懷鐵路共和大橋樁基施工出現(xiàn)的問題,分析總結(jié)巖溶地區(qū)樁基施工應(yīng)注意的幾個問題。

        1 工程簡介

        1、渝懷鐵路共和5號大橋全長412米,位于重慶市北碚區(qū)境內(nèi),是渝懷鐵路的重點工程。

        2、地質(zhì)勘探資料

        覆蓋層10-20m深,由上而下分為:①填土1.0-1.5m厚,②亞粘土,黃褐色,5-10m厚③亞粘土,黃褐色,厚6-8m,下伏為石灰?guī)r,灰白色,樁基嵌巖深度要求1m。

        2 施工技術(shù)處理措施

        2.1 前期已采取的措施

        (1)前期項目部采用人工挖孔,方法:3-5人一組,采用人工開挖,手搖卷揚機吊裝,該方法成本低,施工機具少,簡便靈活,但只適合地下水量小的樁基成孔,在0#臺和1#墩、2#墩中共11根完成的樁基既采用該方法完成。

        (2)當開挖3#-6、3#-5樁基時,挖至16m后,就發(fā)生涌水,淤泥上漲,再次開挖,再次上漲,多次反復(fù),始終無法向下進展,由于不斷掏空淤泥、流沙,附近100-200m處的農(nóng)田多處發(fā)生垮塌,說明該橋址處地下溶洞可能相互連通,在無法進展下去后,項目部采取了以下一些措施。

        ①砼護壁。每向下挖0.5-1m,即澆砼護壁,標號C20,厚0.15m,配φ16鋼筋,間距20cm,但護壁遭到推擠破壞,未能奏效。②采用正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機鉆進,鋼護筒護壁。由于巖層傾斜,鉆機就位不正,造成偏孔,無法進行。③采用帷幕注漿。沿3#-6樁基外圍設(shè)孔注漿,間距30-50cm,孔徑100mm,水泥漿采用425#普通砼硅酸鹽水泥,配合比:水:水泥=0.8:1.0;7天后,再采用人工開挖,也沒有成功。

        在此期間,對地質(zhì)情況重新進行了勘探,共布設(shè)鉆孔6個,基本摸清了橋位處的地質(zhì)情況,考慮到前期樁位已定,未對跨徑再作調(diào)整,但確定樁長依據(jù)地質(zhì)實際情況進行調(diào)整。

        2.2 合理選擇鉆孔設(shè)備

        樁基成孔目前常用方法有人工挖孔,旋轉(zhuǎn)鉆機成孔,沖擊鉆進成孔,沖抓鉆進成孔。人工挖孔,無需鉆孔設(shè)備,造價低,靈活方便,但局限性大,只適合于無水或地下水量不大,孔深較淺,巖溶發(fā)育強度較弱的情況下采用;旋轉(zhuǎn)鉆機成孔。適用于黏性土,砂類土,含少量砂礫石的土,孔徑為80-250cm,孔深30-100m;沖擊鉆成孔適用于黏性土、砂類土、礫石、卵石、漂石、較軟巖石,孔徑80-200cm,孔深小于50m;沖抓鉆適用于淤泥、腐殖土、密實黏性土、砂類土、砂礫石,孔徑100-200cm,孔深適宜20m以下。

        總結(jié)前期施工經(jīng)驗,綜合分析地質(zhì)情況,認為,本橋位溶巖情況復(fù)雜,流砂強,巖石強度較高,應(yīng)采用大型沖擊鉆。在確定方案后,立即采取果斷措施,調(diào)進兩臺大型沖擊鉆,晝夜施工,3#-6,3#-5,順利下鉆成孔,采用沖擊鉆后,施工頓時變得順利。

        2.3 巖溶地區(qū)泥漿的制備和使用

        泥漿一方面起到護壁,防止鉆孔垮塌的作用,另一方面,起到浮渣作用,一般應(yīng)選用塑性指數(shù)Ip>10,黏性土或膨潤土,不同的土層泥漿相對密度可按表1數(shù)據(jù)選用:對于巖溶地區(qū)鉆孔,泥漿相對密度應(yīng)取較大值,本橋施工中采用1.2-1.4,在鉆進過程中,由于存在溶溝、溶洞、泥漿極易損失,應(yīng)及時補充,并采取必要的措施。

        2.4 漏漿及溶洞的處理

        在溶蝕帶的巖溶地質(zhì),往往裂隙發(fā)育,溶溝、溶槽、溶洞錯縱復(fù)雜,本橋在3#-5鉆進至20m時,突然發(fā)生漏漿,在15min內(nèi),孔內(nèi)水位下降了1.8m,由于孔內(nèi)水位驟降,鉆孔周圍約2m范圍內(nèi)地面出現(xiàn)了裂縫,有可能造成大的塌孔。在這種情況下,根據(jù)以往經(jīng)驗,立即組織員工向孔內(nèi)投放水泥,這一措施效果顯著,30min后,水位下降得以控制,水位完全穩(wěn)定后再加大泥漿濃度,在控制鉆進速度的措施下,繼續(xù)緩慢鉆進。

        如果存在較大的溶洞可按如下方法處理:

        (1)在孔口附近準備足夠的小片石和粘土,最好配備一臺ZL50型裝載機,當遇到溶洞漏漿時,迅速鏟起片石和粘土填孔,同時大量補水。

        (2)當鉆至離溶洞頂部附近時,采用小沖程,逐漸將洞頂擊穿,比例回填粘土和片石,仍采用小沖程輕砸,讓粘土和片石充分擠入溶洞內(nèi)壁。待粘土和片石充分擠入溶洞內(nèi)形成穩(wěn)定護壁后,并且泥漿漏失現(xiàn)象全部消失后正常鉆進。

        (3)當漏漿嚴重,回填粘土和片石沒有作用時,可采用直接灌注水下混凝土的措施。方法如下:按照灌注水下混凝土的施工方法下導(dǎo)管至已鉆孔底0.3m-0.5m,灌注水下混凝土,至溶洞填充完畢,判斷標準以灌注混凝土面超過溶洞洞頂1m左右且混凝土不再下降為準,待混凝土強度達到30%-50%左右后,重新鉆進。

        2.5 終孔的判別

        實際施工中可從以下幾方面綜合判斷:

        (1)以設(shè)計鉆孔柱狀圖提示巖面高程作為參考。

        (2)查閱鉆機施工記錄,可將基巖進尺速度,0.1m-0.2m/h 為進入全巖面的控制速度。

        (3)采用釬錘觸探, 錘頭觸巖時,會出現(xiàn)輕微反彈。

        (4)撈取鉆渣,巖屑含量50%-70%,且含泥、含砂量小于4%時,認為入巖。

        3 加強檢測,確保質(zhì)量

        樁基檢測主要有鉆芯取樣法,超聲波法,機械阻抗法,水電效應(yīng)法等無破損法。無破損法檢測樁基砼的質(zhì)量,效率高、操作簡便、成本低,樁基質(zhì)量檢測中,比較普遍使用,但不能檢測樁基底基巖的狀況。在巖溶區(qū)施工的樁,宜加大鉆芯檢測的頻率,對于未在地質(zhì)鉆孔位置的樁,特別是在鉆進過程中出現(xiàn)了如漏漿等異常情況的樁,宜作鉆芯檢測,且宜鉆至樁底4-5m以下,以探明樁底巖基情況。

        5號大橋施工后期,由于施工方法得當,處理措施及時,只用了短短一個半月就完成了全部樁基施工,收到了較好效果。因此,在巖溶地區(qū)建橋,應(yīng)根據(jù)巖溶發(fā)育和分布的規(guī)律,認真勘測、綜合分析、精心組織設(shè)計與施工,并加強檢測,確保橋梁施工安全。

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