■閔 平 ■江西中昌工程咨詢監(jiān)理有限公司,江西 南昌 330038
橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工隨著橋梁建設(shè)的發(fā)展,技術(shù)已相當(dāng)成熟,施工過程中遇溶洞等不良地層亦較為常見,處理的方法也較多,但是在處理方法的選擇上卻不盡相同,主要是從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期上考慮,但不管采用那種技術(shù)方法,必須保證質(zhì)量,下面根據(jù)修水縣秋湖里大橋的實(shí)際情況,談?wù)勩@孔灌注樁遇溶洞與軟弱夾層的處理方法。
秋湖里大橋全長482.5m,主橋橋面寬29.5m,引橋橋面寬27.5m,主橋采用45+160+45m中承式鋼管砼系桿拱橋,東西引橋分部為3×25m和6×25m先簡支后連續(xù)小箱梁,鉆孔灌注樁基礎(chǔ),樁徑為1.5m、2.0m,樁長15-39m。
秋湖里大橋鉆孔灌注樁為嵌巖樁,采用沖擊鉆成孔,地質(zhì)勘察資料顯示約有50%的鉆孔灌注樁有溶洞與軟弱夾層(實(shí)際施工時(shí)更多),溶洞為半填充與無填充狀態(tài)、根據(jù)地質(zhì)勘察單位對本工程軟弱夾層的解釋,其成因與溶洞不同,但物理性狀與溶洞類似,可與溶洞處理方法一致。在鉆探深度范圍內(nèi)溶洞與軟弱夾層(以下簡稱溶洞)最小高度0.8m,最大高度達(dá)6.5m,個別為串珠溶洞。
鉆孔灌注樁施工遇溶洞主要的危害為漏漿、塌孔、掉錘、卡錘、埋錘等,其直接的影響是使得成孔難度增加,并對施工的安全、進(jìn)度造成影響。遇該類地質(zhì)首先產(chǎn)生的影響是漏漿,并可能伴隨掉錘、卡錘,施工處置不當(dāng)或情況發(fā)展過快時(shí),極易造成塌孔、埋錘等更嚴(yán)重后果。
溶洞的處理方法主要有注漿法、鋼護(hù)筒跟進(jìn)法、片石粘土筑壁法等,一般而言注漿法、鋼護(hù)筒跟進(jìn)法處理的效果較好,在施工安全等方面較有保障,同時(shí)不易造成塌孔、埋錘等嚴(yán)重后果,但處理成本較高,本項(xiàng)目應(yīng)建設(shè)單位的要求,盡量使用較經(jīng)濟(jì)的方案,同時(shí)采取措施保證施工安全。最終決定主要采用片石粘土筑壁法對溶洞與軟弱夾層進(jìn)行處理,個別采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)輔助,局部采用砼筑壁。
以下所說的處理方法,是在工程實(shí)施前期不斷改進(jìn)后才定型的。
(1)鋼護(hù)筒跟進(jìn)輔助。針對溶洞頂部地層為砂礫層等易塌陷地層的預(yù)先采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)至溶洞所處巖層頂面,以防止漏漿后情況發(fā)展過快造成嚴(yán)重的塌孔(塌至地面),甚至危及鉆孔設(shè)備的安全。對于在實(shí)施過程中已經(jīng)塌孔到地面的,重新鉆孔前也加設(shè)鋼護(hù)筒跟進(jìn)。
(2)預(yù)處理。當(dāng)鉆孔至溶洞時(shí),孔內(nèi)泥漿急劇下降,極易塌孔,為了延遲塌孔的時(shí)間,當(dāng)鉆孔至溶洞頂高程1m處時(shí)(按地勘資料),停止鉆進(jìn),拋填4m深的粘土加片石材料,粘土與片石體積比為1∶1(下同),并用小沖程的方式重新鉆進(jìn),直至首次發(fā)現(xiàn)漏漿現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)漏漿視為已實(shí)際達(dá)到溶洞位置。
(3)預(yù)處理之后,出現(xiàn)漏漿的處理。預(yù)處理之后,首次出現(xiàn)漏漿,視為實(shí)際達(dá)到溶洞位置的高程,記錄下此高程,做為實(shí)際的溶洞頂高程。出現(xiàn)漏漿后,應(yīng)立即補(bǔ)漿(泥漿用完可補(bǔ)水),保持孔內(nèi)泥漿高程,防止造成塌孔等嚴(yán)重后果,同步拋填粘土與片石至溶洞頂高程以上3m處,再用小沖程的方式重新鉆進(jìn),直至再次出現(xiàn)漏漿。再次出現(xiàn)漏漿后,應(yīng)立即補(bǔ)漿,保持孔內(nèi)泥漿高程,同步拋填粘土與片石至溶洞頂高程以上3m處(當(dāng)連續(xù)兩次漏漿的高程相差超過6m時(shí),應(yīng)重新確定新的溶洞頂高程,以節(jié)省造價(jià)),即每次拋填均需加固已處理的地層,否則極易造成嚴(yán)重事故,再用小沖程的方式重新鉆進(jìn),如次反復(fù),直至通過溶洞區(qū)域,開始正常鉆孔、成孔。
(4)溶洞提前出現(xiàn)或地勘資料未顯示有溶洞的處理。鉆孔過程中發(fā)現(xiàn)部分樁基實(shí)際地質(zhì)與地勘提供的資料不符,即鉆孔深度未達(dá)到地勘資料顯示的溶洞頂面1m處時(shí)就出現(xiàn)漏漿,或地勘資料未顯示有溶洞但出現(xiàn)漏漿(視為有溶洞),此時(shí)已無法進(jìn)行預(yù)處理,記錄下此高程,做為實(shí)際的溶洞頂高程,首次出現(xiàn)漏漿后,應(yīng)立即補(bǔ)漿,保持孔內(nèi)泥漿高程,防止造成塌孔等嚴(yán)重后果,同步拋填粘土與片石6m厚,再用小沖程的方式重新鉆進(jìn),直至再次出現(xiàn)漏漿。再次出現(xiàn)漏漿后,應(yīng)立即補(bǔ)漿,保持孔內(nèi)泥漿高程,同步拋填粘土與片石至溶洞頂高程以上3m處(當(dāng)連續(xù)兩次漏漿的高程相差超過6m時(shí),應(yīng)重新確定新的溶洞頂高程,以節(jié)省造價(jià)),即每次拋填均需加固已處理的地層,否則極易造成嚴(yán)重事故,再用小沖程的方式重新鉆進(jìn),如次反復(fù),直至通過溶洞區(qū)域,開始正常鉆孔、成孔。
(5)多次處理無效的處理。當(dāng)在同一漏漿高程多次拋填粘土與片石處理仍然無效的情況下,采取加拋整包的水泥的方式,按3m3片石+3m3粘土+1T水泥的比例執(zhí)行。若效果不佳,采取灌注C25混凝土至溶洞頂面高程3m處的方式處理,待混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后,再重新鉆進(jìn),直至通過溶洞區(qū)域,開始正常鉆孔、成孔。這種方式在實(shí)際處理過程中極少出現(xiàn),一般按1-4的方式處理后即可成孔。
(1)做好現(xiàn)場的備料工作,溶洞處理講究的是快速,處理速度對事故后果的嚴(yán)重程度影響巨大,因此應(yīng)做好現(xiàn)場材料的備料工作,如已加工成型的鋼護(hù)筒(直徑大于樁徑20cm),合格的片石與粘土,袋裝水泥等。
(2)機(jī)械設(shè)備隨時(shí)待命,如裝載機(jī)、泥漿泵、水泵等。
(3)做好現(xiàn)場的施工記錄及處理記錄,便于分析原因,及時(shí)反應(yīng)情況,調(diào)整方案。
(4)溶洞處理區(qū)域要做到小沖程鉆孔,并經(jīng)常觀察泥漿高程,做到安全施工,及時(shí)發(fā)現(xiàn),及時(shí)處理。
(5)做好技術(shù)交底,嚴(yán)格執(zhí)行處理方案,嚴(yán)格控制土石比例,以保證處理效果。
(6)溶洞處理過程中,必須做好各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄和留存好影像資料,確保資料齊全。
溶洞經(jīng)上述方法處理后,效果較好,一般較小的溶洞經(jīng)1~4次拋填處理即可達(dá)到效果,較大的溶洞(超過3m)的或串珠溶洞一般拋填4~8次即可達(dá)到效果,經(jīng)濟(jì)效益明顯,經(jīng)過處理的鉆孔灌注樁80%以上為1類樁,其他為II類樁,未出現(xiàn)III類以下樁。
施工方法是多種多樣的,同樣的施工方法也不是一成不變的,根據(jù)實(shí)際情況,通過實(shí)事求是的收集收據(jù),認(rèn)真分析,從而持續(xù)改進(jìn),靈活應(yīng)用,使得質(zhì)量、安全、費(fèi)用、進(jìn)度等要素達(dá)到一個合理的協(xié)調(diào)程度,取得最優(yōu)的綜合效益是我們追求的目標(biāo)。
[1]公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTGD60-2004.
[2]公路工程橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/TF50-2011.
[3]建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范JGJ 106—2003.
[4]建筑樁基技術(shù)規(guī)范-JGJ94-2008.
[5]公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/1-2004.