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        溶巖地區(qū)沖孔灌注樁施工控制技術(shù)

        2019-10-21 14:54:06楊松
        名城繪 2019年3期
        關(guān)鍵詞:巖面沖孔護(hù)筒

        楊松

        摘要:溶洞地質(zhì)環(huán)境增加了樁基的施工難度,本文結(jié)合工程施工對(duì)溶洞地質(zhì)下沖孔灌注樁的成孔與澆筑進(jìn)行分析。

        關(guān)鍵詞:溶洞地質(zhì);沖孔灌注木樁

        1工程簡(jiǎn)介

        本工程地區(qū)地貌屬潯江一級(jí)階地地貌單元。碼頭施工區(qū)位于潯江的西岸,地形起伏較大,上部覆蓋層為第四系沖積第6層,覆蓋層以下為中風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r、強(qiáng)風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r層厚約6m-25m,港區(qū)淺層巖溶較發(fā)育,其形態(tài)主要以溶洞(槽)、溶蝕裂隙為主。

        2施工工藝

        2.1施工準(zhǔn)備

        沖孔樁施工區(qū)地質(zhì)復(fù)雜,溶洞發(fā)育毫無規(guī)律,每個(gè)樁位的地質(zhì)情況都有所不同,有的樁位實(shí)際地質(zhì)情況跟勘探情況相差很大,沖樁過程中容易造成漏漿、塌孔甚至卡錘。

        依據(jù)超前鉆資料,確定每根樁的樁身長度,入巖深度,以書面交底的方式將地質(zhì)柱狀圖發(fā)放到現(xiàn)場(chǎng)管理人員,并組織相關(guān)人員進(jìn)行學(xué)習(xí)。在每根樁沖孔之前由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員再次現(xiàn)場(chǎng)交底,使現(xiàn)場(chǎng)施工人員了解溶洞所在位置、范圍大小、充填情況。依據(jù)超前鉆資料推斷樁身溶洞大小,樁與樁之間可能存在溶洞貫通情況,施工前編制樁基沖孔計(jì)劃,避免同一溶洞上同時(shí)沖擊兩根樁,避免成孔、灌注時(shí)的相互干擾。

        3施工過程

        3.1護(hù)筒埋設(shè)校正

        護(hù)筒埋設(shè)采用震動(dòng)下沉法施工,在施振前,選擇并固定好導(dǎo)向架,施振過程中,嚴(yán)格控制鋼護(hù)筒的平面位置及垂直度。按照現(xiàn)行2012版《港口工程樁基規(guī)范》有關(guān)規(guī)定,其位置偏差:陸上樁≤50mm,近岸無掩護(hù)水域樁≤150mm,傾斜率≦1%。所以,鋼護(hù)筒的下沉振動(dòng)速度不宜太快,應(yīng)采用“小振幅,多振次”方式施振。應(yīng)將護(hù)筒底埋至巖面,護(hù)筒無法下沉為止。

        埋設(shè)護(hù)筒時(shí),遇地下障礙物應(yīng)查明地下障礙物的性質(zhì),若與勘探地質(zhì)報(bào)告不符,應(yīng)及時(shí)向設(shè)計(jì)和甲方監(jiān)理提出,協(xié)商處理。

        3.2泥漿控制

        泥漿作為沖孔過程的穩(wěn)定液,主要作用為保護(hù)孔壁和懸浮鉆渣。泥漿可在孔壁上形成一薄層泥皮,使水無法從內(nèi)向外或從外向內(nèi)滲透,溶洞地質(zhì)下沖孔樁施工極易出現(xiàn)孔壁坍塌現(xiàn)象,泥漿對(duì)孔壁硬化、保護(hù)作用至關(guān)重要。鉆渣通過反循環(huán)、沉淀,清出孔內(nèi)。制備泥漿采用納制膨潤土,泥漿比重控制在1.05。初次注入泥漿,盡量豎直向下沖擊在樁孔中間,避免泥漿沿護(hù)筒側(cè)壁下流沖塌護(hù)筒根部,造成護(hù)筒根部基土的松軟。在成孔過程中,確保泥漿高于地下水位2m,以有利于孔壁的穩(wěn)定。

        3.3溶洞地質(zhì)下沖擊成孔

        本工程沖孔灌注樁均為嵌巖樁,所以采用沖孔機(jī)沖孔,沖孔時(shí)將沖錐式鉆頭提升到一定高度后以自由下落的沖擊力來破碎巖層,采用泥漿反循環(huán)清渣,對(duì)于巖溶地區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)條件,沖擊鉆進(jìn)方法是嵌巖樁最有效的成孔方法。

        3.4特殊部位及突發(fā)問題的處理

        在本項(xiàng)目施工中出現(xiàn)過溶洞頂坍塌、護(hù)筒內(nèi)泥漿面迅速下降等突發(fā)情況,下面針對(duì)兩種典型情況結(jié)合具體施工措施進(jìn)行分析。

        (1)溶洞破頂措施

        某樁樁徑為1.8m,樁長23.1m,超前鉆鉆明溶洞位置在1.5-4.4m處,溶洞高2.9m。在施工沖孔至標(biāo)高4.8m處時(shí),針對(duì)該地質(zhì)狀況,采用了少提輕擊,慢慢擊穿溶洞頂,防止溶洞頂破裂、突然塌陷,在沖孔至標(biāo)高4.5m時(shí),出現(xiàn)護(hù)筒內(nèi)泥漿面迅速下降,并伴隨掉錘現(xiàn)象。針對(duì)這種問題,現(xiàn)場(chǎng)立即加大泥漿供應(yīng)量,確保不發(fā)生塌孔的情況下進(jìn)行回填,填入直徑為20-30cm片石和粘土,初次回填至孔深2/3處,重新開始沖孔,采用低錘快擊的辦法將片石沖入溶洞內(nèi)。當(dāng)片石充滿溶洞后,觀察鋼絲繩無明顯偏移、無漏漿、偏錘等現(xiàn)象后,進(jìn)行正常沖孔,直至成孔,若仍有漏漿等現(xiàn)象,則需要重復(fù)回填片石、粘土,重復(fù)沖孔。

        (2) 護(hù)筒內(nèi)泥漿流失

        某樁樁徑為1.6m,樁長9.8m,超前鉆顯示該區(qū)域巖面較不規(guī)則,存在凸起斜巖,巖面下存在溶洞。在施工中該樁在沖孔穿過溶洞后出現(xiàn)護(hù)筒內(nèi)泥漿持續(xù)緩慢下降,泥漿損失量約為2m?/h的現(xiàn)象。

        針對(duì)這種現(xiàn)象,初步推測(cè)為溶洞內(nèi)仍存在空隙,導(dǎo)致泥漿流失。后采取了回填粘土、增加泥漿供應(yīng)量和調(diào)大泥漿比重的措施。在持續(xù)沖進(jìn)1m后,護(hù)筒內(nèi)泥漿仍然持續(xù)下降,泥漿損失量約為4m?/h,若采取原措施持續(xù)回填粘土、增加泥漿供應(yīng)量繼續(xù)沖孔,既不經(jīng)濟(jì),又對(duì)后續(xù)混凝土灌注存在影響。結(jié)合地質(zhì)資料,該區(qū)域巖面較不規(guī)則,存在凸起斜巖的情況。針對(duì)這一情況考慮護(hù)筒底和巖面接觸處由于斜巖導(dǎo)致存在較大空隙,由于護(hù)筒內(nèi)泥漿面高于外側(cè)水位線,導(dǎo)致由于護(hù)筒內(nèi)外壓差,引起的泥漿滲漏。在不影響樁徑的情況下遂對(duì)護(hù)筒進(jìn)行接長3m,再次打入已完成沖孔的巖面內(nèi)。后再進(jìn)行沖孔施工時(shí),護(hù)筒內(nèi)泥漿面未出現(xiàn)下降,后順利成孔。

        3.5下籠裝管

        沖孔樁沖孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,進(jìn)行第一次清孔,清孔控制標(biāo)準(zhǔn)是循環(huán)清孔至出漿口處無巖碴為止。再進(jìn)行鋼筋籠的安裝,安裝過程中必須控制鋼筋籠垂直下降,防止出現(xiàn)因鋼筋籠剮蹭孔壁導(dǎo)致塌孔的現(xiàn)象。鋼筋籠下入孔內(nèi)受阻,應(yīng)查明原因并處理后方可下入,必要時(shí)應(yīng)起拔掃孔后再下籠,確保下放鋼筋籠和鉆孔的同心度。鋼筋籠下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,應(yīng)進(jìn)行鋼筋籠的中心定位,中心偏差<2cm,然后沿周邊布置4道定位筋至護(hù)筒壁,以防止砼灌注時(shí)導(dǎo)管碰撞鋼筋籠造成鋼筋籠偏位。

        導(dǎo)管應(yīng)按孔深拼裝,其底口離孔底0.3m-0.5m,安裝前檢查導(dǎo)管密封性,橡膠密封圈是否有遺漏,并檢查絲扣是否完好及導(dǎo)管圓整度,確保導(dǎo)管的嚴(yán)密性及其緊固性,防止灌注混凝土?xí)r出現(xiàn)漏漿堵管等狀況。

        3.6灌注水下混凝土

        溶洞地質(zhì)下灌注水下混凝土?xí)r易出現(xiàn)混凝土面不上升、迅速降低等現(xiàn)象,為保證成樁質(zhì)量,必須嚴(yán)格控制灌注過程。針對(duì)地質(zhì)因素,存在溶洞的樁灌注時(shí)需每5分鐘測(cè)一次混凝土面高程,且提前準(zhǔn)備好充足的混凝土供應(yīng),針對(duì)突發(fā)情況迅速做出修正措施。

        某樁樁徑為1.8m,樁長19.2m,超前鉆鉆明溶洞位置在標(biāo)高8.1-10.6m、11-12.5m處,沖孔過程中已采取措施順利成孔。灌注過程中當(dāng)灌注至標(biāo)高13.8m處,正在拆除導(dǎo)管時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土面在2分鐘內(nèi)下降至8.5m處,此時(shí)導(dǎo)管底標(biāo)高為9.4m,若繼續(xù)澆筑很容易出現(xiàn)斷樁的風(fēng)險(xiǎn)。初步分析原因?yàn)槿芏次幢惶顫M、存在空隙,當(dāng)受到混凝土壓力時(shí),原洞壁破裂,混凝土流入溶洞中空洞處。

        4結(jié)語

        溶巖地區(qū)沖孔樁施工過程中,可能遇見各種突發(fā)情況,這就要求現(xiàn)場(chǎng)管理人員在施工前準(zhǔn)備充分,做好應(yīng)急預(yù)案;施工中密切監(jiān)測(cè),針對(duì)各種情況,迅速做出反應(yīng),第一時(shí)間采取措施。

        參考文獻(xiàn):

        [1]溶巖地區(qū)沖孔灌注樁成樁技術(shù)分析[J].盧仕明.居舍.2018.

        [2]沖孔灌注樁施工方法探討[J].黃健寧.科技信息.2012.

        (作者單位:安徽省滁州港航投資有限公司)

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