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1、巖溶地區(qū)橋梁樁基施工技術(shù)摘 要：結(jié)合XX高速馬壩互通立交橋梁樁基施工實(shí)例，淺談巖溶地區(qū)沖孔灌注樁施工技術(shù)關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū) 樁基 施工技術(shù)一、工程地質(zhì)概況1、工程概況XX公路為六車道高速公路，設(shè)計(jì)車速100km/h，路線極限最小平曲線半徑53m，一般最小平曲線半徑700m，最大縱坡4.9%，瀝青砼路面結(jié)構(gòu)，按公路I級(jí)荷載等級(jí)設(shè)計(jì)。馬壩互通立交是XX高速公路與京珠高速、廣樂(lè)高速公路進(jìn)行交通轉(zhuǎn)換的樞紐工程。設(shè)主線橋一座，匝道橋五座，三次上跨京珠高速公路，六次跨越S253省道及馬壩河，全橋共計(jì)3.2km，樁基382根，最長(zhǎng)樁43m。結(jié)構(gòu)形式下部為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁柱式橋臺(tái)，柱式墩。上部為預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)2、澆連續(xù)箱梁。2、地質(zhì)條件橋址區(qū)處于剝蝕低山丘陵區(qū)，為河谷沖積地貌。根據(jù)地質(zhì)鉆探揭露，按成因類型可分為第四系沖積層，坡殘積層及下伏石炭系芙蓉山組細(xì)砂巖（C1f）石炭系石磴子組炭質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)灰?guī)r（C1s），橋址區(qū)存在的不良地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)在煤系地層及巖溶發(fā)育，溶洞埋深不等，且洞高0.2020.2米，以全充填為主，充填物為粘性土夾砂石或碎石土，少量溶洞無(wú)充填及部分溶洞呈半充填狀。地下水類型，主要為第四系土層孔隙潛水，基巖風(fēng)化裂隙水及巖溶水。二、溶洞地區(qū)樁基成孔施工技術(shù)1、鉆孔順序根據(jù)實(shí)際情況按照有利于及時(shí)封閉溶洞、隔斷通道、上下游對(duì)稱、先短后長(zhǎng)、由下而上、隔孔鉆孔的原則安排施工。2、施工準(zhǔn)備平整施工3、場(chǎng)地、清除雜物，挖換軟土，修筑臨時(shí)施工便道，布置用水用電系統(tǒng)。 根據(jù)鉆探資料掌握溶洞出現(xiàn)的位置，并推斷其范圍大小，制訂適當(dāng)?shù)氖┕し桨负褪┕ぜ夹g(shù)保障措施。 每個(gè)孔位的地質(zhì)柱狀圖和施工方案都單獨(dú)列出，發(fā)給有關(guān)人員，讓具體操作者、技術(shù)人員、作業(yè)隊(duì)長(zhǎng)都知道溶洞的位置、大小、充填情況以及應(yīng)采取的施工方案。 備足成孔用水、粘土、片石、碎石等必備材料，確保溶洞鉆穿時(shí)迅速補(bǔ)水、補(bǔ)漿，預(yù)防坍孔，并及時(shí)拋填粘土、片石，以恢復(fù)正常鉆孔作業(yè)。 準(zhǔn)備處理施工故障的機(jī)具設(shè)備，如打撈、急救以及不同性能的其他鉆機(jī)、鉆具等。 樁基定位放樣 a依據(jù)已布設(shè)的平面控制加密導(dǎo)線控制點(diǎn)坐標(biāo)和經(jīng)復(fù)核計(jì)算無(wú)誤的各鉆孔樁中心坐標(biāo)，利用全站儀精4、確測(cè)設(shè)各樁位的中心樁；b 采用正交線法定出該樁位的法線方向線控制樁，供護(hù)筒安裝及機(jī)具定位使用；c 每個(gè)鉆孔樁的護(hù)筒安裝就位后，應(yīng)測(cè)量護(hù)筒頂標(biāo)高，供檢測(cè)孔深度、樁底標(biāo)高時(shí)使用。 埋設(shè)鋼護(hù)筒鋼護(hù)筒內(nèi)徑比相應(yīng)的樁徑大30cm，分節(jié)卷制，單節(jié)高度2m，埋設(shè)的深度根據(jù)不同地質(zhì)情況分別確定，對(duì)埋深較淺的護(hù)筒，采用挖埋法，即先在樁位處挖出比護(hù)筒直徑大80-100cm的圓坑，然后在坑底填筑50cm左右厚的粘土，分層夯實(shí)，然后通過(guò)控制樁放樣，把鉆孔的中心位置標(biāo)于坑底，再把護(hù)筒吊放進(jìn)坑內(nèi)，用十字線在頂部找出護(hù)筒的圓心位置，移動(dòng)護(hù)筒，使護(hù)筒中心位置與樁位中心位置重合，同時(shí)用水平尺或垂球檢查，使護(hù)筒豎直，隨后即在護(hù)筒5、周圍對(duì)稱、均勻回填最佳含水量的粘土，分層夯實(shí)，使其達(dá)到最佳密實(shí)度，夯填時(shí)要防止護(hù)筒偏斜。護(hù)筒頂面至少應(yīng)高出地面0.3米，以防雜物，地面水落入或流入井孔內(nèi)，且應(yīng)高于施工水位和地下水位1.52.0m。鉆機(jī)就位沖擊鉆機(jī)支撐點(diǎn)遠(yuǎn)離樁位，支點(diǎn)距離應(yīng)根據(jù)可能造成坍塌范圍進(jìn)行估算，嚴(yán)禁將鉆機(jī)直接支撐在孔口，同時(shí)鉆機(jī)應(yīng)用“八”字纜風(fēng)繩拴拉。鉆機(jī)安裝就位后，底座和頂端應(yīng)平穩(wěn)，不得產(chǎn)生位移或沉陷。 泥漿池開(kāi)挖在樁位附近選擇合適地點(diǎn)開(kāi)挖泥漿池造漿，并用循環(huán)膠管連接，以形成良好的泥漿循環(huán)系統(tǒng)。泥漿可用膨潤(rùn)土拌制，也可采用性能良好的其它粘土拌制，根據(jù)不同的地層參考下表制備不同性能的泥漿。泥漿性能指標(biāo)地層情況泥漿性能指標(biāo)6、相對(duì)密度粘度(Pas)含砂率()膠體率()失水率(ml30min)泥皮厚(mm/30min)靜切力(Pa)酸堿度(pH)一般地層1.051.20162284962521.02.25810易坍地層1.201.4519288496152358103、鉆進(jìn)（1）、在一般地層及巖層鉆進(jìn)時(shí)按常規(guī)方法施工，土質(zhì)鉆孔泥漿比重控制在1.21.3之間為宜，石質(zhì)鉆孔則應(yīng)控制在1.351.45之間。剛?cè)霂r面時(shí)，由于巖面的不平整性，沖程不易過(guò)大過(guò)快，否則容易造成斜孔。并拋投一定數(shù)量的片石填平入巖面，使巖層均勻受力，才不導(dǎo)致偏孔或斜孔。（2）、溶洞處理：當(dāng)發(fā)現(xiàn)鉆進(jìn)速度降低，主繩擺動(dòng)加大偏離設(shè)計(jì)中心，沖擊聲音減弱等情況，7、則說(shuō)明孔深已達(dá)到溶洞頂板，此時(shí)鉆機(jī)操作要平穩(wěn)，盡可能少碰孔壁，采取小沖程、慢鉆進(jìn)的方法慢慢擊破溶洞頂板防止卡鉆。根據(jù)地質(zhì)資料顯示溶洞大小、填充情況分別采用以下方法處理。規(guī)模小的溶洞：當(dāng)擊破頂板時(shí)，鉆孔內(nèi)將急聚漏漿，根據(jù)漏漿情況進(jìn)一步判斷溶洞大小和有無(wú)充填物，如漏漿厲害，泥漿面急劇下降，則應(yīng)拋填袋裝水泥、片石和黃土并迅速補(bǔ)充泥漿，使回填物以最快速度沉入孔底，沖錘擠壓，封堵裂隙，使孔底形成粘結(jié)力較強(qiáng)的混合料填充溶洞并起到護(hù)壁作用。若泥漿下降不劇烈，則證明溶洞不大或溶洞內(nèi)充填物較多，投放片石粘土與鉆進(jìn)同時(shí)進(jìn)行直到不再漏漿為止。在鉆孔的過(guò)程注意撈取渣樣并及時(shí)測(cè)定泥漿比重，保證鉆孔內(nèi)有較濃的泥漿，泥漿比8、重宜控制在1.4以上。在沖孔過(guò)程中，始終保持孔內(nèi)留有一定沉渣，以沉渣來(lái)封堵裂縫。在撈取渣樣過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)渣樣含弧形凹面，則可證明已鉆進(jìn)到溶洞底，或按正常石質(zhì)鉆孔施工。溶洞較大或幾個(gè)大溶洞連通：此類溶洞僅靠投放片石、水泥、粘土難于封堵且孔壁穩(wěn)定性較差，這時(shí)需采用全鋼護(hù)筒護(hù)孔。鋼護(hù)筒用A3鋼板卷制，厚度8mm，護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比樁徑大15cm，為加強(qiáng)鋼護(hù)筒的整體剛度，加工鋼護(hù)筒時(shí)在鋼護(hù)筒的焊接頭處外側(cè)加設(shè)10mm，15cm寬的鋼帶作為加強(qiáng)箍，護(hù)筒底加設(shè)12mm厚、50cm的鋼帶作刃腳。護(hù)筒應(yīng)分段制作，垂直度偏差不超過(guò)1cm/m，所有焊縫應(yīng)連續(xù)，保證不漏水。正常鉆進(jìn)至溶洞上方約1m處，將鉆頭提起，用振動(dòng)錘9、將鋼護(hù)筒砸至孔底，繼續(xù)沖砸，直至擊穿溶洞，然后回填粘土片石混合物（比例1：1），采用11.5m的沖程將洞內(nèi)沖砸密實(shí)，再轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)。溶洞所處位置較深，孔壁巖石堅(jiān)硬：采用同一內(nèi)徑的鋼護(hù)筒很難用振動(dòng)錘振落，且護(hù)筒容易變形傾斜而造成事故，這種情況應(yīng)采用鋼護(hù)筒大套小跟進(jìn)的方法護(hù)壁（如圖）。首先，使用較大直徑的沖擊錘沖擊進(jìn)行擴(kuò)孔，鉆孔到基巖面時(shí)，設(shè)內(nèi)徑為D1的鋼護(hù)筒護(hù)壁，再次沖擊擊破溶洞頂板，鋼護(hù)筒跟進(jìn)直到完全貫穿溶洞到達(dá)新鮮基巖。其次，埋設(shè)內(nèi)徑為D2的鋼護(hù)筒護(hù)壁，再次沖擊到達(dá)設(shè)計(jì)孔底標(biāo)高，造壁成孔完成，用砂石回填護(hù)筒外空隙。為了避免樁基在砼澆注過(guò)程中沖垮泥漿護(hù)壁，造成砼澆注過(guò)程中產(chǎn)生斷樁等質(zhì)量隱患，同10、時(shí)為了控制砼的超灌方量，節(jié)約成本，可將內(nèi)徑D2的鋼護(hù)筒焊接到鋼筋籠的耳筋上，隨鋼筋籠一起下放到溶洞位置以防漏漿及混凝土超罐。此類方法的施工要點(diǎn)是：a、保證清孔后泥漿的比重，以便下放鋼筋籠，同時(shí)避免鋼筋籠上浮；b、下放鋼筋籠前不出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象；c、砼澆注過(guò)程中避免鋼筋籠上浮。4、驗(yàn)孔當(dāng)沖擊到設(shè)計(jì)標(biāo)高或微風(fēng)化巖層后，應(yīng)取樣與地質(zhì)剖面圖對(duì)比并判斷巖樣性質(zhì)，巖樣性質(zhì)還可根據(jù)每小時(shí)進(jìn)尺速度來(lái)判斷。一般情況下，微風(fēng)化巖每小時(shí)進(jìn)尺很少，如果進(jìn)尺較快而巖樣較新鮮，則應(yīng)判斷是否為孤石或斷層，孤石取樣的棱角較小。對(duì)于巖溶地區(qū)，還應(yīng)判斷樁端持力層是否落在新鮮基巖上。若在清孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)無(wú)法清干凈，則應(yīng)懷疑樁底是否出現(xiàn)漏11、洞，可以使用16鋼筋焊接起來(lái)對(duì)樁底進(jìn)行觸探。5、清孔對(duì)使用片石、水泥和粘土處理過(guò)溶洞的樁的清孔，應(yīng)以含砂率和沉渣厚度作為主要控制指標(biāo)，若樁不太長(zhǎng)，泥漿比重可適當(dāng)放大，含砂率控制在4%以下，嵌巖樁沉渣厚度小于2cm，泥漿比重可放大至1.2左右，以保持大孔壁壓力。6、灌注水下砼有溶洞的樁基盡管已經(jīng)過(guò)處理，但在灌注水下砼時(shí)也要防止漏漿現(xiàn)象發(fā)生。灌注砼的漏斗應(yīng)較大，保證首批砼灌注后的埋管深度在1m以上，在灌注過(guò)程中應(yīng)有專人測(cè)量砼厚度及計(jì)算埋管深度，不能隨意提管，砼最好摻加緩凝劑。7、特殊地質(zhì)情況處理（1）、地下水上涌由于巖溶極為發(fā)育，溶洞互相貫連，地下水位又比較高，當(dāng)沖錘擊破溶洞頂板時(shí)，地下水急劇上涌12、，泥漿流失，當(dāng)鉆錘繼續(xù)沖擊時(shí)，鉆孔周圍地面有水滲出，針對(duì)這種情況，現(xiàn)場(chǎng)施工人員為防止地表塌陷，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，采用片石、粘土回填鉆孔，一邊回填一邊擠壓以封堵裂隙。待封堵完畢后重新鉆進(jìn)，一邊鉆進(jìn)，一邊跟進(jìn)鋼護(hù)筒護(hù)壁，最后造壁成孔成功。（2）、裂縫的處理鉆進(jìn)到溶洞的頂板時(shí)，一般都有裂縫存在，也會(huì)出現(xiàn)漏漿，此時(shí)應(yīng)拋投袋裝水泥，用水泥造漿，同時(shí)拋投片石和黃土封堵裂隙。（3）、偏孔對(duì)于某些傾斜度極大的巖面或一半是石質(zhì)一半是土質(zhì)的地質(zhì)情況，沖錘沖擊時(shí)極易發(fā)生偏孔，回填一些較硬的大塊的片石重新沖孔，直到樁錘下落后不出現(xiàn)傾斜為止。如靠投片石也難于達(dá)到糾偏的目的，對(duì)于這種情況的處理是待沖擊到全巖層時(shí)直接灌注高強(qiáng)度的水下砼，以砼補(bǔ)充道偏孔位置，等水泥下砼達(dá)到一定強(qiáng)度（7d以上）后再重新沖進(jìn)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。三、結(jié)束語(yǔ)在巖溶地區(qū)進(jìn)行橋梁樁基施工是比較困難的，如何在施工中實(shí)施對(duì)樁基質(zhì)量的有效控制顯得尤為重要。本文結(jié)合XX高速馬壩互通立交橋梁樁基施工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)如何根據(jù)工程特性選擇合適的施工方法，保證樁基的質(zhì)量作了初步探討，希望在同類的工程施工中提供參考。 中鐵二十局集團(tuán)有限公司韶關(guān)市XX公路C01合同段項(xiàng)目部 張甲- 5 -