1、巖溶地區橋梁樁基施工技術摘 要：結合XX高速馬壩互通立交橋梁樁基施工實例，淺談巖溶地區沖孔灌注樁施工技術關鍵詞：巖溶地區 樁基 施工技術一、工程地質概況1、工程概況XX公路為六車道高速公路，設計車速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%，瀝青砼路面結構，按公路I級荷載等級設計。馬壩互通立交是XX高速公路與京珠高速、廣樂高速公路進行交通轉換的樞紐工程。設主線橋一座，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3.2km，樁基382根，最長樁43m。結構形式下部為鉆孔灌注樁基礎，樁柱式橋臺，柱式墩。上部為預應力混凝土現
2、澆連續箱梁。2、地質條件橋址區處于剝蝕低山丘陵區，為河谷沖積地貌。根據地質鉆探揭露，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砂巖（C1f）石炭系石磴子組炭質頁巖、炭質灰巖（C1s），橋址區存在的不良地質現象主要表現在煤系地層及巖溶發育，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，基巖風化裂隙水及巖溶水。二、溶洞地區樁基成孔施工技術1、鉆孔順序根據實際情況按照有利于及時封閉溶洞、隔斷通道、上下游對稱、先短后長、由下而上、隔孔鉆孔的原則安排施工。2、施工準備平整施工
3、場地、清除雜物，挖換軟土，修筑臨時施工便道，布置用水用電系統。 根據鉆探資料掌握溶洞出現的位置，并推斷其范圍大小，制訂適當的施工方案和施工技術保障措施。 每個孔位的地質柱狀圖和施工方案都單獨列出，發給有關人員，讓具體操作者、技術人員、作業隊長都知道溶洞的位置、大小、充填情況以及應采取的施工方案。 備足成孔用水、粘土、片石、碎石等必備材料，確保溶洞鉆穿時迅速補水、補漿，預防坍孔，并及時拋填粘土、片石，以恢復正常鉆孔作業。 準備處理施工故障的機具設備，如打撈、急救以及不同性能的其他鉆機、鉆具等。 樁基定位放樣 a依據已布設的平面控制加密導線控制點坐標和經復核計算無誤的各鉆孔樁中心坐標，利用全站儀精
4、確測設各樁位的中心樁；b 采用正交線法定出該樁位的法線方向線控制樁，供護筒安裝及機具定位使用；c 每個鉆孔樁的護筒安裝就位后，應測量護筒頂標高，供檢測孔深度、樁底標高時使用。 埋設鋼護筒鋼護筒內徑比相應的樁徑大30cm，分節卷制，單節高度2m，埋設的深度根據不同地質情況分別確定，對埋深較淺的護筒，采用挖埋法，即先在樁位處挖出比護筒直徑大80-100cm的圓坑，然后在坑底填筑50cm左右厚的粘土，分層夯實，然后通過控制樁放樣，把鉆孔的中心位置標于坑底，再把護筒吊放進坑內，用十字線在頂部找出護筒的圓心位置，移動護筒，使護筒中心位置與樁位中心位置重合，同時用水平尺或垂球檢查，使護筒豎直，隨后即在護筒
5、周圍對稱、均勻回填最佳含水量的粘土，分層夯實，使其達到最佳密實度，夯填時要防止護筒偏斜。護筒頂面至少應高出地面0.3米，以防雜物，地面水落入或流入井孔內，且應高于施工水位和地下水位1.52.0m。鉆機就位沖擊鉆機支撐點遠離樁位，支點距離應根據可能造成坍塌范圍進行估算，嚴禁將鉆機直接支撐在孔口，同時鉆機應用“八”字纜風繩拴拉。鉆機安裝就位后，底座和頂端應平穩，不得產生位移或沉陷。 泥漿池開挖在樁位附近選擇合適地點開挖泥漿池造漿，并用循環膠管連接，以形成良好的泥漿循環系統。泥漿可用膨潤土拌制，也可采用性能良好的其它粘土拌制，根據不同的地層參考下表制備不同性能的泥漿。泥漿性能指標地層情況泥漿性能指標
6、相對密度粘度(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（1）、在一般地層及巖層鉆進時按常規方法施工，土質鉆孔泥漿比重控制在1.21.3之間為宜，石質鉆孔則應控制在1.351.45之間。剛入巖面時，由于巖面的不平整性，沖程不易過大過快，否則容易造成斜孔。并拋投一定數量的片石填平入巖面，使巖層均勻受力，才不導致偏孔或斜孔。（2）、溶洞處理：當發現鉆進速度降低，主繩擺動加大偏離設計中心，沖擊聲音減弱等情況，
7、則說明孔深已達到溶洞頂板，此時鉆機操作要平穩，盡可能少碰孔壁，采取小沖程、慢鉆進的方法慢慢擊破溶洞頂板防止卡鉆。根據地質資料顯示溶洞大小、填充情況分別采用以下方法處理。規模小的溶洞：當擊破頂板時，鉆孔內將急聚漏漿，根據漏漿情況進一步判斷溶洞大小和有無充填物，如漏漿厲害，泥漿面急劇下降，則應拋填袋裝水泥、片石和黃土并迅速補充泥漿，使回填物以最快速度沉入孔底，沖錘擠壓，封堵裂隙，使孔底形成粘結力較強的混合料填充溶洞并起到護壁作用。若泥漿下降不劇烈，則證明溶洞不大或溶洞內充填物較多，投放片石粘土與鉆進同時進行直到不再漏漿為止。在鉆孔的過程注意撈取渣樣并及時測定泥漿比重，保證鉆孔內有較濃的泥漿，泥漿比
8、重宜控制在1.4以上。在沖孔過程中，始終保持孔內留有一定沉渣，以沉渣來封堵裂縫。在撈取渣樣過程中，若發現渣樣含弧形凹面，則可證明已鉆進到溶洞底，或按正常石質鉆孔施工。溶洞較大或幾個大溶洞連通：此類溶洞僅靠投放片石、水泥、粘土難于封堵且孔壁穩定性較差，這時需采用全鋼護筒護孔。鋼護筒用A3鋼板卷制，厚度8mm，護筒內徑應比樁徑大15cm，為加強鋼護筒的整體剛度，加工鋼護筒時在鋼護筒的焊接頭處外側加設10mm，15cm寬的鋼帶作為加強箍，護筒底加設12mm厚、50cm的鋼帶作刃腳。護筒應分段制作，垂直度偏差不超過1cm/m，所有焊縫應連續，保證不漏水。正常鉆進至溶洞上方約1m處，將鉆頭提起，用振動錘
9、將鋼護筒砸至孔底，繼續沖砸，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的沖程將洞內沖砸密實，再轉入正常鉆進。溶洞所處位置較深，孔壁巖石堅硬：采用同一內徑的鋼護筒很難用振動錘振落，且護筒容易變形傾斜而造成事故，這種情況應采用鋼護筒大套小跟進的方法護壁（如圖）。首先，使用較大直徑的沖擊錘沖擊進行擴孔，鉆孔到基巖面時，設內徑為D1的鋼護筒護壁，再次沖擊擊破溶洞頂板，鋼護筒跟進直到完全貫穿溶洞到達新鮮基巖。其次，埋設內徑為D2的鋼護筒護壁，再次沖擊到達設計孔底標高，造壁成孔完成，用砂石回填護筒外空隙。為了避免樁基在砼澆注過程中沖垮泥漿護壁，造成砼澆注過程中產生斷樁等質量隱患，同
10、時為了控制砼的超灌方量，節約成本，可將內徑D2的鋼護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是：a、保證清孔后泥漿的比重，以便下放鋼筋籠，同時避免鋼筋籠上浮；b、下放鋼筋籠前不出現塌孔現象；c、砼澆注過程中避免鋼筋籠上浮。4、驗孔當沖擊到設計標高或微風化巖層后，應取樣與地質剖面圖對比并判斷巖樣性質，巖樣性質還可根據每小時進尺速度來判斷。一般情況下，微風化巖每小時進尺很少，如果進尺較快而巖樣較新鮮，則應判斷是否為孤石或斷層，孤石取樣的棱角較小。對于巖溶地區，還應判斷樁端持力層是否落在新鮮基巖上。若在清孔過程中發現無法清干凈，則應懷疑樁底是否出現漏
11、洞，可以使用16鋼筋焊接起來對樁底進行觸探。5、清孔對使用片石、水泥和粘土處理過溶洞的樁的清孔，應以含砂率和沉渣厚度作為主要控制指標，若樁不太長，泥漿比重可適當放大，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過處理，但在灌注水下砼時也要防止漏漿現象發生。灌注砼的漏斗應較大，保證首批砼灌注后的埋管深度在1m以上，在灌注過程中應有專人測量砼厚度及計算埋管深度，不能隨意提管，砼最好摻加緩凝劑。7、特殊地質情況處理（1）、地下水上涌由于巖溶極為發育，溶洞互相貫連，地下水位又比較高，當沖錘擊破溶洞頂板時，地下水急劇上涌
12、，泥漿流失，當鉆錘繼續沖擊時，鉆孔周圍地面有水滲出，針對這種情況，現場施工人員為防止地表塌陷，應立即停止鉆進，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，一邊鉆進，一邊跟進鋼護筒護壁，最后造壁成孔成功。（2）、裂縫的處理鉆進到溶洞的頂板時，一般都有裂縫存在，也會出現漏漿，此時應拋投袋裝水泥，用水泥造漿，同時拋投片石和黃土封堵裂隙。（3）、偏孔對于某些傾斜度極大的巖面或一半是石質一半是土質的地質情況，沖錘沖擊時極易發生偏孔，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傾斜為止。如靠投片石也難于達到糾偏的目的，對于這種情況的處理是待沖擊到全巖層時直接灌注高強度的水下砼，以砼補充道偏孔位置，等水泥下砼達到一定強度（7d以上）后再重新沖進到設計標高。三、結束語在巖溶地區進行橋梁樁基施工是比較困難的，如何在施工中實施對樁基質量的有效控制顯得尤為重要。本文結合XX高速馬壩互通立交橋梁樁基施工的實踐經驗，對如何根據工程特性選擇合適的施工方法，保證樁基的質量作了初步探討，希望在同類的工程施工中提供參考。 中鐵二十局集團有限公司韶關市XX公路C01合同段項目部 張甲- 5 -
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