淺談橋梁施工中巖溶樁基施工技術(shù)
2016-11-21
引 言
就我國地質(zhì)狀態(tài)而言，巖溶地貌分布廣，面積大，是世界上最大的巖溶地貌區(qū)之一。巖溶形式多樣，由于地質(zhì)構(gòu)造的特殊性，給橋梁基礎(chǔ)施工帶來較大困難。橋梁樁基礎(chǔ)是橋梁的重要部位，其質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響到橋梁的工程質(zhì)量、運行安全和使用壽命。因此，對巖溶地區(qū)橋梁樁基施工技術(shù)進(jìn)行探討，意義重大。
1、施工中常見問題
1.1易造成塌孔
在具體施工時，如遇到巖溶的連通性比較強(qiáng)或者出現(xiàn)覆蓋層流塑性時，可出現(xiàn)孔內(nèi)的漿液突然流失的現(xiàn)象，這種情況下，一般來不及補(bǔ)漿，這就造成了孔內(nèi)的液面高度的降低，致使出現(xiàn)壓力差，導(dǎo)致塌孔的出現(xiàn)。
1.2地下水位易造成大量涌水
樁基施工方法選擇的主要考慮因素中，包括地下水位高低的影響，這種情況在巖溶比較發(fā)達(dá)的地區(qū)尤其常見。在施工工程中，如遇到地下水屬于承壓水時，樁基底會出現(xiàn)大量涌水的情況，對安全生產(chǎn)造成威脅，需特別注意。
1.3極易發(fā)生鉆孔彎管、夾管或假收錘現(xiàn)象
在樁基鉆孔或者挖孔的工程中，如果出現(xiàn)巖溶發(fā)育程度高的情況，很容易出現(xiàn)鉆孔夾管、彎管或者假收錘的情況，埋下安全隱患。
由于鉆孔或者挖孔的過程，會造成原有巖層的失衡狀態(tài)，出現(xiàn)地面變形、涌土、涌水、地層塌陷等不良情況，在工程施工中造成事故，應(yīng)特別引起注意。
2、巖溶樁基施工技術(shù)探討
2.1樁基探測
在樁基探測時，需仔細(xì)查看每根樁的地址鉆探情況及資料，確保在了解巖溶發(fā)育情況、巖溶覆蓋情況以及溶洞填充和巖面的傾斜情況的狀態(tài)下，才可以進(jìn)行施工；對地質(zhì)資料不詳細(xì)或者有缺失的樁孔，進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)鉆探，保證不出現(xiàn)遺漏情況。
2.2工藝編制
施工工藝的編制方面，由項目技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)編制。在具體編制時，需根據(jù)地址核查結(jié)果合理編制鉆孔施工工藝。項目技術(shù)負(fù)責(zé)人需編制出每根樁的溶洞處理方案，并進(jìn)行安全技術(shù)交底，其中需要將溶洞標(biāo)高、大小、以及溶洞填充和巖面的傾斜情況等，并編制相對應(yīng)的處理措施與操作要領(lǐng)。
2.3材料準(zhǔn)備
準(zhǔn)備包括片石、粘土、鋼護(hù)筒、碎石等的溶洞處理材料。
為了防止漏漿、塌孔，需準(zhǔn)備好泥漿泵；為了防止鉆孔因各種因素作用產(chǎn)生傾斜的情況，應(yīng)將鉆機(jī)橫向支撐及縱向支撐都相應(yīng)的加長，需超出預(yù)計的塌孔范圍。
2.4試樁
在施工前，需要進(jìn)行試樁試驗?？梢栽跇蛭煌獾厝芏刺庍M(jìn)行相關(guān)試驗，試驗后取得的經(jīng)驗數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)后續(xù)的施工。
3、施工過程分析
3.1施工工藝
?。?）護(hù)筒埋設(shè)
一般的樁位，采用2.0m的護(hù)筒即可，若是河溝邊護(hù)筒，則需要穿過河溝床，具體護(hù)筒埋設(shè)時，護(hù)筒的外緣可以采用黏土回填密實；若碰到地質(zhì)情況較差的區(qū)域，在開孔時添加片塊或者泥塊，這種做法可以使得護(hù)筒刃角得到?jīng)_擊加固。
?。?）成孔
采用沖程小的鉆頭鉆孔、鉆進(jìn)深度超過鉆頭全高加沖程后，才可以進(jìn)行正常的沖擊。
若遇到巖溶地區(qū)時，考慮到地質(zhì)情況的復(fù)雜性，針對不同的低層需采用不同的鉆孔沖擊方法。比如：遇到卵石層時，鉆孔時的沖程可教大，起到破碎卵石的作用；若遇到淤泥或者砂層時，在以小沖程進(jìn)行沖擊時，需往孔里擠進(jìn)片石或者黏土，達(dá)到加固孔壁的效果；若遇到溶洞的情況，由于會造成不整齊的樁孔出現(xiàn)，可以采取地沖程打密、拋填黏土塊、拋填片石的方法加以糾正，并反復(fù)循環(huán)多次，以確保沖孔的質(zhì)量；若遇到大型、特大型半充填或者空溶洞時，一般采用套筒隔離上部松軟地層的辦法對沖孔進(jìn)行處理，以免造成孔壁坍塌的情況出現(xiàn)。
?。?）清孔
采用正循環(huán)泥漿漸進(jìn)法清孔，程序如下：①當(dāng)鉆到設(shè)計標(biāo)高后，用取渣桶清渣，至取不出為止；②將直徑為75mm鋼射漿管插入孔底，射入拌好的泥漿，泥漿性能指標(biāo)為，比重1.3，黏度18～20，含砂量小于4%，膠體率大于97%，PH值大于8，射入的泥漿帶著殘留的鉆渣，經(jīng)護(hù)筒口返回泥漿池，待沉淀后再泵入孔底；③如果還有較大塊徑的鉆渣浮不上來，則再投入少量粘土，用鉆頭小沖程沖砸2～3小時；④再插入射漿管實施正循環(huán)泥漿清孔，至孔底殘渣厚度達(dá)到設(shè)計及驗收標(biāo)準(zhǔn)；⑤采用側(cè)錘法檢查沉渣沉淀厚度達(dá)標(biāo)后，再觀察1～2h，用鋼管測量孔底標(biāo)高，測出沉渣的厚度，符合要求后，安裝鋼筋籠。
?。?）安裝鋼筋籠
鋼筋籠主筋接頭采用機(jī)械連接，鋼筋籠的材料、加工、接頭和安裝符合要求，砂漿墊塊按豎向每隔2m設(shè)一道，每一道沿圓周布置6個。
?。?）灌注水下砼
水下混凝土的灌注時機(jī)是在漏斗、導(dǎo)管安裝完畢后進(jìn)行的。首批混凝土的灌注作用是將管內(nèi)的水壓出，將導(dǎo)管埋入混凝土，其深度不小于2.0m；水下混凝土開始灌注以后，為了避免塌孔或者斷樁的情況出現(xiàn)，灌注中間不得間斷，需要連續(xù)灌注，提升后導(dǎo)管埋深不得小于2m。
在灌注過程中，為了防止鋼筋籠上浮，當(dāng)混凝土面灌注到快要接近鋼筋籠底端時，需要將灌注速度加以控制；如遇到巖溶低層時，混凝土灌注速度要適當(dāng)?shù)姆怕?，避免因灌注速度快，造成壓力突增的情況出現(xiàn)，造成孔壁坍塌，導(dǎo)致混凝土的流失或者斷樁現(xiàn)象出現(xiàn)。
在灌注樁頂時，應(yīng)適當(dāng)?shù)某嘁欢ň嚯x：灌注高程應(yīng)比設(shè)計高程超灌0.5～1.0m。超灌的部分可以在承臺施工前予以鑿除，這種做法可以保證整個樁身混凝土達(dá)到設(shè)計要求的質(zhì)量。
?。?）質(zhì)量檢測
對所有樁身的混凝土質(zhì)量進(jìn)行無損檢測工作是非常必要的。在檢測時，需要按設(shè)計要求在鋼筋籠安裝時預(yù)埋聲測管，成樁后進(jìn)行超聲波檢測。
檢測后，如果發(fā)現(xiàn)有的樁基存在質(zhì)量問題，需要鉆取樁身進(jìn)行混凝土鑒定檢驗工作。
3.2樁基施工中難點處理
?。?）卡鉆
在樁基施工過程中，如果發(fā)生卡鉆的現(xiàn)象，千萬不能強(qiáng)行提取鉆頭，以免出現(xiàn)塌孔或者埋鉆的現(xiàn)象發(fā)生。
正確的做法是：采用由下向上頂撞的方法輕打卡鉆的部位，也可以采用其他小鉆協(xié)助破壞卡鉆巖石，以順利取出鉆頭。
在具體鉆孔施工過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查鉆機(jī)的運轉(zhuǎn)性能，爭取做到故障隱患早發(fā)現(xiàn)早解決。
（2）掉鉆
鉆孔時，若出現(xiàn)掉鉆的現(xiàn)象，不能盲目行事，應(yīng)首先弄清楚掉鉆的原因。
如果是因為沉淀物或者土石把鉆錘掩埋，首先應(yīng)該進(jìn)行清孔，以使打撈工具能接觸鉆錘：用測錘輔助，以了解鉆錘在地下的具體情況，然后將打撈鉤放入孔底，鉤住鉆錘提起。如果掉鉆后，鉆錘出現(xiàn)頂朝下的情況，可以采用在鉆錘的幾個爪上捆綁鋼絲繩，將鉆錘提起的措施。
在具體施工中，應(yīng)以預(yù)防為主，做到經(jīng)常檢查機(jī)具設(shè)備，及時檢修、查看，遇到有設(shè)備或者零件損壞的部分，應(yīng)立即維修或更換，防止掉鉆。
除以上問題外，施工時還會出現(xiàn)很多困難，比如：在穿透巖溶頂板時比較困難；溶槽、溶溝、溶洞內(nèi)施工時容易卡鉆、掉鉆；溶溝、溶槽的沖孔易沿基巖面傾斜；溶洞易造成混凝土流失，導(dǎo)致斷樁或短樁等等技術(shù)問題。
碰見以上問題，筆者覺得可以采取以下措施：巖溶上的地層，鉆至巖面時，改鉆孔為沖孔的方法成孔；在溶溝、溶槽、溶洞中鉆孔施工時，采用邊拋碎石夾粘土或者片石，邊沖擊的方法鉆孔，這種做法可以保證沖擊作業(yè)基面強(qiáng)度均勻，可以有效防止孔斜和卡鉆。
接近溶洞地段鉆孔時，宜采取小沖程沖擊，以防掉鉆。萬一遇到卡鉆的現(xiàn)象，不能強(qiáng)提，可用吸的方法、小鉆錐沖擊，將鉆錐周圍的鉆渣松動，之后再提起。
水下混凝土灌注流失及成樁質(zhì)量問題，一般采取以下措施：為了確保灌注過程的連續(xù)性，可以考慮加大混凝土生產(chǎn)和運輸能力，采用混凝土集中拌和站的方式；為了防止首盤混凝土數(shù)量不夠而造成導(dǎo)管埋深不足而斷樁的現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)加大首盤混凝土初存量；在灌注過程中，適當(dāng)加大導(dǎo)管埋深，灌注時要勤于測量混凝土面高程，對灌注過程中出現(xiàn)的緩慢下降要有準(zhǔn)確的判斷，防止混凝土面突然下降造成導(dǎo)管懸空而斷樁；在灌注時應(yīng)適當(dāng)加大混凝土灌注高度，避免在灌注完成后混凝土面下降造成短樁。
4、結(jié)語
樁基施工若碰見巖溶地區(qū)時，施工前，必須充分考慮到這種復(fù)雜的地址條件對樁基施工帶來的不利影響。需因地制宜，根據(jù)所碰到的溶洞的不同情況與類型，合理地選擇施工處理方法，才能順利地解決巖溶地區(qū)樁基的施工技術(shù)難題。
參考文獻(xiàn)
[1]宮振堂,姜大鵬.淺談橋梁工程鉆孔樁施工[J].黑龍江交通科技,2003.1
