花都特大橋巖溶發(fā)育地區(qū)樁基礎施工技術(shù)研究
2017-02-27
1工程概況
花都特大橋全長11332m，位于廣州市花都獅嶺工業(yè)園區(qū)，交通便捷。全橋樁基采用鉆孔樁基礎，樁基樁徑為?準1.0m、?準1.25m、?準1.50m，樁長8.0m～86.0m不等，共2412根，主要地質(zhì)以上部砂層、下部灰?guī)r及泥質(zhì)灰?guī)r為主，巖溶發(fā)育，施工難度大，安全風險高，工期要求緊。
2施工難點分析
?、倩鶐r面雖淺但是溶洞分布廣，而且多為串珠狀，在鉆進過程中容易出現(xiàn)多次反復漏漿；②巖溶中裂隙水有流動性，在鉆進過程中一旦漏漿會出現(xiàn)投入孔中大量片石及粘土而泥漿面上升不明顯的現(xiàn)象；③溶洞不是整齊的，頂板和底板犬牙交錯，高低不平，鉆進溶洞頂板及底板都存在偏空甚至于卡錘的情況；④吊裝鋼筋籠過程中易出現(xiàn)塌孔，混凝土超方量較大。
3施工方法
3.1 注漿法溶洞內(nèi)注漿是溶洞預處理的重要方法，其目的是為了加固溶洞填充物和填滿空洞，防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發(fā)生，保障成孔及水下混凝土澆注等施工工序的順利完成。其在跨越既有線樁基礎施工及大型溶洞區(qū)樁基礎施工時，效果明顯。①鉆孔。鉆進過程分土層和巖層鉆進，兩部分均采用水鉆進行成孔。土層鉆孔每一回次鉆完后，取出土芯，擺放整齊，并用標簽記錄不同土層的深度。巖層鉆孔過程中也應取出巖芯，擺放整齊，用小標簽記錄不同巖性和溶洞的深度。鉆至設計深度后，對鉆孔進行清洗，清孔時間不少于20min。鉆孔完成后，由地質(zhì)編錄員及時對巖芯進行編錄，分層記錄不同土層和巖層的深度，巖溶發(fā)育的情況以及地下水位的深度。②注漿。選取代表性孔進行注水試驗，確定注漿前單位長度吸水量。在套管上安置盤混合器（法蘭盤），調(diào)試注漿機，對管路進行試壓、檢查管路、接頭的連接、密封質(zhì)量，接好壓力表，作好注漿準備。注水試驗完成后，開始注漿。如遇巖溶通道、較大溶洞和裂隙處視情況充填中粗砂、水泥砂漿等；如有巖溶發(fā)育但吸漿量少或不進漿時，先采用高壓清水洗孔或鉆機清孔后疏通巖溶裂隙通道，再注漿；對溶洞內(nèi)有充填物的注漿孔或者對注漿質(zhì)量懷疑的注漿孔在注漿完成1～2小時后采用鉆機進行清孔再注漿，確保漿液已至溶洞下限或滿足設計注漿量。③封孔。注漿結(jié)束后，經(jīng)質(zhì)檢工程師檢查，通知監(jiān)理工程師檢查確認終孔條件。卸下法蘭盤、拔出套管，回填水泥砂漿封孔，搗鼓密實，并作好孔口標記。
3.2 鋼護筒跟進法鋼護筒有定位、保護孔口、維持超壓力的作用，鋼護筒跟進可運用于各種常見溶洞處理。鋼護筒采用2.0m/節(jié)，壁厚8-12mm，鋼護筒直徑較孔徑大30-40cm。鋼護筒頂面宜高出施工水位或地下水位2m，還應滿足孔內(nèi)泥漿面的高度要求，在旱地或筑島時還應高出施工地面0.5m。鋼護筒埋設長度應根據(jù)地質(zhì)條件、設計要求而定。對極易坍孔的地層采用多節(jié)護筒焊接下沉護用振動打樁機震動下沉至巖面；如果覆蓋層為砂夾卵石、漂石的，可先埋一節(jié)鋼護筒，待沖擊鉆孔至巖面后，再振動下沉多節(jié)鋼護筒。埋設或下沉護筒時，應用兩臺經(jīng)緯儀監(jiān)測其傾斜度，以隨時調(diào)整保證偏位、傾斜度滿足設計要求，同時鋼護筒焊接必須牢固，防止下沉過程中鋼護筒脫落，增加施工難度。
3.3 回填片石及粘土法當鉆孔至溶洞層時，一般護筒內(nèi)泥漿會全部或部分流失，嚴重時會造成塌孔，這時可采用片石加粘土（按1：1體積比）回填，溶洞較大時可加入部分水泥，回填一層、采用鉆頭沖擊一遍，盡量使片石和粘土保持密實，直至回填至在沖進過程中泥漿面保持穩(wěn)定。溶洞回填完成后，向鉆孔內(nèi)注入稠度較大的泥漿，使其自然浸入片石縫隙內(nèi)，然后采用鉆頭沖擊，使片石和粘土擠入溶洞內(nèi)，形成泥石護壁。若溶洞內(nèi)泥石護壁出現(xiàn)漏漿時，應反復多次回填片石粘土，反復沖擊直至形成泥石護壁不再漏漿為止。[1]采用回填片石、粘土處理溶洞時，必須結(jié)合鋼護筒跟進的方法、以防止出現(xiàn)溶洞后孔內(nèi)水頭急劇下降而造成坍孔。此外，在鉆進過程中，出現(xiàn)偏孔后，多次回填大量片石?？谉o效果時，此時一般采用在偏空處回填高標號混凝土并待其強度達到100%時，再予?？住?br />
注漿法、鋼護筒跟進法及回填片石、粘土法三者不是獨立的，在很多情況下都是同時交叉運用。
4經(jīng)驗與體會
①施工單位根據(jù)地質(zhì)資料，結(jié)合每根樁的砂卵石層、溶洞、溶溝槽編制處理方案、成孔方法及施工措施[2]，并向各鉆機操作人員進行交底說明并針對不同的情況制定對應的施工方案；②備足成孔用水、粘土、片石、碎石等必備材料及處理施工故障的備用機具設備，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(yè)；③泥漿池的布置需結(jié)合現(xiàn)場情況，泥漿池的挖設需距施工中樁基一定的安全距離，避免由于砂層坍塌與泥漿池串通而增加施工難度。另外，在場地允許的前提下可挖深挖大，在溶洞漏漿時可用于緊急補漿；④開孔順序應根據(jù)巖溶裂隙的走向，溶洞的大小、多少、巖面的高低等地質(zhì)條件逐步進行，一般可按由深到淺、由多到少、由大到小的原則安排，有利于及時封閉溶洞，隔斷通道；⑤混凝土灌注中導管提升時，要根據(jù)溶洞情況確定導管埋深，避免灌注過程中擠破溶洞導致混凝土面突然下降，造成斷樁事故發(fā)生。
5結(jié)束語
花都特大橋全橋樁基在后期低應變及聲測檢測過程中，所有樁基檢測結(jié)果均符合設計及驗標要求，并且Ⅰ類樁占全部樁基總數(shù)的99%，高質(zhì)量的完成了工程任務。
參考文獻：
[1]陳伏冰.無充填溶洞的樁基成孔方法及質(zhì)量控制[J].交通科技,2010,(4).
[2]周靠山，黃雁洪.桂林巖溶地區(qū)橋梁樁基礎施工技術(shù)探討[J].科技咨詢，2010,（23）.
[3]鐵建設[2005]160號客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標準[S].中國鐵道出版社，2007.
[4]TZ213-2005客運專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S].中國鐵道出版社，2009.
[5]TB10002.5-2005.J464-2005.鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范.
