岩溶地区桥梁桩基成桩技术

岩溶地区桥梁桩基成桩技术 摘要 结合三柳高速公路广西地区岩溶发育地质 条件下钻孔灌注桩施工 对石灰岩地区岩溶发育的桥梁桩 基成桩技术进行探讨 总结成功经验 关键词 岩溶地区 桩基施工 1 概述 广西三江至柳州高速公路八标十哈口大桥位于广西岩 溶发育地区 地质条件复杂 岩溶裂隙和地下水发育 桩 基施工困难 原因就是溶洞 岩石倾斜 在钻孔施工中经 常遇到塌孔 斜孔 卡钻等意外 容易出现砼流失大 砼 面突然下降导致导管悬空出现断桩的危险 为此我们在施 工过程中随时修订施工方案 摸索出适合岩溶地区桥梁桩 基础施工的成桩技术 有效防止了质量安全事故的发生 2 施工准备 2 1 技术交底 施工前工点技术负责人根据设计院提供的桩基设计图 和地质剖面图编制溶洞处理方案 对作业队进行详细的安 全技术交底 内容包括溶洞标高 大小 形状 填充 对 击穿顶板 岩面倾斜 探头石处理等应采取的措施和操作 要领 让每个施工人员做到心中有数 提前做好预防措施 2 2 材料准备 施工前准备充足的溶洞处理材料机具 包括片石 碎 石 黏土 钢护筒 泥浆泵等 3 钻孔过程中溶洞的处理 根据实际岩溶发育及填充物情况 分别选择采取钢护 筒跟进 直接回填冲击或两种方法综合使用 确保桩基顺 利通过岩溶发育区 3 1 直接回填冲击法 对于一些小的 不连通的溶槽 裂隙 溶蚀明显的蜂 窝状灰岩碎块 全充填溶洞 可直接回填冲击 出现漏浆 时提起冲锤及时补浆 同时抛填片石和黏土 待孔内泥浆 面基本稳定后 恢复冲孔 减小钻机冲程 将片石黏土挤 入溶洞及裂隙中 完成护壁和成孔工作 3 2 钢护筒跟进法 3 2 1 对于较大单层无填充溶洞 钢护筒长度视灰岩顶 板以上土层而定 钢护筒要穿过砂层 饱和黏土层 钻进 过程应注意 1 根据地质柱状图掌握钻进标高或冲击声判断 钻 至距离溶洞顶部 1 1 5m 时变换冲程 慢慢将溶洞顶板击 穿 防止卡钻 2 在击穿顶板时密切注意护筒内泥浆面变化 装载 机在孔口旁就位 一旦漏浆 迅速补浆 按 1 1 比例立即 回填黏土 片石 冲砸堵漏 只有不漏浆才能转入正常钻 进 如此反复以顺利穿越溶洞 同时控制好冲程 以免钻 头突然进入空洞 造成钢丝绳断裂 3 时刻注意主钢丝绳的情况 判断是否钻歪 钻歪 应填片石至弯孔处 0 5m 以上 3 2 2 若为多层空溶洞或半充填溶洞 采用多层单层钢 护筒跟进 第一层钢护筒为孔口开钻段 确保穿过易坍层 第二层钢护筒待钻至第一层溶洞顶板时 停钻沉放第二层 钢护筒 第三层钢护筒待钻孔钻至第二层溶洞顶板时再将 钢护筒沉放至该层溶洞顶板 1 护筒内径选择 最下层护筒内径应大于钻孔桩直 径 20cm 同时外径应小于上层护筒内径 10cm 左右 壁厚 12mm 2 施工步骤 A 测量放样确定桩位中心 B 埋设钢 护筒 钻机就位 钻头对中 开钻 C 当钻进至溶洞顶板之 上 1m 左右时 沉放第二层钢护筒至孔底 其中心位置应与 桩中心重合 D 护筒间空隙及钢护筒与溶洞底部间空隙用 碎石 水泥浆及黏土冲填固结 E 冲穿溶洞后 钢护筒及时 跟进 防止漏浆 并向孔内投放片石 碎石夹黏土 甚至 投入整袋水泥堵塞护筒与岩面之间不能密贴的地方 然后 小冲程钻进 使用冲击钻冲砸密实 起到护壁作用 保证 泥浆不流失 对于多层溶洞 依此类推 使钻孔顺利通过 岩溶区成孔 3 3 清孔 在清孔时泥浆比重较小容易出现漏浆 若漏浆先往孔 内加泥浆 若泥浆面不再下降 继续清孔 否则回填重钻 3 4 灌注砼 注意事项 1 保证砼生产和运输能力 采用足够的运输罐车 尽量压缩灌桩时间 2 灌注中加大导管埋深 控制在 4 8m 防止砼面 突然下降导管悬空造成断桩 4 岩溶地区钻孔事故的预防及处理 4 1 斜孔 弯孔 4 1 1 产生原因 石芽 溶沟 溶蚀裂缝 溶洞等岩溶形态发育 或岩 层倾斜 在钻孔时冲击锤向软弱方向滑移 形成斜孔 弯 孔 4 1 2 预防措施 了解地质断面图 注意基岩埋深 溶沟 溶蚀裂缝 溶洞等发育特征 放慢冲击速度 采用低频率小冲程 时 刻观察钢丝绳是否垂直 发现斜孔及早处理 4 1 3 处理措施 发现斜孔及时向孔内抛填片石 填入的片石应高于倾 斜面 0 5m 以上 同时调整钻机冲程于 0 6 0 8m 左右 用 低冲程冲击 反复循环 直至正常 4 2 埋锤 卡锤 掉锤 4 2 1 产生原因 上覆土层分布有砾砂层 受振动影响易塌孔埋钻 或 冲击锤进入竖向岩溶洞隙中被卡 上部岩溶发育地段震动 掉块卡锤 冲锤钢丝绳陈旧 转向环 套等焊接处断裂造 成掉锤 4 2 2 预防措施 根据地层情况控制冲程和冲击速度 进入岩溶裂隙后 投入片石 碎石 黏土 然后低频小冲 填满裂隙 要经 常检查钢丝绳及连接装置是否安全可靠 4 2 3 处理措施 1 及时摸清实际情况 不宜强行提拔 2 冲击锤若被沉淀物或塌孔土石埋住应首先进行清 孔 若在砂砾层中卡锤 可下设导管 采用泥浆泵或空压 机配合用冲 吸的方法将锤周围的土石松动后将冲击锤提 出 3 松动钢丝绳 使冲击锤转变角度 或将防水炸药 少于 1Kg 沿冲击锤滑槽放入锤底 然后引爆 震松卡 锤 然后采用钻机反复进行冲击 将冲击锤提出 4 对严重的塌孔埋锤 卡锤 将塌落在原锤上的土 石用捞渣筒清除掉 再用比原锤直径大的空心锤 建议壁 厚为 1 4cm 的钢板制作 冲击至原锤底部使原锤与孔壁分 离 然后采用泥浆泵或空压机配合 用冲 吸的方法将冲 击锤周围的冲渣松动后将冲击锤提出 5 如果上述方案仍不能将冲击锤打捞上来 可采用 人工挖孔的方法 采用 C20 钢筋砼护壁 人工挖至冲击锤 处 对其四周及底部掏松后将冲击锤提出 4 3 塌孔 4 3 1 产生原因 1 泥浆比重太小 孔壁未形成坚实泥皮 2 未及时补浆或孔内出现承压水或通过砂砾等强透 水层 孔内水流失等而造成孔内水头高度不够 3 护筒埋置太浅 下端孔口漏水或地面受水浸湿泡 软 钻机振动使孔口坍塌扩展成较大坍孔 4 在松软砂层中钻进进尺太快 5 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁 4 3 2 预防措施 1 严格按规范要求施工 常观察孔内泥浆高度 监 控泥浆质量 2 储备足够的黏土和片石 3 卵石层埋置深护筒 防止上部塌孔 4 施工人员要密切注意孔内情况 一旦发现孔内泥 浆水位迅速下降 应即补充大量泥浆保持孔内水位 防止 塌孔 并投片石和黏土 小冲程慢慢冲挤形成人造孔壁 4 3 3 处理措施 1 投入黏土块 块石 碎石 低锤冲击 加大泥浆 浓度 将块石 片石挤入孔壁增强护壁稳定性 2 若孔口坍塌 应立即拆除护筒用片石 黏土回填 重新埋设护筒钻进 若孔内坍塌 先判明坍塌位置 回填 碎石 黏土和稻草到塌孔位