省道s153线激光改造扩建工程遥步大桥桩基设计

省道s153线激光改造扩建工程遥步大桥桩基设计

1公路桥台m区域广东省韶关市第二建筑工程公司修建的东西斯塔53线英德段改造扩建项目的远程大桥位于英德市东南部，北临英德站和翁江。桥梁全长253m,桥面净宽9m+2×1.5m(人行道和栏杆)。桥孔布置为8×16m+5×25m,采用直径1200mm钻孔桩基础和双柱式墩,而0#台为框架式台身,13#台为U型式台身。该桥设计车速80km/h,设计荷载汽车-20级,挂车-100。其与建成于1993年的原遥步大桥并列,构成总桥宽24m,达到一级公路标准四车道的公路桥。该桥的建成通车,进一步完善了英德至清远及英德至佛冈的公路网络,使英德的南下出口更加畅通,对于促进该地区的经济发展发挥了重要作用。根据地质资料,该桥位的覆盖层分别有亚砂土,细、粗砂,圆砾卵石,亚粘土,下伏基岩为微风化灰岩,含黄铁矿,硅化。灰岩中溶蚀普遍,属典型的喀斯特地貌,尤其在0#桥台与4#桥墩之间,以及8#桥墩与10#桥墩之间岩溶最为发育。大部分溶洞内均有充填物且为软塑状的亚粘土,土中局部含砂卵石。本文总结介绍9#墩下游桩基(编号9-2#)钻孔施工中所遇到的问题及解决方法。2地质钻进资料该桥桩基施工是采用筑岛围堰及导线坐标放样定位,并利用冲击钻成孔。比较典型的是9-2#桩基,桩身长48.2m,仅钻孔时间就用了三个多月,先后发生了坍孔、卡钻、斜孔、掉落钻锤等施工事故。综其原因,由于当时的地质钻探资料不够详细,且为一桩一钻,不能真实反映实际地质情况。原钻探资料显示,该桩只存在一个小溶洞,并含有亚粘土充填物。后来在钻孔施工中发生了多次漏浆坍孔,且多次投放水泥、片石及黄粘土后无效,经监理和业主协商,决定对该桩四周补充加密超前地质钻探,发现此桩在砂砾石下面存在一个层状式的溶洞群(呈串珠型)。溶洞与溶洞之间连通性极好,溶洞的大小不一致,小的30cm~50cm,最大的则是位于溶洞群最下层深达18.3m的大溶洞,且无充填物,各上下层溶洞之间顶板也较薄,在50cm~200cm范围。如此复杂的地质情况,造成了前期钻孔施工中多次急速漏浆、坍孔。原设计桩身长为26m,后设计变更为48.2m。3处理措施3.1钢护筒的分段amesim9-2#桩钻孔时前后发生了三次漏浆坍孔,所幸钻机操作人员责任心强,发现及时,迅速将钻锤提升上来,才没有造成埋锤事故。后经钻探查明,该桩下面存在一个串珠式的溶洞群。由于仅靠投放片石、水泥、黄土难于封堵洞隙且孔壁稳定性较差,因此经分析,决定采用钢护筒以大套小跟进的方法护壁。钢护筒用A3钢板卷制,厚度为8mm,每2.5m长为一节。为加强钢护筒的整体刚度,在每节护筒的焊接头外面加设长宽均为20cm、厚度为8mm的钢板,沿周围对称焊接。护筒底为10mm厚、40cm宽的钢带沿周围焊接作为刃脚。护筒分段放入、分段焊接,同时保证焊接质量,焊缝应严密不漏水。护筒无论是在焊接或是放入孔内时,均应保证其垂直度,偏差不超过1/100。具体施工方法如下:首先用φ1800mm钻锤扩孔下冲,同时安排专人密切观察孔内泥浆面变化,发现漏浆时,马上提锤,抛填片石和袋装粘土(重量比1∶1.5)。待泥浆面稳定后,再继续下冲至基岩面。然后放入内径1600mm的钢护筒至底护壁,随即改换φ1500mm的钻锤逐一冲击击穿各溶洞顶板。此时要严格控制好钻锤冲程高度(小冲程冲击),以防冲穿溶洞顶板时卡锤。随后放入内径1400mm的钢护筒,完全贯穿溶洞群到达洞底新鲜基岩,再改换φ1200mm钻锤冲击至设计终孔标高,至此造壁成孔完成(如图1)。3.2补焊后的卡锤补焊造成卡锤9-2#桩基钻孔施工时曾经发生了两次卡钻现象。第一次是钻锤进入砂卵石层时由于钻头磨损严重,钻孔直径逐渐变小,故将钻头进行补焊。而补焊后的钻锤在放入孔内时,因大于孔内直径,故造成卡锤。后将孔内卡锤部位土方回填重新回冲,问题才得以解决。第二次卡锤同样是在砂卵石层,当时由于钻锤的锤心弹簧已断而未及时发现,使钻头在冲孔时旋转不灵便,最终形成梅花桩而造成卡锤。后采用片石加黄土回填孔内卡锤部位,且将锤心弹簧换新后,钻孔施工顺利进行。3.3钻锤冲击下5该桩钻孔在砂卵石层即将进入基岩时,由于岩面倾斜度较大(约65°),形成半边岩层,半边卵石,使钻锤冲击时,偏向卵石一侧,从而造成斜孔。后采用了强度较硬的石灰岩片石回填至斜孔上方1.5m处,且钻锤回冲,反复数次,才将斜孔纠正过来。3.4孔内灌浆外排该桩钻孔施工冲入第一个溶洞时(洞深1.6m),由于牵引钻头处的钢丝绳发生磨损未及时检查,造成钢丝绳断裂,使钻锤顶部留在溶洞上,而大部分钻身落在溶洞内。由于孔内泥浆较浓,加之沉渣较多,所以很快将钻头埋没,使打捞工作很不顺利。后来我们采取将泥浆管头捆上较重的大块石,直接放入孔底靠钻头处循环排渣,并利用排气流量1.8m3/min的空气压缩机,驳接上内径φ15mm的铁管插入孔底排气搅动泥浆。如此反复操作,最终使钻头显露,并利用打捞钓顺利将钻锤打捞上来。4及时分析事故原因,加强监督桩基础钻孔施工中,难免会出现诸如坍孔、卡钻、斜孔、掉落钻锤等问题,这些问题的出现都有其主观和客观的原因。无论何种原因,都要认真对待,除了要严格按规范施工,加强施工人员的责