采用钢护筒跟进法处理特大溶洞地层中的桩基施工

采用钢护筒跟进法处理特大溶洞地层中的桩基施工摘要：在处理特大溶洞地层桩基础施工的过程中，针对钢护筒跟进措施，并通过对实际工程案例的分析，对钢护筒跟进法在岩溶地区桩基础施工中的应用内容及应用技术进行了可行性分析，该方法在岩溶的发育、地质条件的恢复、桩基础施工技术应用中广泛开展，并且具备安全性好、施工简便及成桩质量有效提升的优势。关键词：钢护筒跟进法；特大溶洞；地层；桩基施工项目概况枣菏高速南四湖特大桥主要跨越白马河、京杭运河主航道和京杭运河西航道，全长9889米，这将是山东最大的跨湖桥梁。这座双塔斜拉桥主跨跨径为210米通航净空为7米，可以确保船只正常通航，作为北方最大的淡水湖，在南四湖水域修建特大桥，不仅桥梁线路长，而且结构复杂、施工难度大主航道桥为双塔双索面三跨预应力砼斜拉桥，跨径布置为95+210+95400m,双索面布置。主梁全寬32.5m，采用双边箱断面砼主梁。桥塔采用H形钢筋砼塔，分为上塔柱和下塔柱,上塔柱高662米，下塔柱高分别为137米、115米。横梁采用单箱单室截面，预应力砼结构，横梁长41.1m，宽68m，高4m，顶底腹板壁厚均为lm•斜拉索呈平面扇形分布，每个索塔共有14对拉索，前6对拉索塔上锚固区采用砼锚块构造塔壁四周布置环向预应力，后8对索采用钢锚梁。桥塔塔座高2m,塔座顶面尺寸为横桥向84m，顺桥向12m，底面尺寸为横桥向124m，顺桥向16m，桥塔采用分离式基础，每个基础采用直径20m的钻孔灌注桩，承台厚45m，承台横桥向宽13.5m，顺桥向长186m，每个承台、下设12根桩。设计桩地基地质情况分析在本项目设计中，部分拼宽桥桩结构与本项目特大桥之间的桩基础间距仅仅为2.5~4.5m，且依据现有的地质勘察数据分析，部分拼宽桥结构中的桩位系统及桩位的控制范围存在于大溶洞体系中，并且在ZK41-1桩基础周边的特大溶洞中具体的地质情况为：0~4m为中砂、4~13.3m为粉质砂土、13.2~18m为中砂、18~18.7m为中风化石灰层结构，18.7~37.2m为溶洞。另外，对应的填充物主要存在于桩基础结构冲孔作用过程中的回填片石、黏土等混合物结构中，另外在桩基础地质资料中，该区域的地质桩基础示意图如下图1所示。o4.io25:巧20律旧桥枷慮o4.io25:巧20律旧桥枷慮itrOA图1地质桩基础示意图溶洞处理措施分析对于较小的溶洞结构来说，应对溶洞顶部结构的成孔结构及成孔的体系进行分析，按照小冲凿穿溶洞顶板结构，对钻进过程中产生的泥浆结构所造成的损失进行分析，并开展及时性的泥浆补充作业，控制对应的填片石及粘土块结构，待混凝土结构充填挤实完成后再钻进。对于较小的溶洞结构来说，在凿穿后的溶洞顶板结构中，应针对钢护筒的结构进行凿穿溶洞的顶板，在钻进的过程中，如果泥浆所产生的损失相对较少，则可及时的采取外加凝固剂和水玻璃水泥砂浆的方式进行有效的封堵，及时处理并补充对应泥浆容量。（3）针对溶洞的高度较大的情况，可选择采取钢护筒跟进钻孔的模式，对粘土块、C20混凝土封堵结构及方法进行分析，采取多层钢护筒递进的方式，实现有效钻进。钢护筒跟进施工方法桩基内护筒跟进的施工工艺场地平整、定位f埋设外钢护筒f冲孔至溶洞顶（回填片石或C20砼）一溶洞顶部处理f下放内钢护筒f正常成孔至桩底标高（终孔）。全程钢护筒跟进施工在全程钢护筒跟进施工的过程中，应针对本工程下置内钢护筒结构的目的，对防治贯通产生的溶槽结构等进行分析，并防止产生漏浆现象，造成砂质结构中的覆土层塌孔，同时可以通过置内护筒的作用，根据已经顺利穿越的溶槽层结构进行有效的设计，对设计的桩底标高及所达到的终孔要求进行有效分析，同时应避免由于混凝土结构超灌导致的无法灌注及设计桩顶标高等情况。将©1.6m的钻头扩大至©1.8m，正常钻进至溶洞上方约1m处，采用25T汽车吊辅助20T振动锤，先将内钢护筒分节打入土层中至岩面，再进行回钻成孔。在对应的下沉钢护筒结构施工的过程中，应依据振动锤结构的平稳特征，先牢固焊接内部的钢护筒，并在护筒结构的顶面平面位置居中，并尽可能的实现偏心作用，对护筒产生的偏斜结构等进行分析，并采取有效的水平尺严格的管控和处理各节护筒连接的有效垂直度，不应超过施工技术规范的要求，保证钢护筒结构在垂直入土的过程中，一旦发生偏斜，及时进行纠正处理，并将偏斜的相关因素进行分析，将不利因素消失在萌芽中。在内护筒结构中，岩面先采取使用冲锤进行成孔深度的分析，一般的进深控制在1.5m~2.0m之间，并及时的采取25T汽车进行吊装辅助性的振动锤，实现对内护筒结构中的下沉进尺面结构处的标高进行有效分析，然后对进行的冲孔及下内钢护筒结构进行分析，保证循环作用下的桩底设计标高位置能够在施工的过程中严格的控制测量的数量，控制好护筒连接的垂直度等，不应超过规范的1/200各节内钢护筒连接焊缝结构能够全部采取双面开坡的方式进行有效的焊接，两节护筒的连接缝结构进行焊接处理的过程中，还需要对焊缝出的焊接宽度进行分析，如加强钢带结构的尺寸等，从而有效的保证尺寸结构的准确性，使得护筒体系结构中的顺直度能够达到施工的具体要求，不能够按照护筒结构的竖向壁呈现一条直线，对控制好的质量环节进行有效的分析。内钢护筒下至溶槽处的处理由于在施工的过程中，对应地质溶洞结构的深度大都与贯通的溶洞存在，对于此处的处理环节，应针对处理的要求并按照相关的卡锤结构出现的情况进行有效分析，同时需要依据补充的地质勘察资料等，对各个溶槽顶部的标高进行准确位置的确认，然后对已经施工的标准位置进行冲击锤溶槽顶部结构范围的轻提慢放，从而在缓慢进尺的过程中能够及时的处理溶槽结构的裂口，对进行开展的强烈冲击力进行有效的分析。进入溶槽结构后，在桩基础施工过程中的经验总结可看出，孔内的泥浆系统势必全部漏失，因此需要单独的进行溶槽的处理，如孔内浆漏失完成后，尽快的使用25T汽车进行吊将冲击锥锤结构吊开。将拼装备好的水下砼导管放入孔内，采用C20砼进行封堵，砼须多次进行，且每次灌入的砼不宜过多，同时砼需在待前面砼达到初凝后进行，砼的塌落度控制在30〜50mm，通过砼的低流动性达到暂时封堵的目的；待砼凝固产生一定强度后，再用冲击锥锤进行重复回钻、跟进内钢护筒。也可采用回填片石进行反复冲砸。通过挤压旁边的溶洞空间，孔桩周围形成护壁，再跟进内钢护筒。同一桩孔内若有多层溶洞、溶槽或空洞，需分层按上方法处理、跟进下放内钢护筒。质量保证措施：对于钢护筒施工的中相关结构的加工尺寸应进行严格控制，护筒结构的上下节连接焊接缝的位置应处理的焊缝宽度为50mm，同时护筒的水平接缝所形成的平面结构与护筒的竖向结构相互垂直，使得护筒结构的垂直度符合规范的要求，保证焊接的牢固性，同时保证无松动性，并要求振动锤位结构置于护筒结构的顶部，使得各节护筒需严格的控制垂直度。5结束语综上所述，钢护筒施工法在岩溶发育、地质条件复杂情况下桩基础的施工过程中具有安全性高、成桩质量可靠、施工方便等优势，同时可有效的避免因为成孔导致的塌陷、掉钻及地面结构发生沉陷等地质灾害的发生，同时应预先对旧桥桩基础结构中的其他重要结构物进行适度的调整和分析，按照溶洞的处理方案，做好安全情况下的相应措施的有效桩质量的