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巖溶地區(qū)鉆孔樁溶洞處理施工技術(shù)總結(jié)-資料下載頁

2024-11-10 12:02本頁面
  

【正文】 孔外,如果未及時提鉆,漏漿后坍孔,鉆頭便被埋在孔中。(1)人工挖土鋼護筒跟進法。樁孔進尺較短,地下水易于控制,沒有大的承壓力,人可以下到樁孔中去挖坍落的泥石,邊護筒跟進。要注意工人的安全,一直挖到鉆頭的位置,護筒也跟進到鉆頭位置。(2)真空吸渣法。將導(dǎo)管置于坍孔的底部,用9m3空壓機通過鋼管壓入空氣吸出沉渣。這種方法適用于坍孔的石子粒徑小于25cm(導(dǎo)管的內(nèi)徑)。在溶洞地區(qū)進行橋梁樁基施工是比較困難的,如何在施工中實施對樁基質(zhì)量的有效控制顯得爓為重要。本方結(jié)合京珠高速公路粵境南段靠椅山至大鎮(zhèn)段的實踐經(jīng)驗,對如何根據(jù)工程特性選擇合適的施工方法,保證樁基的質(zhì)量作了初步探討,希望在同類的工程施工中提供參考 巖溶處理方案的原則每根樁必須用地質(zhì)鉆機鉆探,詳細記錄地質(zhì)狀況、溶洞深度、高度、填充物類型,畫圖列表,為制定相應(yīng)施工方案提供詳實依據(jù)。對填充物進行土工試驗,分析其物理力學特性,檢測容重、含水量、孔隙率等,為注漿參數(shù)計算提供依據(jù)。根據(jù)地質(zhì)鉆探資料和填充物情況,對每根樁設(shè)計出相應(yīng)的溶洞處理方案、成孔方法及施工措施。對每種處理方案,都要進行仔細的計算,施工前在橋位外進行溶洞注漿及鉆孔試樁試驗,取得經(jīng)驗數(shù)據(jù),完善施工方案,指導(dǎo)施工。遇到大溶洞時,必須請監(jiān)理工程師和設(shè)計單位核查,明確處理方案,并報監(jiān)理批準后實施。溶洞處理方案對于封閉的比較小的溶洞,采取注漿措施,提供成孔條件穿過溶洞。若洞內(nèi)無填充物或填充物不滿,則采取先填充碎石或干砂,然后注漿。若充填物呈松散或軟塑狀態(tài)時,直接注漿固結(jié)即可。若充填物已固結(jié)呈硬塑狀態(tài)時,則可以直接沖孔,但需加強泥漿護壁。溶洞內(nèi)無填充物或填充物較少需向洞內(nèi)填充砂子的,選擇一個合適的孔位,放入并固定鋼套管,將注砂管與鋼套管相連接,在注漿前灌砂。根據(jù)成樁直徑、圍護體積的最小直徑及堆積體成形規(guī)律,計算填砂量。用壓風機將干砂壓入,為防止洞內(nèi)高壓阻止灌砂,利用其它孔作為減壓孔。待達到計算的填充體積,壓力穩(wěn)定時,即可停止。若設(shè)計要求灌入碎石則必須鉆一個大孔(直徑不小于30cm)放入鋼管并固定,鋼管上置碎石料斗,碎石粒徑不大于2cm,投料時振動鋼管,以防止堵塞,填充量控制與填砂控制方法相同。對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等,沖孔時可采取投放片石、碎石夾粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到護壁作用,保證泥漿不流失,使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。注漿方法鉆孔樁通過溶洞時鉆孔施工難度大,采取注漿法是十分有效的措施。根據(jù)地質(zhì)情況在每一根樁的中心位置或橋墩承臺的四角鉆注漿孔,鉆注漿孔也是對地質(zhì)情況的進一步勘探,通過取芯探明溶洞的高度及填充物的詳細情況。用注漿泵注漿,注漿壓力不宜太大,~,具體壓力值由現(xiàn)場試驗確定。速度為15~20L/min,其目的是使?jié){液滲透到填充物內(nèi)(包含灌入的砂或碎石),然后固結(jié),以保證沖鉆成孔時有足夠的固結(jié)體。注漿時注漿管必須插入填充物的底部,然后邊注漿邊緩慢上提,提管速度不宜太快,根據(jù)注漿速度確定,應(yīng)使?jié)B透半徑控制在允許范圍內(nèi)。漿液選用水泥漿,水泥漿配合比為水∶水泥=∶,則配合比采用水∶水泥∶砂=1∶1∶,需要用雙液漿時,水玻璃的含量根據(jù)現(xiàn)場試驗確定。單花管注漿,管頭花管段長度為100cm,孔眼直徑和間距根據(jù)現(xiàn)場試孔后確定,注漿管外徑為70mm,比鋼套管內(nèi)徑要小。注漿時,通過注漿泵上的PQ儀分析確定注漿的速度和結(jié)束時間,壓入量根據(jù)滲透半徑、固結(jié)體積來計算,公式為Q=πR2Hβμα(1γ)λ。式中,R為滲透半徑。H為溶洞高度。μ為填充物的孔隙率。α為超灌系數(shù)。λ為地區(qū)性經(jīng)驗系數(shù)。γ、β為充填率與充填系數(shù)。這些參數(shù)和系數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場試驗確定為防止?jié){液流失太遠造成浪費,采用間歇注漿方式,使得先注入的漿液與砂子(或碎石)初步達到膠結(jié)后再注漿,循環(huán)注漿多次,直至達到規(guī)定最小注漿量和注漿壓力控制值為止。注完一個孔后,繼續(xù)對其余孔進行注漿,后注漿的壓力必須調(diào)高,最后封孔。注漿順序由現(xiàn)場自行掌握。4 巖溶處成孔經(jīng)過處理后的巖溶處,成孔方法基本上與普通石質(zhì)地層成孔方法相同,采取用CZ31型沖擊鉆沖擊的方式成孔。成孔時應(yīng)注意以下幾點。沖擊成孔必須待注漿凝固后才能進行,一般等待時間為10d左右。為防止意外,沖孔前應(yīng)有備用措施,備好材料,一旦泥漿泄露,及時向孔內(nèi)投放粘土、水泥和片石,依靠沖擠在溶洞內(nèi)形成片石夾粘土的圍護結(jié)構(gòu)墻,保持孔內(nèi)泥漿高度,使得沖鉆順利進行。加大泥漿質(zhì)量和密度。采用優(yōu)質(zhì)泥漿,當缺少優(yōu)質(zhì)粘土時,可在泥漿中摻入適量的水泥、燒堿和鋸末,以提高泥漿膠體率和懸浮能力,其質(zhì)量配合比為黃土∶水泥∶燒堿=1∶∶,鋸末按黃土體積的10%摻入。當巖面的傾斜較大時,鉆頭擺動撞擊護筒或孔壁,這時,回填片石,使孔底出現(xiàn)一個平臺后再轉(zhuǎn)入正常沖孔。接近巖溶地段,采取輕錘沖擊、加大泥漿密度的方法成孔,以防卡鉆和掉鉆。巖面檢驗要點~3m,工序中增加了一般地質(zhì)條件下灌注樁施工所沒有的全巖面檢驗。勘察資料及實際施工表明,本地區(qū)屬巖溶強烈發(fā)育區(qū),巖面起伏、傾角陡,溝槽、裂隙縱橫,因此,全巖面的正確判斷成為本工程成孔施工的關(guān)鍵。影響全巖面判定的因素較多,而現(xiàn)有的樁基技術(shù)規(guī)范、規(guī)程等均未列出統(tǒng)一的判定標準,受地質(zhì)條件復(fù)雜的影響,全巖面的判斷往往意見不一,成為質(zhì)量控制的一大難題。實際施工中,根據(jù)巖溶地區(qū)地質(zhì)條件的特殊性、復(fù)雜性及工程特點,經(jīng)過試樁檢驗,主要從4個方面來進行全巖面的綜合判斷。以樁孔實際見巖高程始,至少進尺50cm后,可申報全巖面檢驗,超前鉆孔柱狀圖揭示的巖面高程只作為參考。查閱機臺施工記錄,~。可觀察井口鋼絲繩的擺動情況,錘頭觸巖面時會出現(xiàn)輕微反彈。使用細目篩網(wǎng)撈取巖渣,巖屑含量50%~70%,且含泥、含砂量小于4%時,認為入巖。如出現(xiàn)特殊情況或判斷標志不明顯,意見分歧較大時,則采用鉆探揭露的辦法來證實,即在樁孔中心四周均勻布設(shè)4個~5個勘探孔,用工勘鉆機進行鉆探,用觸探到的各點巖面高程進行比較,判斷出全巖面。第五篇:H12巖溶地區(qū)橋梁樁基施工溶洞處理巖溶地區(qū)橋梁樁基施工溶洞處理作者:黃學超 陶磊單位:中國十九冶渝湘高速公路H12合同段項目經(jīng)理部摘要:本文著重敘述了在巖溶地區(qū)橋梁挖孔樁樁基成孔施工中遇到溶洞時造成施工困難的實例分析以及所采取的沉鋼護筒護壁跟進鉆孔成孔施工方法。關(guān)鍵詞:巖溶地區(qū) 橋梁樁基 溶洞處理一、工程概況渝湘高速公路H12標位于武陵山區(qū),共有大中橋5座,其中包括一處互通式立交。橋梁樁基樁30%處于巖溶發(fā)育區(qū),地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,表現(xiàn)在溶洞、裂隙比較普遍,巖面傾斜較大,根據(jù)地質(zhì)資料揭示,溶洞內(nèi)充填粘土,含碎石、砂且漏水,洞體高度一般在1m 以上,大者達5m ,溶洞分布深度、高度無規(guī)律,其中玉屏互通立交A匝道橋57樁基位于溶溪河岸,巖溶尤其發(fā)育。二、施工方案的選定根據(jù)地質(zhì)鉆探資料,結(jié)合附近路基挖方爆破段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)(泥石填充膠結(jié)性較好),對于一般的小溶洞,且溶洞內(nèi)無或者有很少滲水的樁基溶洞,采用同樁基砼標號相同的混凝土進行填充后方進行人工挖孔施工。對于溶洞較大,且洞內(nèi)不斷涌出水和沙的溶洞,決定采用沖擊鉆孔灌注樁的樁基施工方法,并使用沉鋼護筒護壁跟進鉆孔,將鋼護筒下沉2~3m 護壁,保持水頭回填粘土、片石(摻入水泥、鋸末)等孔壁自穩(wěn)能力,保證河床穩(wěn)定,杜絕孔口坍塌,防止灌注砼的大量流失,成孔把握性大,作業(yè)面廣。但其中玉屏互通立交A匝道橋57樁基用沖擊鉆孔灌注樁的樁基施工后出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象,原因為溶洞過大,且溶洞與溶溪河相通,鉆孔施工時填的黃土均流向河中,造成泥漿比重下降,導(dǎo)致塌孔。對于A匝道橋57樁基出現(xiàn)的現(xiàn)象,決定采用沉鋼護筒護壁跟進鉆孔,鋼護筒跟進深度與樁基深度相同,以保證鉆孔施工過程中填入黃土不流失及泥漿比重的穩(wěn)定性。三、鉆孔施工中易出現(xiàn)的問題、原因分析及防治處理 裂隙漏漿裂隙漏漿產(chǎn)生后,難以形成設(shè)計樁位的圓孔,表現(xiàn)為擴徑或塌孔,嚴重時將鉆機傾倒。(1)原因分析一般的鉆孔樁施工也會出現(xiàn)塌孔等問題。但在巖溶地段這種現(xiàn)象尤為明顯。因為巖層表面的溶溝、槽與溶洞相互串通,又與地下水形成 暗流,通過透水性強的砂礫層、卵石層與地下水相連接,鉆孔中泥漿比重較大,孔內(nèi)水壓與暗流水壓造成漏漿,當鉆頭擊穿無填充物或少量填充物溶洞頂板時,孔壁失去孔內(nèi)壓力,孔內(nèi)水頭急劇下降,外部地下水滲透水壓過高而產(chǎn)生動壓力,引起孔壁坍塌。塌孔的表現(xiàn)形式也多樣化。當護筒下沉與巖面連接不密時,坍塌多發(fā)生在護筒底:當鉆機擊穿溶洞頂板時,僅三四分鐘孔內(nèi)水頭下降3~5m深,造成孔四周鋼管、方木等落入孔中,護筒也下沉。有時兩樁基之間突然下陷深約3m ,直徑5m 左右的大坑。有時樁基在施工中,短短2 分鐘,孔內(nèi)漏漿量達16m3 ,補水一下難以完成,造成鉆機傾覆。(2)預(yù)防及處理措施 A、要求司鉆人員對照地質(zhì)鉆探資料檢查孔內(nèi)水頭高度,泥漿稠度和孔外水位變化,及時取碴分析,發(fā)現(xiàn)異常,及時處理。與普通的鉆孔樁所用的泥漿相比,巖溶地段處所需的泥漿質(zhì)量和比重要加強,其技術(shù)指標應(yīng)符合: 比重: ~ 。粘度≮20s。膠體率≮95 %。PH 值 。優(yōu)質(zhì)的泥漿取決于優(yōu)質(zhì)的粘土,當缺少優(yōu)質(zhì)粘土時,可在泥漿中摻入適量的水泥、鋸末,以提高泥漿的膠體率,懸浮能力。黃土水泥按1∶,鋸末按10 %摻入。B、進行拋填,將片石、粘土及水泥作為混合物,視漏漿程度反復(fù)拋填,沖擊一次應(yīng)1~3m ,到不漏、穩(wěn)定為止。當漏漿太快散填難以達到目的時,應(yīng)采用集中拋填將粘土,水泥成袋回填,片石集中填入,要求短時、集中。具體地講,有可分為兩種情況①在溶洞洞體小,充填物多為不穩(wěn)定土層時,應(yīng)回填片石以低沖程反復(fù)沖砸,使孔底出現(xiàn)一個平臺,再轉(zhuǎn)入正常沖擊,通過溶洞進入充填地段時,采用泥漿護壁,使用優(yōu)質(zhì)泥漿保持洞內(nèi)水頭高度,適時向孔內(nèi)投入泥塊和袋裝粘土及少量片石,采用低沖程將填充物擠入洞內(nèi)及裂隙以加固孔壁防止漏漿或塌孔。②對于洞體較大,填充物為流塑狀態(tài)時,采用孔口下3~4m 的鋼護筒,四周加固,以穩(wěn)定孔口(對于土質(zhì)較差的孔口,在護筒下部澆筑35cm厚的砼),孔內(nèi)選用優(yōu)質(zhì)膠土造漿,保持孔內(nèi)水位高度,在快到溶洞地時,投入片石、泥塊、粘土,鉆機低沖程沖擊,同時觀測孔內(nèi)泥漿的沉降,孔旁備料待填,必要時加入水泥(散或成袋)以加快固結(jié)填充,防止漏漿塌孔,有的樁孔需反復(fù)數(shù)次,才能控制住。偏孔(1)原因分析 因溶溝、溶槽巖面傾斜,頂板厚度不均,加上有孤石等偏孔易出現(xiàn),糾偏是該種地段最頻繁的內(nèi)容,貫穿于整個過程。(2)預(yù)防及處理措施鉆孔時每進1~2m 便自檢一次,如發(fā)現(xiàn)偏 孔提出鉆頭,拋入片石1~2m 厚以低沖程沖擊,一般便可糾正。如反復(fù)拋填仍難以糾偏時,需清孔后用C25 級水下砼(摻早強劑)灌注1~ ,待強度達到70 %時再繼續(xù)鉆孔。卡鉆、掉鉆(1)原因分析一方面由于巖面傾斜,溶溝、溶槽擠鉆,而鉆頭轉(zhuǎn)向裝置不靈活產(chǎn)生梅花孔而卡鉆。另一方面因地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,判斷失誤也易造成卡鉆。在 處理卡鉆時,鋼絲繩斷或鉆頭擠死無法打撈而形成掉鉆。(2)預(yù)防及處理措施在鉆孔過程中要經(jīng)常檢查鉆具、鋼絲及鉆頭直徑磨損程度。在鉆頭上焊上角鋼穿鋼絲繩、引套等處理卡鉆效果較好。一旦發(fā)生卡鉆、掉鉆, 可以利用鋼絲繩或引套將鉆頭輕輕提出。若無法提出鉆頭,可視具體情況處理。如有一樁基,只差20cm 便可成孔時,鉆頭掉入溶槽中,據(jù)地質(zhì)勘探,下部已達到完整巖層,所以采用回填1m厚片石大沖擊,并測其沉降量,直到達完整巖層且無沉降為止。斷樁(1)原因分析A、在巖溶地段由于溶洞相互連通,灌注時難以測出混凝土數(shù)量,使水下砼流失無法估量,如有一樁基, ,實際灌注為 此時容易造成斷樁。B、灌注時的混凝土配合比不合理或石子的 級配不合理造成離析、板結(jié)將導(dǎo)管阻塞而出現(xiàn)斷樁。C、灌注水下混凝土時往往由于機具、材料準備不完善從而造成斷樁。如砼拌和機輸送設(shè)備出現(xiàn)故障而無備用。又如導(dǎo)管接頭密封不禁等原因。D、拆卸導(dǎo)管不及時埋管較深。(2)預(yù)防及處理措施A、每次施工前,必須備用一臺攪拌機及發(fā)電機,并檢測導(dǎo)管的密封性,備足砂石料及水泥。B、分工明確,記錄及時,保證混凝土施工連續(xù)性。C、測量混凝土面的上升速度,若上升緩慢必是流失,要保證埋管深度,減少對下部混凝土的擾動。D、混凝土要有合理的級配。四、結(jié)束語在溶巖地段采用鉆孔灌注樁施工有應(yīng)用面較廣,材料就地取材,加快工程進度,提高經(jīng)濟效益,而且質(zhì)量容易控制等優(yōu)點。通過這次實踐, 初步掌握了一些鉆孔樁溶洞處理施工方法,希望能為今后開展這方面的工作起到積極作用。參考文獻:無
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