巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工
2016-11-07
引言：鉆孔灌注樁廣泛應用于高層建筑、橋梁、地下建筑等工程中，巖溶地區(qū)進行鉆孔灌注樁施工，是一項工作繁雜、工序嚴密、技術性強、工期較短、需連續(xù)三班作業(yè)的地下隱蔽工程。因此，為了提高和保證鉆孔灌注樁的耐久使用性，應因地制宜，綜合考慮地層性質、地下水、場地條件與環(huán)境、施工設備性能、起吊載荷大小等因素，精心組織好施工，制訂切實可行的施工措施，以確保工程質量。
1、工程概況
長株潭城際鐵路白石港特大橋位于株洲市境內，起點里程為DK42+809.130，終點里程DK44+142.255，橋梁全長1333.125m?？卓绮贾脼?-24m簡支箱梁+2-32m簡支梁+（60+100+60）m連續(xù)梁+2-32m簡支箱梁+（64+108+64）m連續(xù)梁+20-32m +2-24m簡支箱梁，共32個橋墩，2個橋臺。根據已探明溶洞勘探資料顯示，溶洞均分布于灰?guī)r地層中，灰?guī)r上部地層分布為種植土、人工填土、粉質黏土、泥質砂巖、砂礫巖，灰?guī)r上部地層層厚主要在20～76米范圍內，其中主要分布地層為泥質砂巖、砂礫巖，且均為全風化，巖層較為破碎，施工過程中容易導致塌孔。
2、巖溶地質鉆孔樁總體施工方案
本橋溶洞處理根據溶洞的性質及設備施工工藝要求主要采用水泥注漿、鋼護筒跟進及回填片石及水泥、黏土等處理方式。根據溶洞的分布，鉆孔前對樁位周圍布孔，注入水泥漿以固結樁周圍溶洞填充物。同時根據溶洞的大小，分別采用下鋼護筒跟進至溶洞底及沖擊鉆反復成孔。
2.1注漿方案
根據橋墩臺樁基布置和溶洞分布，每樁布置3～4個壓漿孔。
2.2鉆孔方案
一般采用360型旋挖鉆機開孔，對于大于3m的溶洞采用鋼護筒防護鉆進到溶洞底，通過溶洞區(qū)后采用旋挖成樁；對于小于3m的溶洞旋挖機鉆進到溶洞頂時，采用沖擊鉆反復沖擊成孔，通過溶洞區(qū)后采用旋挖成樁，對于超長樁360旋挖機不能達到的深度采用460型繼續(xù)成孔。
2.3各墩位樁孔施工順序
由于橋位巖溶形態(tài)復雜，溶洞互相連通，對開孔順序需仔細研究確定。在決定鉆孔順序前，應根據地質資料弄清各樁位處溶洞情況。決定鉆孔順序的原則是：根據巖溶裂隙的走向，溶洞的大小、多少、巖面的高低等地質條件逐步進行，先安排含有較深、較大、較多溶洞的樁孔施工，先安排長樁施工，有利于及時封閉溶洞，隔斷通道。有條件時應考慮先施工外圍樁基，后施工中間樁基，或者有意識的加快外圍樁基的施工進度。
3、巖溶地質溶洞處理主要方法
3.1水玻璃注漿
壓漿材料采用普硅42.5R水泥與水玻璃，按工藝配比配備。溶洞內注雙液漿預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間，并達到20MPa以上的強度，主要是防止鉆孔樁施工時泥漿流失及坍孔等情況的發(fā)生，保障成孔及水下混凝土澆注等施工工序的順利完成。
3.2鋼護筒跟進
為防止連珠溶洞或者大溶洞塌孔，采用鋼護筒同步跟進的方法。
3.3片石、黏土回填
小溶洞采用回填片石法，小溶洞的處理方法如下：1）當鉆至溶洞頂1m左右時，首先準備足夠的小片石（直徑20cm～40cm）和黏土，黏土要做成泥球（Φ15cm～Φ20cm），對于半填充和無填充的溶洞要組織足夠的水源。其次在1m～1.5m范圍內變換沖程，逐漸將洞頂擊穿，以防止卡鉆。2）根據鉆孔的進尺情況，在擊穿洞頂之前，要有專人觀測護筒內泥漿面變化，一旦泥漿面下降，應迅速補水補漿。擊穿洞頂后，在溶洞頂后，在溶洞內鉆進時，根據填充物的不同，要采用不同的鉆進方法。當填充物為軟弱黏性土、淤泥土夾碎石時，應向孔內投入黏土、片石混合物（比例1：1），沖砸固壁；但還應提高泥漿的粘度和相對密度。只有當泥漿漏失現象全部消失后才轉入正常鉆進。如此反復使鉆孔順利穿過溶洞。
4、鉆進成孔工藝
4.1鉆機就位前準備工作
質檢人員和鉆機技術員先對鉆機各種性能和泥漿泵等進行全面檢查，確保設備能正常運作。鉆機技術員準備好鉆孔需用的各種資料，并根據地質報告和施工圖紙繪制鉆孔樁位地質剖面圖，以便按不同土層選用適當的鉆頭（鉆頭外徑等于設計基樁直徑）、泥漿稠度等。
4.2鉆機就位
平整場地，鉆機正確就位，保證平面位置、垂直度符合要求。鉆機就位后，牢固固定鉆機以避免在鉆孔過程中因鉆機振動而影響平面位置。
4.3鉆孔
當鉆機就位并復檢后，進行鉆機調試，啟動泥漿泵轉盤，待泥漿形成循環(huán)后方可開始進尺。鉆孔時采用正循環(huán)進行施工。鉆進施工中需注意控制提鉆速度，以免造成負壓過大而不利于孔壁的穩(wěn)定
4.4終孔
當鉆至設計標高時應及時通知監(jiān)理工程師，經監(jiān)理工程師、設計代表檢查符合要求后才可終孔。如地質情況發(fā)生變化，需由業(yè)主、設計單位和監(jiān)理單位確認，確定是否需要繼續(xù)沖孔。
4.5成孔檢測及清孔
鉆孔到位后采用長為4～6倍的樁徑、直徑大于鋼筋籠10cm的檢孔器進行孔深、孔徑和垂直度等的檢測，經監(jiān)理工程師驗收合格簽認后，開始進行首次清孔。
4.6鋼筋籠制作與安裝
基樁鋼筋籠的加工，在鋼筋加工場集中制作，制作完成后由作業(yè)技術人員、技術員、質檢工程師進行檢查在用平板車進行鋼筋籠轉運時，在平板車上必須設置固定鋼筋籠用的型鋼支架。鋼筋籠分節(jié)進行起吊安裝，每節(jié)長度9m或12m，起吊采用大噸位吊機，在鋼筋籠的安放過程中，骨架的起吊、下放要垂直；每節(jié)接長要順直，接頭牢固可靠。同時嚴防鋼筋骨架下放過程中與孔壁擦撞，以免破壞孔壁。
4.7導管安裝
鋼筋籠下放完畢，開始安裝導管，導管由運輸車運抵墩位旁，為提高導管安裝速度，先在地面上接長，單節(jié)段長度按20米考慮，然后吊車或履帶吊逐段吊起并在孔內下放，直至設計位置。導管接頭為卡口式，分段長度1～3m，最下一節(jié)長5m。導管使用前要進行水密、承壓和接頭抗拉試驗。
4.8水下砼澆注
導管下完后，現場技術員和質檢員采用4kg左右的測錘對孔底沉淀厚度進行檢測，如不滿足要求，根據在導管下放時測量結果決定采用正循環(huán)或反循環(huán)進行二次清孔，直至滿足要求后方可進行砼灌注?，F場技術員在進行基樁澆注前在原始記錄表上根據實際情況填寫孔深，導管總長，并標明導管節(jié)數及導管組合，確定合理的導管懸空（在0.2～0.4m左右）。安裝大料斗及支架和料斗，并檢查安裝情況。準備工作就緒，通知砼拌和站進行砼拌和。在拌和時，試驗組人員需派專人現場監(jiān)督，按照規(guī)定的頻率進行砼塌落度與和易性的檢查，并隨時和現場保持聯系，保證砼灌注的順利。導管拆除前要準確測量砼頂面至基準面的高度，計算導管埋深，確定拆管長度，并通過導管總長減去已拆除的導管長度復核拆管后埋深是否符合技術規(guī)范要求。
5、結語
巖溶地區(qū)的該管段鉆孔灌注樁通過不斷的總結改進施工方案，成樁效果較好，質量穩(wěn)定可靠，同時也取得了較好的經濟效益，可以為以后類似工程施工提供經驗借鑒。需要指出的是，巖溶地區(qū)鉆孔樁施工仍是樁基礎的施工難點、重點，還仍繼續(xù)努力鉆研，不斷總結經驗，改進施工工藝。
參考文獻：
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