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岩溶地区桩基施工处理措施探讨

2014-12-25刘剑涛

城市建设理论研究 2014年37期
关键词:桩基施工措施探讨

刘剑涛

摘要:随着市场经济的快速发展,我国桥梁工程领域也获得了更大的发展空间。与此同时,工程事故的发生率也在逐年增加。岩溶地貌是我国较为常见的地质状况,在岩溶地区建设的路桥工程中,出现漏浆、塌孔等事故的几率也更高,因此,如何有效的预防和处理岩溶地区桥梁工程事故,也成为了当前桥梁工程建设中一项重要的工作。本文就对岩溶地区路桥施工过程中的桩基施工技术为研究对象,对其施工技术措施进行简单的探讨。

关键词:岩溶地区;桩基施工;措施探讨

中图分类号:U448文献标识码: A

引言

在岩溶发育地区的桥梁桩基施工中,遇到溶洞是比较常见的现象,而岩溶发育地区对岩溶的处理是桥梁桩基施工的一大困难,桩基岩溶处理措施如不够具体,不根据实际地质情况进行具体细化,将较难满足桩基施工质量、进度和经济性的要求。

一、岩溶桩基施工常见病害与常用处理工艺措施

1、常见病害

岩溶地区由于其地质构造特点,在桩基施工过程中通常易引发各种病害,导致桩基施工的质量、成本、进度难以受控。在岩溶地区桩基施工过程中常见的病害主要有:漏浆,施工中击穿溶洞后,泥浆流失到溶腔内部。漏浆为岩溶桩基施工最常见的病害,其他大多数病害都为漏浆后诱发产生的;塌孔,塌孔为漏浆后,孔壁失去泥浆压力支撑,由于自身稳定性不足出现孔壁坍塌的现象,是漏浆病害的延伸;埋钻,即发生漏浆病害情况时,钻锤不及时或者来不及提出地面,发生塌孔,而把钻锤埋于地下;卡钻,即击穿溶洞后,钻锤卡于溶腔突出岩石;灌注混凝土漏失,混凝土灌注至溶洞处,由于岩溶处护壁质量不高、混凝土压力等原因,护壁失稳,击穿护壁,混凝土漏失至溶洞,导致灌注失败;护壁坍塌造成断桩,水下混凝土灌注至溶洞处,护壁质量不好失稳,发生坍塌,导致桩身夹泥断桩;混凝土不密实,混凝土灌注后,地下水冲刷掉溶洞、裂隙处土石混合物护壁中的泥巴,直接冲刷桩身或桩底混凝土,带走水泥浆体,造成混凝土不密实病害。

2、岩溶桩基施常见处理工艺措施

目前在岩溶地区桩基施工中,溶洞处理的主要措施有钻孔前注浆预处理,钻孔后遇到溶洞漏浆回填片石、粘土等混合物反复冲击处理,预灌注混凝土再冲击处理,局部、全护筒或多层护筒跟进处理等措施。

(1)钻孔前注浆预处理

在岩溶地区地质资料较为详细的条件下,桩基钻孔施工前,用化学浆体灌注对溶槽、裂隙、较小的溶洞溶腔进行填充,提高桩周的完整性,避免钻孔发生漏浆、塌孔等病害。

(2)钻孔漏浆后回填片石、粘土等混合物并反复冲击处理

在施工前不做任何处理措施,待钻孔发生漏浆后,回填片石、粘土等混合物,用冲锤反复冲击,挤压填充溶洞形成稳定密实的护壁,达到钻孔成孔的目的,对中小溶洞以及串珠状岩溶较为有效。

(3)预灌注混凝土再钻孔处理

钻孔漏浆后,如为较大的溶洞,利用混凝土有较好的流动性、和易性,回填混凝土灌注到孔内,自然流动到溶洞内,起到封堵溶洞的作用,然后继续钻孔。

3、增强桩孔顶的稳定性

桩顶埋设钢护筒的主要目的是为了使孔顶稳定,防止孔顶护壁坍塌。适当增长孔顶钢护筒的长度,可以使得增强孔顶稳定。根据覆盖层较厚、含水量大、承载力不高等特点,埋设的钢护筒从原来方案要求的3m,增长到5m以上,如有覆盖层很软弱的情况,应适当增长钢护筒。同时,孔顶约8m,钻孔冲程严格控制在0.5m内,冲击成孔后钢护筒跟进埋设。该措施在实施过程中为漏浆后确保孔顶的稳定起到了很好的作用。

4、加强覆盖层的桩孔身孔壁的稳定性

覆盖层地质不良,比较松散,如发生漏浆,失去泥浆护壁压力支撑后,桩孔比较容易塌方;覆盖层段全部采用钢护筒跟进,成本较高,而且跟进过长,有一定的困难,施工周期较长。对此情况采用了以下的具体工艺措施进行处理:在覆盖层,冲程的大小对挤压形成的护壁的密实性十分重要,冲程过大,形成护壁不够密实,小冲程可以形成密实良好的护壁,但是冲程过小,施工进度缓慢;覆盖层含沙砾石较多的,形成的护壁也均较稳定。现场钻孔原先一般控制为1.0m的冲程,效果不好,后调整为0.5m,孔壁稳定性和进度效果均较好,故采用0.5m的冲程是较为合理的;在覆盖层钻孔过程中,钻进一定程度,往孔内丢部分小片石,每钻进约3m丢0.5m为宜。该处理措施最直接的效果为:漏浆后,因护壁密实稳定确保了孔身的稳定。

4、填充溶洞的稳定性

采取回填片石、粘土反复冲击的措施处理岩溶,较为重要的是漏浆后,对溶腔的回填处理的效果,回填不合理和冲击挤压不够,会导致措施的失效。实施过程中具体做法如下:

(1)回填土石比例要根据溶洞的大小有所区别。溶腔口在约1m的回填土石比例约在3∶1;溶腔口约2m的回填土石比例约在3∶2;溶腔口>2m的,土石比例控制在约1∶1,每5m土石添加约1t水泥。回填的土石要掺合均匀。溶洞口顶以上5m位置到孔顶回填土石比例控制在约3∶1即可。

(2)在待回填的土中预先掺拌稻草、破旧安全网等纤维物.增加一定的纤维物,土石掺合回填后,通过冲孔冲锤的挤压,在溶洞处形成的护壁整体性比较好。

(3)控制片石的尺寸、质量、大小形成一定的级配,大的片石控制约为20cm,尽量选取表面较为粗糙的,即有一定强度不容易冲击压碎。

5、强化施工过程管理,确保处理措施的有效性

加强现场的管理,主要以过程管理为主。各个岗位技术管理人员、作业班组须明确施工中的执行要求,实施过程中应严格按照要求执行。

(1)现场技术管理人员认真熟悉补充钻探的地质资料,在每根桩基开孔前,熟悉地质资料,明确桩位的溶洞情况,并告知作业班组。

(2)要求现场技术人员在每个工作班,对各个正在施工的桩孔钻进深度进行检查,对照地质资料,明确下一作业班是否有可能遇到溶洞,并提前准备下一批可能遇到溶洞时需要使用的材料。

(3)发生溶洞漏浆后,根据施工记录、地质资料,判明溶洞大小,以及击穿溶洞口的大小等,根据拟定的施工方案,选用合适的处理措施。

(4)回填后,技术人员指导作业班组按照施工方案进行操作,确保在溶洞处挤压形成密实良好的护壁,并做好施工过程记录。

四、措施目标和措施效果

措施目标:每处岩溶漏浆一次处理成功,每次漏浆带来的如塌孔、埋钻、灌注混凝土流失断桩等衍生病害得到杜绝,所有完成桩基无断桩废桩现象。实际情况:各个具体措施均有其实施的针对性,很好地解决了每处岩溶多次漏浆和塌孔、断桩等问题,其中表现最为明显的是每桩成孔周期由原来的平均约34d变为约20d,且无断桩废桩现象,桩基施工在进度和质量上达到了预定的目标,取得了很好的效果。

结束语

综上所述,做好岩溶地详实的地质钻探资料对岩溶地区桩基施工十分重要,在地质勘探中岩溶发育情况掌握得准确与否,与施工质量、进度有直接影响,故岩溶地区桩基施工前,必须有详实的桩位地质资料。施工方案是施工技术指导性文件,岩溶地区桩基施工必须很好地结合地质情况,有针对性地编制,结合实际细化工艺措施,切不可不结合实际直接引用相关的资料;处置措施应尽量确保成孔的质量,好的成孔质量可以杜绝大多数衍生施工病害。现场施工管理十分重要,过程管理的缺失,会大大影响措施的效果。

参考文献

[1]李庆丰.岩溶地区桩基施工综合防治与处理措施探讨[J]. 《铁道建筑技术》,2011,(6).

[2]刘平.基于岩溶地区桩基施工的探讨[J]. 《中国科技纵横》,2010,(17).

[3]舒江.浅谈岩溶地区钻孔灌注桩施工控制[J]. 《科学咨询》,2012,(22).

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