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【摘 要】巖溶地區(qū)施工的難點(diǎn)主要在于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和不可預(yù)見性,施工時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)漏漿、塌孔、地陷、卡鉆等問題。本文結(jié)合武漢某市政橋梁巖溶樁基施工采取的處理措施進(jìn)行概述,對(duì)不同的溶巖地質(zhì)情況選擇合適的施工方法,保證樁基的施工質(zhì)量作了初步探討,望對(duì)類似工程減少施工風(fēng)險(xiǎn)和投入有所幫助。
【關(guān)鍵詞】樁基;溶洞;處理
巖溶地基主要是由于地質(zhì)中含有可溶性巖層,受到水的溶蝕和侵蝕作用而形成的洞穴、溝槽、空隙等各種形態(tài)的巖體,其分布位置、大小、深淺多變,因而施工中容易出現(xiàn)問題?,F(xiàn)對(duì)施工中易出現(xiàn)的問題及處理措施進(jìn)行闡述。
1 對(duì)小溶洞及裂隙的處理
小溶洞和巖溶裂隙相對(duì)尺寸較小,其危害性一般不大,沖擊鉆孔施工遇到此類地層時(shí),通常在鉆進(jìn)一段深度后必須回填一定量的粘土和片石重復(fù)沖孔,將粘土片石擠入裂隙中,堵塞樁孔周邊孔洞及裂隙。
裂隙對(duì)鉆孔樁施工造成的主要危害是漏漿,嚴(yán)重的或重復(fù)漏漿將導(dǎo)致孔口坍塌。主要處理措施有:(1)改進(jìn)護(hù)筒的埋置方式,如加長(zhǎng)護(hù)筒的埋置深度或強(qiáng)夯固結(jié)護(hù)筒周邊土體,避免孔口坍塌;(2)根據(jù)超前鉆資料,在鉆孔至溶洞或裂隙上方2m左右位置,需準(zhǔn)備充足的粘土、片石、水源和水泵;(3)鉆進(jìn)至裂隙、溶洞層段,應(yīng)加大對(duì)護(hù)筒內(nèi)泥漿面的監(jiān)控,當(dāng)泥漿面迅速下降時(shí),說(shuō)明在漏漿,首先要抓緊補(bǔ)水,然后按約1:1的比例往樁孔內(nèi)投入3m左右深的粘土和片石重新沖孔。若鉆進(jìn)至原漏漿巖面再次漏漿,仍按上述方法處理,多重復(fù)幾次沖孔擠壓孔內(nèi)粘土和片石,直至解決裂隙漏漿的問題。
2 對(duì)普通溶洞的處理
普通常規(guī)溶洞一般其連通性較差、洞高在4m以內(nèi)。對(duì)此類溶洞的施工主要是以預(yù)防為主。在鉆孔至溶洞頂前在孔口附近存儲(chǔ)大量片石、粘土及一定數(shù)量的袋裝水泥并配備鏟車;還需準(zhǔn)備好泥漿泵和泥漿或水源,一旦漏漿,可立即進(jìn)行補(bǔ)漿補(bǔ)水。
鉆孔施工時(shí),根據(jù)超前鉆資料提前對(duì)溶洞進(jìn)行分析,對(duì)于空洞或半填充溶洞(特別是漏漿的溶洞),在鉆進(jìn)至溶洞區(qū)域時(shí),必須采用小沖程沖擊,避免在擊穿溶洞頂板時(shí)發(fā)生卡鉆現(xiàn)象。在溶洞區(qū)域鉆進(jìn)過程中應(yīng)加密對(duì)巖樣的采集,及時(shí)與超前鉆資料核對(duì)是否相同;密切關(guān)注護(hù)筒內(nèi)泥漿面的變化,若發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿顏色、漿面發(fā)生變化或進(jìn)尺速度明顯加快,又無(wú)斜孔偏孔現(xiàn)象,說(shuō)明已鉆進(jìn)至溶洞內(nèi)。一旦漏漿,首先應(yīng)迅速補(bǔ)漿補(bǔ)水,同時(shí)提鉆,防止孔內(nèi)坍塌埋鉆;然后用鏟車及時(shí)按適當(dāng)?shù)谋壤度霚?zhǔn)備好的片石、粘土;若漏漿嚴(yán)重時(shí),可考慮投入一定量的袋裝水泥(投入的片石大小、與粘土的比例及數(shù)量應(yīng)根據(jù)溶洞大小、充填情況確定,若溶洞較大,可投入數(shù)量、比例及粒徑相對(duì)較大的片石)。在投入一定量的片石、粘土及水泥后,孔內(nèi)仍在漏漿,可采用小沖程輕砸,擠壓回填混合物,如此反復(fù),直至孔內(nèi)泥漿停止下降,再用沖錘進(jìn)行擠壓,將粘土和片石充分?jǐn)D入溶洞內(nèi)壁,直至把樁孔周圍的空洞填滿,以便重新造壁,順利穿越溶洞。
鉆孔過程中,只要遇到溶洞,不管是否漏漿、是否有充填物,均應(yīng)向孔中投入一定量的片石、粘土,然后采用小沖程進(jìn)行沖擊,使混合物擠入裂隙、溶洞內(nèi),反復(fù)操作,以達(dá)到固壁效果。且在每次擊穿溶洞頂板后,都應(yīng)在溶洞頂板區(qū)域反復(fù)沖砸,確保將樁孔修理圓滑,避免后期卡錘或卡鋼筋籠。
3 對(duì)不完整巖溶的處理
巖溶地區(qū)鉆孔樁施工常會(huì)遇到溶槽、斜巖面、陡坎等復(fù)雜地質(zhì)情況,對(duì)此類地質(zhì)的處理,主要采用拋填片石,反復(fù)沖擊成孔的方法。在鉆孔過程中,若發(fā)現(xiàn)鋼絲繩抖動(dòng)較厲害,說(shuō)明遇到此類地質(zhì),若不及時(shí)處理,極易發(fā)生斜孔片孔現(xiàn)象。應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)孔拋填片石、粘土,然后采用小沖程反復(fù)沖擊成孔,直到完整巖面。該方法操作簡(jiǎn)單、易控制,成本低,又不影響鉆進(jìn)作業(yè)。
4 對(duì)大型溶洞的處理
4.1 跟進(jìn)鋼護(hù)筒法
鉆孔施工中遇到特大半充填型或空腔溶洞時(shí),為防止漏漿導(dǎo)致孔口坍塌,可采用深埋鋼護(hù)筒隔離上部松軟地層的方法加以處理。在穿越特大半充填型或空腔溶洞時(shí),采用跟進(jìn)護(hù)筒的方法施工。即先用較樁徑大20cm的鉆頭鉆進(jìn)至溶洞頂1.0m左右位置后,下內(nèi)護(hù)筒至孔底,再換正常樁徑鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn),直至擊穿溶洞。接著用導(dǎo)向錘將鋼護(hù)筒振至溶洞底巖面,再在護(hù)筒內(nèi)澆筑高1m左右砼封堵護(hù)筒刃腳,待砼達(dá)到一定強(qiáng)度后再按正常工藝施工,穿過溶洞。
4.2 預(yù)先灌注砼再鉆進(jìn)成孔法
當(dāng)樁孔穿越流塑狀填充物的大型溶洞時(shí),由于其自穩(wěn)性較差,如果只采用回填片石或跟進(jìn)鋼護(hù)筒的方法施工,回填物可能直接涌向溶洞內(nèi),導(dǎo)致拋填物數(shù)量無(wú)法估計(jì),且清孔困難;給樁基砼施工造成質(zhì)量隱患,易出現(xiàn)斷樁。因此,在穿越流塑狀充填物的大型溶洞時(shí),應(yīng)待鉆孔至溶洞底后,直接在孔內(nèi)灌注水下砼至溶洞頂0.5m左右位置,待砼達(dá)到一定強(qiáng)度后,重新鉆進(jìn)。
4.3 回填封堵法
鉆孔過程中若遇到溶洞底部漏漿的半填充型溶洞,首先應(yīng)立即向孔內(nèi)補(bǔ)漿補(bǔ)水,以保持孔內(nèi)泥漿面高度,同時(shí)向孔內(nèi)拋填一定量的袋裝水泥,然后投入片石、粘土混合物3m~5m厚,待孔內(nèi)漏漿停止后再重新沖孔至原漏漿位置,該沖孔時(shí)間宜控制在水泥終凝之前,然后停止10~12h。反復(fù)這樣操作,直到水泥粘土漿凝固后把漏漿部位堵死。
5 對(duì)多層溶洞處理
在巖溶區(qū)施工鉆孔樁,經(jīng)常會(huì)遇到多層溶洞,根據(jù)溶洞的層數(shù)、大小和充填物情況可采取不同的處理辦法。對(duì)于由小型和一般溶洞組成的多層溶洞,極易出現(xiàn)漏漿、斜孔等病害,在鉆孔施工時(shí)可參照一般溶洞的處理方法一層接一層的處理。對(duì)于由大型溶洞組成的多層溶洞,可綜合采用灌漿法和護(hù)筒跟進(jìn)法進(jìn)行處理。
6 對(duì)樁孔串漿、串孔處理
樁孔串漿、串孔主要由于場(chǎng)地巖溶裂隙較發(fā)達(dá),存在有連通性較好的溶洞,并且貫穿相鄰樁孔樁身的某個(gè)部位;或樁孔本身溶洞、裂隙不連通,由于樁孔距離較近,又同步施工先后漏漿,導(dǎo)致孔身中部某一軟弱地層塌孔聯(lián)通。使得相鄰樁在成孔和灌注混凝土?xí)r相互干擾,若其中一個(gè)樁孔施工,相鄰樁孔內(nèi)泥漿相應(yīng)翻動(dòng),導(dǎo)致相鄰樁孔的不能正常施工。
對(duì)于此類情況應(yīng)立即停止繼續(xù)施工,應(yīng)仔細(xì)查閱地質(zhì)資料進(jìn)行判斷。若溶洞不大,可向孔內(nèi)填入?yún)⒂幸欢科⒙咽恼惩?,采用沖擊鉆將其擠壓至孔壁空洞位置,從而形成具有一定厚度和強(qiáng)度的護(hù)壁,使之無(wú)法串通;若溶洞較大,可將粘土裝袋整包投入孔內(nèi),同時(shí)回填片石和塊石粘土等,并分層投入一定量的整包水泥,再用沖擊鉆機(jī)沖擊、擠壓,該沖孔時(shí)間宜控制在水泥終凝之前,然后靜置12h以上,如此反復(fù),直至兩樁孔間形成護(hù)壁,不再串通。
在溶洞、裂隙發(fā)達(dá)的地區(qū)施工時(shí),首先應(yīng)仔細(xì)查閱各樁孔超前鉆資料,若發(fā)現(xiàn)同一墩位或相鄰橋墩位存在貫通性溶洞時(shí),必須間隔施工,統(tǒng)一考慮施工順序,并協(xié)調(diào)好各施工鉆機(jī)之間的關(guān)系,必要時(shí)暫停相鄰樁孔的施工,以避免影響相臨樁孔的成孔清孔和混凝土灌注,確保成樁質(zhì)量。另為避免在澆筑樁基砼時(shí),砼進(jìn)入相鄰樁孔,可在其孔內(nèi)投入粘土至連通位置2m以上,并用鉆錘壓實(shí),待砼灌注完畢后,再繼續(xù)鉆進(jìn)成孔。
7 對(duì)深大溶槽處理
若樁孔位置有深大溶槽,一般其底部都聚集有軟塑或流塑狀土層,且基巖面起伏不平整,溶洞、裂隙較發(fā)育,此類地質(zhì)條件成孔困難,易塌孔、漏漿甚至地面塌陷等,因此,對(duì)此類巖溶地質(zhì)需重視,宜采用預(yù)注漿固結(jié)的方法施工。
8 結(jié)論
在巖溶發(fā)育地區(qū)進(jìn)行樁基施工時(shí),由于溶洞具有不可預(yù)見性、復(fù)雜性、危險(xiǎn)性等特點(diǎn),應(yīng)針對(duì)不同的溶洞類型,合理利用資源,選用適宜的處理措施或方案,以確保施工質(zhì)量,加快工程進(jìn)度,使得經(jīng)濟(jì)效益最大化。
【參考文獻(xiàn)】
[1]李波.巖溶地基橋梁樁基施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2011,3.
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[責(zé)任編輯:王楠]