黎育文
(萍鄉(xiāng)市上栗公路事業(yè)發(fā)展中心,江西 萍鄉(xiāng) 337001)
某公路橋梁工程場地處在巖溶發(fā)育區(qū)中,現(xiàn)場地形條件較為復雜,但總體地勢起伏較小,地面標高在91.96 ~94.95m 范圍內(nèi)。該公路橋梁地基基礎設計等級與巖土工程勘察等級均為甲級。
結(jié)合前期勘察成果,該場地巖土層從上到下依次為:雜填土層、表層黏土層、黏土層、粉質(zhì)黏土層、硬塑狀紅黏土層、可塑狀紅黏土層、微風化白云質(zhì)灰?guī)r層。從鉆孔揭露成果來看,場地中巖層埋深在11.5 ~33.5m 范圍內(nèi),相當于60.67 ~82.73m 的標高,根據(jù)剖面圖可知,巖面有較大起伏,可見很多大小不同的巖溶溝槽,導致整個巖面不連續(xù)。
另外,局部地段溶洞發(fā)育,大部分溶洞被軟塑狀黏性土完全充填,巖溶有很高的復雜程度,發(fā)育等級強烈。該公路橋梁基礎為旋挖鉆孔灌注樁,以微風化白云質(zhì)灰?guī)r層作為持力層,施工中應先對每根樁的樁位實施預先鉆孔,以探明樁身和樁底部的實際地質(zhì)情況。巖溶區(qū)樁基施工的重點包括:地質(zhì)勘探準確,一樁一孔,按照地質(zhì)勘探確定溶洞情況,如填充溶洞、半填充溶洞、空填溶洞與地下流動暗河,針對不同情況做好施工過程質(zhì)量控制。
巖溶區(qū)灌注樁施工按照以下順序進行:場地平整處理→樁位測量放線→鉆機現(xiàn)場就位→埋設鋼護筒→補充穩(wěn)定液→成孔(若成孔過程中遇到溶洞,應適當減慢鉆進速度)→清孔和孔深建設→鋼筋籠與導管下放→二次清孔→水下灌注混凝土→成樁,將鋼護筒拔出。
該工程所用旋挖鉆孔技術是一種近幾年出現(xiàn)并取得快速發(fā)展的技術,因相關標準并未實現(xiàn)統(tǒng)一,必須強化施工組織管理,重點關注以下各項施工要點:
(1)對樁位進行的測量放線必須達到準確無誤,以此為之后的成孔施工奠定良好基礎;
(2)根據(jù)溶洞分布情況,在鉆孔開始前確定溶洞處理措施,如樁基鉆孔全護筒跟進、溶洞漏漿造漿防塌孔、溶洞回填等。
(3)在埋設鋼護筒的過程中,使用直徑應比樁徑大300mm,且長度達到3m 以上的鋼護筒,將鋼護筒埋設完成后,其高度應比地面略高30cm,并對鋼護筒中心和樁位中心之間的偏差進行嚴格控制,對鋼護筒垂直度予以全程嚴格檢查,保證埋設完成的鋼護筒始終處于垂直狀態(tài)[1];
(4)鉆進成孔時,應隨時對鉆頭實際情況進行檢查,當磨損較為嚴重,無法保證成孔施工質(zhì)量時,應立即更換鉆頭;
(5)鉆進成孔時,應及時清理孔口存在的積水,當出現(xiàn)縮孔與漏漿現(xiàn)象時,必須立即處理,尤其是在樁孔下部相對較深的位置存在葫蘆串形溶洞情況下,極易產(chǎn)生漏漿或?qū)е裸@頭被卡,此時要對鉆進速度予以嚴格控制,以此平穩(wěn)地從這一溶洞區(qū)域中通過;
(6)鉆進成孔結(jié)束后,應及時進行清孔,確保清孔質(zhì)量達到要求;
(7)旋挖成孔完成后,應盡快對鋼筋籠與聲測管進行下放,并在混凝土灌注開始前嚴格檢查孔底沉渣厚度,若未能達到要求,應盡快實施二次清孔,直至孔底沉渣厚度合格;
(8)在混凝土灌注過程中,應注意以下要點:混凝土灌注速度要和導管起拔速度完全一致;混凝土密度應略大于泥漿密度。同時,在巖溶發(fā)育場地進行混凝土灌注的過程中,應先以地質(zhì)報告為依據(jù),對地質(zhì)相對復雜的樁柱先行灌注,并結(jié)合相關經(jīng)驗,應多準備一定量的混凝土,在其快速下降的過程中可以及時補充;樁孔中混凝土初灌量必須充足,以保證導管的下端口可以處在混凝土液面下部;混凝土灌注時使用的導管應始終處在混凝土液面以下2 ~6m,灌注時必須對導管實際提升速度予以嚴格控制;考慮到樁頂容易產(chǎn)生混凝土不密實問題,故即將澆筑至樁頂時,應盡快進行充分振搗;混凝土灌注過程中應對灌注速度予以嚴格控制,以此減少鋼筋籠受到的沖擊,避免鋼筋籠發(fā)生明顯上浮[2];混凝土供應必須連續(xù),做好導管插拔時間與埋深控制,及時處置因遇溶洞造成的混凝土損失。
現(xiàn)場施工中,5#與6#橋墩樁基施工人員自身技術水平相對一般,加之施工管理不夠嚴格,導致成孔完成后的清孔等環(huán)節(jié)比較粗糙,將鋼筋籠下放到位后未能和孔口固定,也沒有對樁頂混凝土進行充分振搗,最重要的是未能充分考慮到樁基所在場地處在巖溶區(qū),施工完全照搬處在地質(zhì)良好場地樁基的施工工藝,導致經(jīng)常發(fā)生漏漿、卡鉆與掉鉆。但在9#橋墩樁基施工中,相關施工人員有豐富的經(jīng)驗,對場地特殊性予以了充分考慮,嚴格按照以上技術要點進行施工,對包含成孔與灌注在內(nèi)的任何一個施工環(huán)節(jié)都能做到認真對待。
經(jīng)現(xiàn)場樁基檢測,對以上橋墩樁基質(zhì)量進行對比,檢測方法為聲波透射法和鉆芯法,其中,聲波透射法5#橋墩共檢測142 根樁,檢測結(jié)果為:I 類樁51 根,II 類樁80 根,III 類樁11根,IV 類樁0 根;6#橋墩共檢測115 根樁,檢測結(jié)果為:I 類樁44 根,II 類樁64 根,III 類樁7 根,IV 類樁0 根;9#橋墩共檢測138 根樁,檢測結(jié)果為:I 類樁71 根,II 類樁66 根,III類樁1 根,IV 類樁0 根。鉆芯法5#橋墩共檢測15 根樁,檢測結(jié)果為:I 類樁2 根,II 類樁4 根,III 類樁9 根,IV 類樁0 根;6#橋墩共檢測12 根樁,檢測結(jié)果為:I 類樁3 根,II 類樁4 根,III 類樁9 根,IV 類樁0 根;9#橋墩共檢測14 根樁,檢測結(jié)果為:I 類樁6 根,II 類樁8 根,III 類樁與IV 類樁均為0 根。除此之外,由于5#橋墩和6#橋墩施工中未能做好施工控制與管理,導致鉆芯結(jié)果產(chǎn)生缺陷,但9#橋墩施工管理到位,基本未出現(xiàn)有缺陷的樁基。
從以上檢測結(jié)果可以看出,施工管理對保證成樁質(zhì)量有重要作用和意義,為保證成樁質(zhì)量,在施工中應注意以下管理要點:
(1)為避免護筒冒水,需在鋼護筒埋設過程中對鋼護筒周圍的土層進行分層夯實處理,并在鉆頭起落過程中防止鉆頭和鋼護筒發(fā)生碰撞;
(2)為避免樁孔孔壁發(fā)生坍塌,可適當增加鋼護筒的埋深,并使用質(zhì)量合格且性能良好的穩(wěn)定液;
(3)及時進行清孔與鋼筋籠及導管的下放,以此為之后的混凝土灌注奠定良好基礎;
(4)清孔完成后及時用測繩對孔深進行復測,避免提鉆過程造成塌孔;
(5)為避免混凝土灌注導致鋼筋籠發(fā)生上浮,需做好鋼筋籠固定;
(6)為避免斷樁,混凝土的灌注必須保持連續(xù);
(7)在巖溶區(qū)進行混凝土灌注施工時,可能由于將溶洞擊穿使混凝土下降速度急劇增加,對此要根據(jù)地質(zhì)報告提前備好一定量的混凝土,以此及時對混凝土進行補充;
(8)在巖溶區(qū)進行旋挖鉆進時,因有溶洞存在,尤其是在鉆進至半邊巖后,可能產(chǎn)生卡鉆,此時當深度較大時,還會導致難以將卡鉆取出,因此應適當減慢鉆進速度,并確保鉆桿垂直,使鉆頭能平穩(wěn)地從這一區(qū)域中通過。
綜上所述,鉆孔灌注樁作為常用的地基基礎類型,目前正向巖溶等特殊地質(zhì)區(qū)域分布,但在巖溶區(qū)進行灌注樁施工容易出現(xiàn)問題,導致成孔或成樁質(zhì)量較差,無法達到設計要求。因此,在實際施工中必須加強施工管理,采取有效措施避免巖溶地區(qū)可能給樁基施工造成的影響。