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(yīng)用于高層建筑、橋梁、地下建筑等工程中,巖溶地區(qū)進(jìn)行鉆孔灌注樁施工,是一項(xiàng)工作繁雜、工序嚴(yán)密、技術(shù)性強(qiáng)、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(yīng)因地制宜,綜合考慮地層性質(zhì)、地下水、場(chǎng)地條件與環(huán)境、施工設(shè)備性能、起吊載荷大小等因素,精心組織好施工,制訂切實(shí)可行的施工措施,以確保工程質(zhì)量。
1、工程概況
長(zhǎng)株潭城際鐵路白石港特大橋位于株洲市境內(nèi),起點(diǎn)里程為DK42+809.130,終點(diǎn)里程DK44+142.255,橋梁全長(zhǎng)1333.125m??卓绮贾脼?-24m簡(jiǎn)支箱梁+2-32m簡(jiǎn)支梁+(60+100+60)m連續(xù)梁+2-32m簡(jiǎn)支箱梁+(64+108+64)m連續(xù)梁+20-32m +2-24m簡(jiǎn)支箱梁,共32個(gè)橋墩,2個(gè)橋臺(tái)。根據(jù)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(zhì)黏土、泥質(zhì)砂巖、砂礫巖,灰?guī)r上部地層層厚主要在20~76米范圍內(nèi),其中主要分布地層為泥質(zhì)砂巖、砂礫巖,且均為全風(fēng)化,巖層較為破碎,施工過(guò)程中容易導(dǎo)致塌孔。
2、巖溶地質(zhì)鉆孔樁總體施工方案
本橋溶洞處理根據(jù)溶洞的性質(zhì)及設(shè)備施工工藝要求主要采用水泥注漿、鋼護(hù)筒跟進(jìn)及回填片石及水泥、黏土等處理方式。根據(jù)溶洞的分布,鉆孔前對(duì)樁位周圍布孔,注入水泥漿以固結(jié)樁周圍溶洞填充物。同時(shí)根據(jù)溶洞的大小,分別采用下鋼護(hù)筒跟進(jìn)至溶洞底及沖擊鉆反復(fù)成孔。
2.1注漿方案
根據(jù)橋墩臺(tái)樁基布置和溶洞分布,每樁布置3~4個(gè)壓漿孔。
2.2鉆孔方案
一般采用360型旋挖鉆機(jī)開(kāi)孔,對(duì)于大于3m的溶洞采用鋼護(hù)筒防護(hù)鉆進(jìn)到溶洞底,通過(guò)溶洞區(qū)后采用旋挖成樁;對(duì)于小于3m的溶洞旋挖機(jī)鉆進(jìn)到溶洞頂時(shí),采用沖擊鉆反復(fù)沖擊成孔,通過(guò)溶洞區(qū)后采用旋挖成樁,對(duì)于超長(zhǎng)樁360旋挖機(jī)不能達(dá)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(fù)雜,溶洞互相連通,對(duì)開(kāi)孔順序需仔細(xì)研究確定。在決定鉆孔順序前,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料弄清各樁位處溶洞情況。決定鉆孔順序的原則是:根據(jù)巖溶裂隙的走向,溶洞的大小、多少、巖面的高低等地質(zhì)條件逐步進(jìn)行,先安排含有較深、較大、較多溶洞的樁孔施工,先安排長(zhǎng)樁施工,有利于及時(shí)封閉溶洞,隔斷通道。有條件時(shí)應(yīng)考慮先施工外圍樁基,后施工中間樁基,或者有意識(shí)的加快外圍樁基的施工進(jìn)度。
3、巖溶地質(zhì)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(nèi)注雙液漿預(yù)處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間,并達(dá)到20MPa以上的強(qiáng)度,主要是防止鉆孔樁施工時(shí)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(hù)筒跟進(jìn)
為防止連珠溶洞或者大溶洞塌孔,采用鋼護(hù)筒同步跟進(jìn)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(dāng)鉆至溶洞頂1m左右時(shí),首先準(zhǔn)備足夠的小片石(直徑20cm~40cm)和黏土,黏土要做成泥球(Φ15cm~Φ20cm),對(duì)于半填充和無(wú)填充的溶洞要組織足夠的水源。其次在1m~1.5m范圍內(nèi)變換沖程,逐漸將洞頂擊穿,以防止卡鉆。2)根據(jù)鉆孔的進(jìn)尺情況,在擊穿洞頂之前,要有專人觀測(cè)護(hù)筒內(nèi)泥漿面變化,一旦泥漿面下降,應(yīng)迅速補(bǔ)水補(bǔ)漿。擊穿洞頂后,在溶洞頂后,在溶洞內(nèi)鉆進(jìn)時(shí),根據(jù)填充物的不同,要采用不同的鉆進(jìn)方法。當(dāng)填充物為軟弱黏性土、淤泥土夾碎石時(shí),應(yīng)向孔內(nèi)投入黏土、片石混合物(比例1:1),沖砸固壁;但還應(yīng)提高泥漿的粘度和相對(duì)密度。只有當(dāng)泥漿漏失現(xiàn)象全部消失后才轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)。如此反復(fù)使鉆孔順利穿過(guò)溶洞。
4、鉆進(jìn)成孔工藝
4.1鉆機(jī)就位前準(zhǔn)備工作
質(zhì)檢人員和鉆機(jī)技術(shù)員先對(duì)鉆機(jī)各種性能和泥漿泵等進(jìn)行全面檢查,確保設(shè)備能正常運(yùn)作。鉆機(jī)技術(shù)員準(zhǔn)備好鉆孔需用的各種資料,并根據(jù)地質(zhì)報(bào)告和施工圖紙繪制鉆孔樁位地質(zhì)剖面圖,以便按不同土層選用適當(dāng)?shù)你@頭(鉆頭外徑等于設(shè)計(jì)基樁直徑)、泥漿稠度等。
4.2鉆機(jī)就位
平整場(chǎng)地,鉆機(jī)正確就位,保證平面位置、垂直度符合要求。鉆機(jī)就位后,牢固固定鉆機(jī)以避免在鉆孔過(guò)程中因鉆機(jī)振動(dòng)而影響平面位置。
4.3鉆孔
當(dāng)鉆機(jī)就位并復(fù)檢后,進(jìn)行鉆機(jī)調(diào)試,啟動(dòng)泥漿泵轉(zhuǎn)盤,待泥漿形成循環(huán)后方可開(kāi)始進(jìn)尺。鉆孔時(shí)采用正循環(huán)進(jìn)行施工。鉆進(jìn)施工中需注意控制提鉆速度,以免造成負(fù)壓過(guò)大而不利于孔壁的穩(wěn)定
4.4終孔
當(dāng)鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)應(yīng)及時(shí)通知監(jiān)理工程師,經(jīng)監(jiān)理工程師、設(shè)計(jì)代表檢查符合要求后才可終孔。如地質(zhì)情況發(fā)生變化,需由業(yè)主、設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位確認(rèn),確定是否需要繼續(xù)沖孔。
4.5成孔檢測(cè)及清孔
鉆孔到位后采用長(zhǎng)為4~6倍的樁徑、直徑大于鋼筋籠10cm的檢孔器進(jìn)行孔深、孔徑和垂直度等的檢測(cè),經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格簽認(rèn)后,開(kāi)始進(jìn)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(chǎng)集中制作,制作完成后由作業(yè)技術(shù)人員、技術(shù)員、質(zhì)檢工程師進(jìn)行檢查在用平板車進(jìn)行鋼筋籠轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí),在平板車上必須設(shè)置固定鋼筋籠用的型鋼支架。鋼筋籠分節(jié)進(jìn)行起吊安裝,每節(jié)長(zhǎng)度9m或12m,起吊采用大噸位吊機(jī),在鋼筋籠的安放過(guò)程中,骨架的起吊、下放要垂直;每節(jié)接長(zhǎng)要順直,接頭牢固可靠。同時(shí)嚴(yán)防鋼筋骨架下放過(guò)程中與孔壁擦撞,以免破壞孔壁。
4.7導(dǎo)管安裝
鋼筋籠下放完畢,開(kāi)始安裝導(dǎo)管,導(dǎo)管由運(yùn)輸車運(yùn)抵墩位旁,為提高導(dǎo)管安裝速度,先在地面上接長(zhǎng),單節(jié)段長(zhǎng)度按20米考慮,然后吊車或履帶吊逐段吊起并在孔內(nèi)下放,直至設(shè)計(jì)位置。導(dǎo)管接頭為卡口式,分段長(zhǎng)度1~3m,最下一節(jié)長(zhǎng)5m。導(dǎo)管使用前要進(jìn)行水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)。
4.8水下砼澆注
導(dǎo)管下完后,現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員和質(zhì)檢員采用4kg左右的測(cè)錘對(duì)孔底沉淀厚度進(jìn)行檢測(cè),如不滿足要求,根據(jù)在導(dǎo)管下放時(shí)測(cè)量結(jié)果決定采用正循環(huán)或反循環(huán)進(jìn)行二次清孔,直至滿足要求后方可進(jìn)行砼灌注?,F(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員在進(jìn)行基樁澆注前在原始記錄表上根據(jù)實(shí)際情況填寫孔深,導(dǎo)管總長(zhǎng),并標(biāo)明導(dǎo)管節(jié)數(shù)及導(dǎo)管組合,確定合理的導(dǎo)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(zhǔn)備工作就緒,通知砼拌和站進(jìn)行砼拌和。在拌和時(shí),試驗(yàn)組人員需派專人現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督,按照規(guī)定的頻率進(jìn)行砼塌落度與和易性的檢查,并隨時(shí)和現(xiàn)場(chǎng)保持聯(lián)系,保證砼灌注的順利。導(dǎo)管拆除前要準(zhǔn)確測(cè)量砼頂面至基準(zhǔn)面的高度,計(jì)算導(dǎo)管埋深,確定拆管長(zhǎng)度,并通過(guò)導(dǎo)管總長(zhǎng)減去已拆除的導(dǎo)管長(zhǎng)度復(fù)核拆管后埋深是否符合技術(shù)規(guī)范要求。
5、結(jié)語(yǔ)
巖溶地區(qū)的該管段鉆孔灌注樁通過(guò)不斷的總結(jié)改進(jìn)施工方案,成樁效果較好,質(zhì)量穩(wěn)定可靠,同時(shí)也取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益,可以為以后類似工程施工提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。需要指出的是,巖溶地區(qū)鉆孔樁施工仍是樁基礎(chǔ)的施工難點(diǎn)、重點(diǎn),還仍繼續(xù)努力鉆研,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),改進(jìn)施工工藝。
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