巖溶地區(qū)鉆孔樁施工技術(shù)
2016-10-21
作者簡(jiǎn)介：王勃（1979-），男，遼寧大連人，2010年畢業(yè)于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，工程管理專業(yè)，研究方向?yàn)槭┕ぜ夹g(shù)管理。
1 新店河特大橋工程概況
1.1 概況 新店河特大橋處于巖溶地質(zhì)發(fā)育地帶，由于大橋所處位置的特殊性，使得鉆孔樁在施工過程中容易造成漏漿、斜孔、坍孔等，而且砼超方現(xiàn)象比較嚴(yán)重。
1.2 地質(zhì)情況 新店河特大橋的橋址基巖為灰?guī)r，局部伴有砂巖、頁(yè)巖等，并且大橋修建在巖溶為中等強(qiáng)烈發(fā)育地帶上。
2 鉆孔樁施工前準(zhǔn)備、預(yù)處理措施
2.1 準(zhǔn)備工作
2.1.1 進(jìn)行大橋鉆孔樁施工前，首先詳細(xì)了解鉆孔樁所處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且認(rèn)真研究分析巖溶地區(qū)的鉆孔樁的地質(zhì)情況，對(duì)于每一根鉆孔樁的巖溶溶洞的位置、大小、發(fā)育情況，以及是否需要填充、采用何種物質(zhì)填充等進(jìn)行詳細(xì)分析和研究。
2.1.2 鉆孔樁施工前，要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員提前準(zhǔn)備好紅粘土、片石、水泥等處理溶洞所需的各種材料。
2.2 預(yù)處理措施 根據(jù)新店河特大橋設(shè)計(jì)地質(zhì)柱樁圖以及所反應(yīng)的大橋所處的地質(zhì)情況，通過巖溶注漿的方式對(duì)巖溶地區(qū)進(jìn)行預(yù)處理。采用打孔注漿方式對(duì)所選擇的溶洞及存在裂隙發(fā)育的鉆孔樁進(jìn)行封堵處理，為了確保成孔質(zhì)量，等待注漿凝固后，通常配以投粘土、片石等處理措施進(jìn)行開鉆鉆孔。通過利用地質(zhì)鉆機(jī)將孔鉆至溶洞頂面對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行注漿處理，在注漿過程中如果溶洞沒有充填物時(shí)，利用砂漿及粉煤灰等填充物向孔內(nèi)回填，然后進(jìn)行巖溶注漿。
3 鉆孔樁在巖溶地區(qū)施工順序
施工過程中，為了降低困難樁的數(shù)量，對(duì)巖溶空洞和通道進(jìn)行封堵以便于施工。通常遵循下列施工順序和施工原則：先長(zhǎng)樁后短樁、先多溶洞樁后少溶洞樁，先外圍后內(nèi)部，樁位間進(jìn)行交叉施工，按照層層包圍、隔開、封閉的原則，形成帷幕，讓困難樁變得更容易。
4 巖溶地區(qū)鉆孔樁施工時(shí)問題分析及措施
4.1 成孔過程中
4.1.1 鉆機(jī)沉陷 問題：在巖溶地區(qū)進(jìn)行鉆孔樁施工時(shí)，因溶洞較大導(dǎo)致孔位的地面下沉，出現(xiàn)鉆機(jī)沉陷。
措施：對(duì)巖溶樁進(jìn)行鉆孔時(shí)為了確保鉆機(jī)的施工安全，根據(jù)地質(zhì)情況對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行相應(yīng)處理。例如鉆孔樁下面的溶洞比較大時(shí)，利用型鋼作橫擔(dān)梁，將鉆機(jī)焊接在橫擔(dān)梁上，通過固鉆機(jī)底座，加強(qiáng)鉆機(jī)的穩(wěn)固性。
4.1.2 漏漿、塌孔 問題：樁孔中出現(xiàn)溶洞和裂隙，甚至溶洞和裂縫之間出現(xiàn)貫通現(xiàn)象，造成泥漿面下降，出現(xiàn)塌孔。
措施：事先了解溶洞的具體位置，當(dāng)沖孔距離溶洞頂板1m左右時(shí)，通過增大泥漿比重，采用小沖程慢進(jìn)尺方式穿透溶洞，對(duì)于鉆孔內(nèi)的泥漿面的變化情況要有專人觀測(cè)。通過提起鉆錘補(bǔ)充泥漿或者向孔內(nèi)回填粘土及片石的方式阻止泥漿面下降，直至泥漿面保持穩(wěn)定。為了確保不出現(xiàn)塌孔，通過對(duì)泥石混合物采用小沖程沖擊的方式將其擠入溶洞，形成護(hù)壁泥石保護(hù)層，通過重復(fù)操作，直到鉆機(jī)安全貫穿溶洞。
4.1.3 斜巖偏孔 問題：在巖溶發(fā)育地區(qū)進(jìn)行鉆孔施工時(shí)，鉆孔內(nèi)的巖性由于溶洞導(dǎo)致的風(fēng)化程度不同，形成硬度不勻的巖石，最后出現(xiàn)斜巖面，導(dǎo)致施工過程中出現(xiàn)偏孔、斜孔。
措施：通過在巖面頂以上1m處向孔內(nèi)回填粘土混合物及堅(jiān)硬的片石的方式處理斜巖偏孔問題，為了能夠有效地平衡巖石的強(qiáng)度，回填的片石的硬度要足夠大，確保破碎斜巖，然后在進(jìn)行鉆進(jìn)沖孔施工。為了確保斜孔修正，重復(fù)上述操作，直到斜孔調(diào)整到位。在斜孔調(diào)整過程中，如果調(diào)整系數(shù)過大，通過灌入砼進(jìn)行封底，直到斜巖面以上0.5m～1.0m，經(jīng)過4～7天后進(jìn)行重新鉆孔。采用該方法對(duì)斜巖處理時(shí)間長(zhǎng)，成本較高。
4.1.4 埋錘、掉錘及卡錘 問題：①樁孔內(nèi)的斜巖形狀比較復(fù)雜，巖石突出易出現(xiàn)錘頭滑入溶洞或錘頭被巖石卡住的現(xiàn)象；②因錘繩或錘頭連接部位老化，或者操作不當(dāng)導(dǎo)致錘頭掉入孔中；③溶洞塌孔將錘埋入孔中。
措施：①隨時(shí)檢查錘繩或錘頭連接情況，并及時(shí)更換；②在沖孔過程中，確保錘繩處于拉緊狀態(tài)，不能隨意松懈；③為了防止埋錘，鉆孔時(shí)隨時(shí)觀察現(xiàn)場(chǎng)是否發(fā)生漏漿現(xiàn)象，出現(xiàn)問題隨時(shí)處理，并及時(shí)下錘沖孔；④為了防止錘掉入孔內(nèi)造成卡錘現(xiàn)象，清除孔的四周異物；⑤為了防止錘被埋死，要及時(shí)解決、處理埋錘、掉錘、卡錘現(xiàn)象，并不斷換漿。 4.1.5 嵌巖深度不夠 現(xiàn)象：鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且鉆孔深度符合設(shè)計(jì)標(biāo)高，由于巖溶地質(zhì)較復(fù)雜，如果巖層不完整或者巖石的承載力不夠，那么就不能符合設(shè)計(jì)的嵌巖最小深度。
措施：在巖溶地區(qū)進(jìn)行鉆孔樁施工過程中必須加強(qiáng)鉆孔過程的鉆孔記錄管理，對(duì)巖石的巖性變化及進(jìn)尺情況進(jìn)行準(zhǔn)確、詳實(shí)記錄。
4.2 灌注砼
4.2.1 砼面驟降 問題：在灌注砼的過程中，由于溶洞的護(hù)壁厚度不夠或者沖孔過程中封堵溶洞不徹底，僅僅止住泥漿不漏，由于壓力過大沖破溶洞，導(dǎo)致砼面下降造成斷樁。
措施：①據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行沖孔，為了將溶洞封堵徹底，需要反復(fù)進(jìn)行回填片石和粘土混合物，并對(duì)回填物進(jìn)行沖打；②灌注過程中為了有效防止砼面下降，導(dǎo)管懸空，斷樁，在巖溶地區(qū)進(jìn)行鉆孔樁施工需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況適當(dāng)?shù)丶哟髮?dǎo)管的埋藏深度；③對(duì)特別發(fā)育的巖溶鉆孔樁完成灌注作業(yè)后，為了防止砼面下降過大，需要將剩余導(dǎo)管靜置一段時(shí)間。
4.2.2 斷樁和夾泥 問題：在灌注過程中出現(xiàn)塌孔、砼面下沉或者導(dǎo)管密閉性不好導(dǎo)致斷樁，形成夾泥。
措施：①出現(xiàn)斷樁按照返工方案或接樁方案進(jìn)行處理；②鉆孔樁成孔后，放置時(shí)間不能過長(zhǎng)，要及時(shí)灌注，避免形成不穩(wěn)固的孔壁；③導(dǎo)管下方前為了避免漏水或漏漿必須對(duì)導(dǎo)管的密閉性進(jìn)行檢查；④鋼筋籠或?qū)Ч茉谙路竭^程中避免與孔壁發(fā)生碰撞。
5 巖溶地區(qū)鉆孔樁成本控制
?、僭趲r溶地區(qū)進(jìn)行施工時(shí)，施工中所用的必需品要到位，防止拖延時(shí)間增大施工處理難度。②在巖溶地區(qū)進(jìn)行鉆孔樁施工時(shí)，鉆孔前根據(jù)孔的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)管理人員、鉆機(jī)操作人員切忌盲目施工，要提前制定應(yīng)急處理預(yù)備方案，避免鉆孔過程時(shí)出現(xiàn)預(yù)見性返工。③在巖溶地區(qū)進(jìn)行鉆孔時(shí)，為了避免嚴(yán)重?cái)U(kuò)孔，在鉆孔時(shí)及時(shí)糾正斜巖偏孔問題，降低鉆孔的成孔周期長(zhǎng)度。④為了減少施工中的砼用量，在巖溶地區(qū)進(jìn)行鉆孔樁施工時(shí)對(duì)溶洞進(jìn)行細(xì)致地回填和封堵。⑤在巖溶地區(qū)進(jìn)行鉆孔樁施工時(shí)，成孔后及時(shí)灌注，防止塌孔而返工。⑥嚴(yán)格遵守巖溶地區(qū)鉆孔樁施工順序，縮短樁的施工周期，提高施工進(jìn)度。
6 結(jié)束語(yǔ)
新店河特大橋巖溶地區(qū)鉆孔樁施工項(xiàng)目，通過不斷完善、調(diào)整施工方案，施工基本完畢，成樁質(zhì)量較好。但是對(duì)巖溶地區(qū)鉆孔樁施工還需努力鉆研，完善施工工藝，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。
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