?

巖溶區橋梁樁基礎施工方法

?? 日期:2015-01-20???? 來源:中國路橋網????評論:0????
核心提示:溶洞作為一種不良地質具有無規律性且難以直觀察覺等特點,一直以來是基礎設計及施工的難題。巖溶,又稱喀斯特(Karst),是一種不良
         溶洞作為一種不良地質具有無規律性且難以直觀察覺等特點,一直以來是基礎設計及施工的難題。巖溶,又稱喀斯特(Karst),是一種不良地質現象。巖溶指可溶性巖石,特別是碳酸鹽類巖石(如石灰巖、石膏等),受含有二氧化碳的流水溶蝕,有時并加以沉積作用而形成的地貌。巖溶區,由于橋址下伏巖溶發育,基巖形態復雜,溶洞眾多且具有一定的連通性,因此其基礎施工,特別是樁基礎施工過程中常遇到上覆地層坍塌、巖面突變、溶洞漏水漏漿等復雜問題,給巖溶區橋梁施工帶來一定困難。因此,在施工過程中要認清施工所在地溶洞發育情況,并根據溶洞見洞率和溶洞的大小及填充物質的特征,采用不同的施工方法,十分重要。

1 巖溶地區主要工程地質特征

①由于受氣溫的影響,石灰巖表面在地表水及地下水強烈侵蝕作用下,普遍出現參差不平、犬牙交錯的形態。起伏不平的基巖面,其高差一般為1m~5m,局部地段高差可達20m,給樁基施工帶來了困難;

②基巖面下2m~15m范圍內出現的溶洞稱淺層溶洞。淺層溶洞內一般有充填物,充填物一般呈軟塑~流塑狀態。溶洞發育形態非常復雜,這類淺層溶洞直接影響到基巖上樁基的安全;

③在石灰巖溶洞地區的基巖表面,普遍分布一層厚薄不一的軟土層,軟土層一般呈軟塑~流塑狀態。其天然含水量大、承載力低、工程地質條件差,是引起上部結構不均勻沉降的主要因素;且其性質對地下水位的變化非常敏感,當地下水下降時,浮托力消減,土層固結變形,工程地質條件發生改變。

2 巖溶地基的處理

由于施工場地巖溶較為發育。其大小、形狀、埋深、填充狀況以及對樁基施工的影響都不盡相同,因而應根據具體情況采取不同的處理措施,并在樁基礎施工前進行預處理,力求達到安全、有效、經濟的效果。

①對于不穩定的巖溶洞隙,可根據其大小、形態及埋深,采用清爆換填、淺層楔狀填埋、洞底支撐、梁板跨越、調整柱距等方法。

②對于巖溶水的處理,應在查明季節性動態特征的基礎上,采取宜疏勿堵的原則。

③未經有效處理的隱狀土洞或地表塌陷及預計的塌陷影響范圍內,不應作天然地基。對土洞和塌隙的工程處理應按其成因區別對待,并充分估計處理后的重發性。工程措施宜采用地表截流、防滲堵漏、挖填灌、堵塞巖溶通道、通氣降壓等方法,同時應采用梁板跨越。對重要建筑物,應采用樁(墩)基。

④應注意工程活動改變和堵截山麓斜坡地段地下水排泄通道,造成較大動水壓力對建筑物基坑底板、地坪及道路等正常使用的不良影響,注意泄水、涌水對環境的污染。

3 巖溶地質橋梁樁基施工的主要方法

3.1 鋼護筒跟進法

①在溶洞較大,洞內無填充或有流塑充填物,漏水嚴重或與暗河連通時,采取片石粘土回填,灌注混凝土仍然無法成孔時,可采取鋼護筒跟迸法施工。這種方法就是一面沖孔、一面接高護筒,并將其振動下沉至已鉆成的孔內或溶洞內,用以阻斷溶洞內流塑充填物或水的流動,便于鉆孔施工。

②當采用泥石筑壁法沖孔已穿過多個溶洞,并且均已造壁成功,在繼續沖孔時,上面已形成的泥石護壁突然坍塌并且漏水,這時已無法再進行泥石護壁,可以將鋼護筒跟進到塌孔處堵漏,漏幾個溶洞,就跟幾個溶洞。

③在垂向溶洞較多,樁基較長,鋼護筒跟進很困難,鋼護筒不能一層跟進到底時,可先下一層大護筒跟進,這個護筒的直徑應大于樁徑20cm左右。當大護筒不能下沉,下面的溶洞又無法處理時,需再下一層護筒跟進。在施工中應盡量避免雙層或多層護筒跟進。

3.2 粘土片石回填法

粘土片石回填法適用于高度6m以下全填充、半填充和無填充的溶洞處理,優點是方便、快捷、節省費用。當鉆孔至溶洞層時,一般護筒內泥漿會全部或部分流失,嚴重時會造成塌孔,這時可采用片石加粘土(按1:1體積比)回填,溶洞較大時可加入部分水泥,回填一層、采用鉆頭沖擊一遍,盡量使片石和粘土保持密實,直至回填至溶洞頂部1m~2m。溶洞回填完成后,向鉆孔內注入稠度較大的泥漿,使其自然浸入片石縫隙內,然后采用鉆頭沖擊,使片石和粘土擠入溶洞內,形成泥石護壁。若溶洞內泥石護壁出現漏漿時,應反復回填、沖擊,直至形成泥石護壁不再漏漿為止。鋼護筒必須穿透砂礫及卵石等透水層坐落在不透水層上,尤其是多層溶洞,以防止溶洞漏水,孔內水頭急劇下降而造成塌孔。

3.3 鋼護筒與回填片石相結合法

為了防止擊穿溶洞時泥漿面下降嚴重造成孔內壓力不足而坍孔,根據地質超前鉆探結果,確定護筒埋入深度,護筒應埋至風化巖面;沖至溶洞頂約1m減小沖程,沖程在50cm-100cm左右,小沖程大頻率方法逐漸把溶洞擊穿;在擊穿溶洞前派專人負責觀察孔內泥漿面變化,一旦發現泥漿突然下降,就馬上補充水源和泥漿并提上沖錘防止埋錘。然后根據溶洞大小按1:1的片石和粘土同時投放整包的水泥,進行沖砸堵漏,反復沖擊方法將洞內沖砸密實,在沖砸過程中適當加大泥漿比重使護壁牢固,當泥漿面穩定后方可按正常沖孔,如此反復穿越溶洞。

4 工程實例

4.1 工程概況

某大橋橋長約710m,橋梁下部結構采用樁基礎,柱式橋墩,上部結構采用25m、30m、40m跨徑的裝配式預應力混凝土簡支T梁。其中11—1號樁樁徑1500mm,原樁底標高為-25.000m,根據地質超前鉆孔資料,樁底標高必需調整為穿過溶洞嵌入微風化4.0m,11-1號樁施工范圍內存在形態各異的小型溶洞及較厚的石膏層,必需采取有效措施進行處理。

4.2 地質情況

根據超前鉆勘察資料反映,11-1號樁位中從上到下的地層情況如下:亞粘土層一強風化鹽溶角礫巖層一強風化石膏層一弱風化灰巖層。存在兩層溶洞,地面標高為2.0m,第一層位于現狀地面下10m,洞高約lm;第二層溶洞位于現狀地面下20.5~22.0m,洞高為1.0~1.5m。

4.3 施工方法

根據11-1號樁基超前鉆孔的資料可知,溶洞以上的強風化鹽溶角礫層厚度較厚。由此可以判斷,只要在施工過程中將鋼護筒穿透土層部分,在樁基沖孔的過程中就能夠具有足夠的安全性,正常情況下在11-1號樁基的施工過程中就不會發生坍塌事故。同時,在樁基施工時需要使用鋼護筒來進行防護,以防止塌孔,鋼護簡筒壁的厚度為12mm,護筒內徑為1700mm,總長度約為13m,護筒應打入至弱風化灰巖巖層的頂面。沖至溶洞頂約1m減小沖程,沖程在50cm~100cm左右,小沖程大頻率方法逐漸把溶洞擊穿。當擊穿溶洞發現泥漿面突然下降較多時,馬上補泥漿并拋填片石和粘土(比例約1:1),然后進行沖砸堵漏,反復沖擊方法將洞內沖砸密實,在沖砸過程中適當加大泥漿比重使護壁牢固,沖擊過程中發現漏漿時,繼續回填1:1的片石和粘土,然后沖擊,如此反復穿過溶洞,直至終孔。進入石膏層后,根據泥漿的濃度和進尺的快慢,由于石膏被沖碎后,與原來的泥漿形成混合體,加大了泥漿的稠度,從而造成粘錘和每天的進尺緩慢,這是就可以根據實際情況,適當的調整泥漿的濃度和加入一定的片石或卵石在孔內,這樣可以在一定的程度上加快沖孔的進度。其它工序按常規施工。經統計樁長約49m,采用鋼護筒跟進,用片石和粘土多次回填,最后成孔灌注砼,驗樁后為I類樁,處理后果良好。

5 結束語

總之,在處理溶洞時應根據實際地質情況,綜合考慮各種因素,選用安全、經濟、合理有效的施工處理方法,以保證工程質量和施工安全,縮短工期、降低工程造價。

?
打賞
?
更多>同類論文
0相關評論

推薦圖文
推薦論文
點擊排行
?
双色球149同期历史记录