宁道高速岩溶桩基施工技术__墨水学术,论文发表,发表论文,职称论

所属栏目：智能科学技术论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:176

副标题#e#摘 要   宁道高速三标湖南省宁远至道县高速公路，是厦门至成都高速公路在湖南境内的重要路段之一，结合主线2#桥桩基溶洞的施工，阐述桥梁桩基溶洞处理的施工方法。
关键字  岩溶地区  桥梁桩基    溶洞施工

1 工程概况 
1.1 工程简介
宁远互通主线2#桥上部结构为8-20RC 现浇箱梁，梁部为单箱多室构造，变宽、等高截面，梁高130cm，下部结构为桩基础，桩径130cm，按照嵌岩桩设计。桥区处于溶洞发育地区，桥区地下溶洞分布密集，发育，水量较大，施工区域采取人工挖孔与钻孔相结合，地下水处于流动状态，施工难度较大。
1.2 溶洞分布情况
根据工程地址补勘资料，桥区溶洞情况大致分为以下几种情况：
（1）溶洞内全充填或半充填，充填物为褐黄色硬塑状粉质粘土；
（2）溶洞内无填充，见流塑状粉质粘土；
（3）溶洞内为半充填，充填物为粉质粘土及少量半柱状灰岩；
（4）溶洞内呈串珠状，夹半柱状岩芯；
2方案的选择
（1）挖孔桩施工
桩长在15m以内，当溶洞的桩基地层中无较厚砂砾层或砂层，且溶洞水位较低时采用挖孔桩施工。有填充物的采用现浇砼护壁，根据具体情况适当加大护壁厚度或用钢筋砼护壁；没有填充物的采用浆砌片石赌塞溶洞和现浇砼护壁。
（2）钻孔桩施工
桩长在15m以上，当地层中有较厚的中粗砂层、风化严重的砾石、碎石；地下涌水量较大时采用钻孔桩施工。
（3）挖钻结合法施工
主要针对挖孔法施工，当对地质情况难以掌握及地下水情况难以判断，挖孔难以进行下去时，采取钻孔桩的施工方法。
3溶洞施工
3.1挖孔桩施工
3.1.1施工准备工作
（1）详细掌握溶洞出现的位置，并大致推断其范围大小。
（2）对有溶洞的桩位地质、水文地质资料进行分析研究，制订适当的施工方案和施工技术保障措施。
　（3）每个孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出，发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及采取的施工方案。
（4）施测墩台十字线及其护桩，定出桩孔准确位置。
（5）在孔位处安装提升设备，为防止孔口坍塌，在井口周围用现浇砼进行护壁，厚度20cm，高出地面30cm。
3.1.2孔壁支护的设计和施工
为保证施工安全，护壁采用钢筋砼护壁，其结构形式为内外齿型，φ6钢筋靠内径放置，厚度为15cm。现浇砼的施工一般采取自制的钢模板。浇注砼时，拆上节，支下节，自上而下周转使用。模板间用U型卡连接，上下设两道槽钢圈顶紧；钢圈由两半圆圈组成，用螺栓连接，不另设支撑，以便浇注砼和下节挖土操作。砼用人工或机械拌制，用吊桶运输，人工浇注。
3.1.3孔的开挖
挖掘时，要使孔壁稍有凸凹不平，以增加桩的摩阻力。挖掘方法视土层性质而定。粘土为不透水层，适合挖孔作业，采用短柄铁锹进行开挖，每挖掘1m深时就及时用钢筋砼护壁。含砾石卵石粉质粘土具有一定的渗水性，在此段地层作业要浅进尺，即每挖深0.5米～1.0米左右，就快速支护，以防塌孔。进入到砂层时，沿上层护壁外围每20cm打入φ20的钢钎，然后钢钎上绑扎草袋作为防护，抽完水后浇注护壁，每节最大高度0.5m。
当挖孔进尺到溶洞顶面1m时，挖孔作业人员必须系安全带，安全带要与井口上的挂梯或安全绳牢固联系，然后用风钻钻一个φ100mm的孔，查看溶洞内是否有承压水，若有，人员则迅速撤到地面等其自然排除，水位稳定后再进行抽水，然后继续开挖。挖穿溶洞顶盖后，首先用水泵抽掉洞内的稀浆或水，然后将鸽子或活鸡放入空溶洞中，呆30分钟，若正常，方可将作业人员用钢吊笼放入空溶洞中。随后用砖砌外圈，且其要有足够的壁厚、刚度，以防止灌注砼时护壁被挤垮，然后立模浇注钢筋混凝土护壁。溶洞处理完成后，继续向下挖进。
若溶洞内无承压#p#副标题#e#水，在挖穿顶盖前，作业人员身上的安全带必须与孔顶上的安全绳或钢爬梯相连接，以确保溶洞挖穿时作业人员的安全。下洞前将鸽子或活鸡放入溶洞中，呆30分钟，若正常，方可进行洞内作业。进入溶洞后，要根据溶洞内填充物的情况分别采取不同的措施。
3.1.4无填充物的溶洞内挖孔施工
采用分层回填夯实黏土或砂性土等，先将溶洞填实填满，然后再进行人工挖孔施工。
3.1.4.1溶洞打开施工
（1）在探明溶洞部位后，施工至洞顶时提前做好相关的安全防护工作：利用护壁采用脚手钢管搭设安全施工平台，作业人员系好安全绳、机具栓捆保险绳等，防止坠落事故。
（2）采用风镐人工凿开溶洞，完成后撤出洞内施工机具、施工平台，施工人员撤至孔外。
3.1.4.2溶洞填充施工
（1）洞内填充物可采用黏土、砂土或细小的毛渣石、泥夹石等材料，所用材料必须处于硬塑状态，否则先翻晒合格后再进行使用。
（2）洞内回填：每往洞内倒入1～2车填料，下人对其进行整平、夯实处理。整平夯实范围不小于桩径的3倍。分阶段逐层进行回填施工，直至填满溶洞为止。然后按照正常挖孔方法进行已填满的溶洞区域挖孔施工。
3.1.5有填充物的溶洞内挖孔施工
对于溶洞内有填充物的，先查明填充物是处于软～流塑状态还是硬塑状态，然后分别对待处理：软～流塑状态的采用地质注浆先对桩身周围进行注浆固化处理，然后再采用人工挖孔施工；硬塑状态的则直接进行人工挖孔施工。
有软-流塑状态填充物的溶洞
施工前彻底调查清楚填充物的填充程度，对于较少且为稀释浆液，则采用砂石泵进行抽排处理；如果较少不能抽排的则直接对溶洞进行填充处理；如果较多则采用地质注浆对其进行固化处理，然后再按照正常状态下进行挖孔施工。
⑴抽排处理
①施工准备：在墩位旁挖设储浆池，其大小能满足抽排和弃运相协调的目的。
②利用出渣起重卷扬机将泥浆砂石泵吊入洞内，然后进行强力抽排。砂石泵扬程要求大于50m。
③及时将抽排出的浆体转运至专用弃土场进行处理。
⑵填充处理：具体施工方法与空溶洞填充处理相同，填充完毕后再进行挖孔施工。
在软塑～流塑状态的淤泥质粘土层中成孔必然会引起桩孔缩颈导致成孔困难。为避免桩孔缩颈，在浇筑紧挨淤泥层的上部一节护壁混凝土前，沿桩孔四周外侧的斜下方打入小毛竹超前锚杆，在开挖下一模的淤泥质土时利用毛竹挡土防止桩孔内陷。毛竹的直径30～40mm、长度1.5m、间距80～120mm。进入淤泥层后每次的开挖深度由1m减小为0.5m，减少桩孔土壁直立的高度和时间。本节成孔后随即同样打入小毛竹并浇筑护壁混凝土。
3.2钻孔桩施工
当桩长较长，溶洞较高，地层中有较厚的中粗砂层、风化严重的砾石、碎石，地下涌水量较大时采用钻孔桩施工，（桩附近备足粘土和小片石15cm以内），用冲击钻机低冲程多次反复冲击成孔，加固护壁密度和厚度。
泥浆采用性能良好的粘土拌制，制浆池、储浆池、沉淀池均设在钻机周围，并用循环胶管连接，以形成良好的泥浆循环系统。
钻机支撑点远离桩位，支点距离根据可能造成坍塌范围进行估算，严禁将钻机直接支撑在孔口，同时钻机用“八”字缆风绳拴拉。钻机安装就位后，底座和顶端平稳，不得产生位移或沉陷。
当钻至溶洞顶1m左右时，首先准备足够的小片石和粘土，粘土要做成泥球，对于半填充和无填充的溶洞要组织足够的水源。其次在1-1.5m范围内变换冲程，逐渐将洞顶击穿，以防止卡钻。
根据钻孔的进尺情况，在击穿洞顶之前，要有专人观测护筒内泥浆面的变化，一旦泥浆面下降，迅速补泥浆。击穿洞顶后，在溶洞内钻进时，根据填充物的不同，要采取不同的钻进方法。当充填物为软弱粘性土或淤泥时，向孔内投入粘土、片石混合物（比例1：1），冲砸击实；当为砂层、卵石层时还提高泥浆的粘度和相对密度。只有当泥浆漏失现象全部消失后#p#副标题#e#才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿过溶洞。遇到流砂层，可以在孔内加水泥或者砂浆进行冲击，形成较好的护壁，如果水流小，流砂层较薄时，可通过调整泥浆稠度进行冲击护壁，如果流砂层为细砂、粉砂等流动状或流砂层较厚时，可以直接采用钢护筒护壁。
钻孔达到设计标高并清孔后，对孔径、孔深、孔形、竖直高和孔底地质是否与设计相符合，孔底泥浆沉淀厚度等进行检查，经监理工程师检查合格后，进行清孔。
3.3挖钻结合法施工
在地下水少的情况下，桩上部采用人工挖孔，现浇砼护壁，在保证安全的前提下，能挖多深就挖多深，挖不下去就采用钻机钻孔。当在挖孔作业中遇到严重的流砂或严重涌水，挖孔作业难以继续时，就要改为钻孔桩的施工方法。具体方法为重新回填粘土片石混合物（比例1：1），采用1—1.5m的冲程将洞内冲砸密实，再转入正常钻进。
4 结束语
岩溶地区对桩基施工带来很多困难，施工前，掌握前掌握地质资料，采取合适的施工方法，不仅能保证施工质量，而且能加快施工进度，从而能提高工程效益。

参考文献：
1、    岩土工程处理手册编委会。岩土工程处理手册[M].北京中国建筑工业出版社，1994年第一版
2、    交通部第一公路工程局.公路施工手册桥涵【M】.北京：人民交通出版社，2000
3、    中华人民共和国交通部.JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范.人民交通出版社，2000