溶洞处理 【摘要】桥梁桩基础施工中,遇到
作者:admin 发布时间:2023-08-04 10:23:58 分类:解惑 浏览:112
【摘要】桥梁桩基础施工中,遇到溶洞的情况并不少见,作为地下隐蔽工程,给施工带来很大困难, 如处理方法不当,往往会造成掉钻、卡锤、埋锤、梅花孔、漏浆、塌孔等事故发生,甚至威胁桥梁运营安全。因而充分了解桥区桩位所遇溶洞的发育规律、基本形态、规模大小、溶穴顶板岩层厚度、完整性、洞内充填物形状等,采取稳妥的措施,保证施工的顺利进行,十分重要。
【关键词】桥梁 桩基溶洞处理方法
中图分类号:TU997文献标识码: A
本文结合多个工程的实践经验,对如何根据工程特性选择合适的施工方法,保证桩基的质量作了初步探讨,希望在同类的工程施工中提供参考。
一、 溶洞地质桩基的施工方法
1、常规成孔法(按照无溶洞地质考虑)
当溶洞内有充填物,是可塑或软塑的亚粘土,并且溶洞不漏水,这时不官溶洞有多大,也不管溶洞垂向数量多少,都可以不考虑溶洞的存在,而按照正常的地质情况施工。可以采用人工挖孔或冲击钻成孔。
2、片石粘土筑壁法
溶洞内无充填或半充填,溶洞高度不太大,一般在3m以内,但存在严重漏水,护筒内水头高度不能保持时,可采有片石加粘土(按1:1体积比)回填冲击,使其形成泥石护壁。反复多次回填片石粘土,反复冲击直至形成泥石护壁不再漏浆为止。这也是个比较成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工时,钢护简必须穿透砂砾及卵石层等透水层,座落在不透水的亚粘土层上,这样可以防止由于溶洞漏水,水头高度急剧下降而造成的坍孔。在地下水容易控制的地质情况下,也可以采取人工挖孔砼护壁的方法施工,并且要穿透透水层,座落在亚粘土层上。
3、 钢护筒跟进法
溶洞较大,洞内无充填物或流塑充填物,漏水很严重,采取片石加粘土反复打密,仍然无法形成泥石护壁的,可采取钢护筒跳进法施工。该方法就是一面冲孔,一面接高护筒,并且将其震动下沉至已钻成的孔内,有以隔断溶洞内流塑充填物或水的活动。钢护筒跟进有两种施工方法。一是冲击钻成孔钢护筒跟进法。还有一种情况就是桩孔穿过多个溶洞,并且均已成功造壁,在下面冲孔时,上面已形成的泥石护壁坍塌漏水并且无法解决时,可以钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏,漏几个溶洞钢护筒跟到几个溶洞。
当地下水很小并且容易控制时,应优先采用人工挖孔、砼护壁的方法施工。这种方法的优点是速度快、质量好、成本低。人工挖孔桩所有桩孔可以同时开工,进展快。砼护壁的中心、垂直度及孔径大小易于控制,使钢护筒和井壁有较小的间隙,利于钢护筒下沉,给一层护筒到底创造了条件。人工挖桩设备简单、成本低。但人工开挖法受一定深度限制,并要注意工人的安全。 在地下水非常丰富、桩孔内的水不易抽干、人工无法挖孔作业时,可采用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工。施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能,使钢护筒能顺利下沉。一般钻头外径和钢护筒内径空隙控制在3 ~ 5cm,保证冲击钻在护筒内顺利提升或下冲为度。在护筒跟进很困难时,可以先下在大护筒后下小护筒,然后割掉在大护筒下缘以上的内护筒,以保证桩砼与外护筒的连接。为保证钢护筒顺利下滑,要求桩孔要竖直,无歪斜、缩颈。钢护筒孔径要准确,连接要顺直,用卷板机成型。钢护筒要有一定的刚度,钢板厚为8 ~ 10mm为宜。由于钢护筒外缘与人工挖桩砼护壁或冲击钻的孔壁还有一定的间隙,桩顶在水平力作用下可能产生一定的水平位移,在施工中可采取一些措施予以解决。
二、溶洞地质桩基施工中常见的问题及处理方法
1、卡钻原因和处理方法:
(1)冲击钻刃脚磨钝、孔径变小,造成卡钻。应经常对冲击钻进行补刃。
(2)孔不圆,形成梅花孔。最好用6刃和4刃钻头打圆孔,不用一字钻。
(3)钻头在冲击填充的片石时,进起的石块将钻头和孔壁的空隙挤住,钻头不能上下。可放小炮震活钻头,也可用小冲击钻冲动,或用冲吸的方法将卡在钻头的石碴松动再提出。
(4)钻头冲破溶洞顶板,掉入溶洞,钻头倾斜,提不出来,应放小炮炸顶板岩。一般用药量为300 ~ 500g即可,一次不行可反复几次。
(5)卡钻时不宜强提,免得拉坏机械,拉断钢丝绳,掉钻头。
2、斜孔的原因和处理方法:
(1)是斜面开孔,通过溶洞时未按正确的施工方法,如抛填粘土不及时,溶洞的位置测量不准确,以至钻头沿着软的部位下滑,造成斜孔。
(2)出现没有预见的溶洞。
(3)是由于出现探头石。
处理的方法是回填片石、粘土重钻,也可以灌注一定高度水下砼,待强度合格后用小冲程打紧绳反复冲击,直至调正过来为止。过大的冲程会成孔不圆,造成斜孔,一般应采用1 ~ 4m为宜。
3 坍孔的原因和处理方法:
当冲击到溶洞后,突然漏浆造成水头高度急剧下降,砂砾和卵石层失去稳定,形成漏斗状的坍孔。
预防坍孔的方法 :(1)在地下水可以控制的情况下,可优先考虑人工挖桩砼护壁,穿过透水层座落在不透水的土层上,这种方法预防坍孔比较有效。 (2)采用冲击钻冲孔施工时,可将钢护筒座落在亚粘土层上,再继续冲击成孔,也可避免坍孔。 (3)发现漏浆及时补水。
坍孔的处理方法: (1)当成孔深度不大时,可全孔回填粘土,并暂停一段时间后,再深埋钢护筒不透水层方可重新钻孔。 (2)当成孔深度较大时,可将钢护筒一直座落在坍孔的嗽叭口下缘的亚粘土层上,护筒周围回填粘土,挤实,再重新钻孔。
4、漏浆的原因和处理方法:
在冲击成孔中,由于有的溶洞与地下暗河或其他溶洞相通,泥浆迅速流走,水头高度急剧下降,造成漏浆。在溶洞桩基施工中,要在孔边备足一定数量的片石和粘土,一旦出现漏浆,要及时回填片石粘土冲击造壁,并且马上补水,防止水头高度继续下降。
三、溶洞地质桩基施工要点分析
(1)若岩溶发育轻微,或溶洞发育有一定规模,但洞内有填充物,没有裂痕发育,施工时漏浆量小,可直接冲孔,但需要大量泥浆比重,加强护壁。钻孔溶洞时,反复在该位置填加片石和黄粘土挤密填筑溶洞,直至停止漏浆。然后再继续钻进施工。
(2)若溶洞发育明显,洞内无填充物,或填充物松散,埋置深度大,无较大裂隙通过,施工时明显漏浆.应注意进入溶洞顶板以上1-2米范围后采用短进尺,密切注意漏浆情况,如漏浆应迅速用片石黄粘土填充堵塞,直至不漏浆.然后再继续钻进施工。
(3)如溶洞非常发育,或为多层溶洞,并有明显裂隙发育,施工时漏浆量大。采用钢护筒跟进至岩层顶面,防止应漏浆量大导致覆盖层严重塌孔。采用小直径钻头击穿溶洞顶板,然后用片石黄粘土对溶洞进行回填,回填密实并达到一定强度后,再开始正常钻进施工。
(4)对于溶洞尺寸较大或多层溶洞基本连通,采用片石黄粘土回填量特别大且难以保证密实的情况下,才有必要采用钢护筒跟进至溶洞底板。
四、总结
施工过程中,曾发生过以下几方面的情况,按相应要求采取了岩溶地区桩基冲桩施工技术处理,取得很好的施工效果:1、意外跑浆。地质资料揭示无溶洞或只有很小的溶洞,但突然发生跑浆,估计是挤破了旁边大溶洞的洞壁,或小溶洞与旁边的大溶洞是相连的。采取投放片石、碎石夹粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用,使钻孔顺利通过岩溶区。2、遇到岩面是斜面,发生了偏孔,应低锤轻冲击、慢冲击,要多次抛块石纠斜,因为打斜岩应低锤轻冲击、慢冲击。 3、遇到较大的土洞、空溶洞时,或连体薄层深洞迅速跨塌,出现掉锤现象,在快到溶洞项板2m距离位置时应低锤轻冲击、慢冲击,减少溶洞大面积跨塌锤现象。
在桥梁桩基施工中,溶洞施工难度很大,质量要求较高,因此施工过程中各道工序的施工工艺需要不断完善。如果处理不当,将会使基础工程施工更加复杂化,对工程质量造成非常严重的影响。本文结合桥梁桩基施工质量控制实际情况,对施工的事先控制和过程控制要点进行了分析。
参考文献:
【1】公路施工手册(桥涵)[m].人民交通出版社,2000.
【2】jtj 041-2000,公路桥涵施工技术规范[s].
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