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岩溶地段桥梁桩基施工方案及技术措施简介:
岩溶地段的桥梁桩基施工方案和技术措施需要充分考虑地质特性、水文条件和环境保护等因素,以下是一般性的施工方案和技术措施简介:
1. 工程地质调查:首先,对岩溶地段进行详细地质勘察,了解岩溶发育程度、岩性、地下水位、土层结构等,为桩基设计和施工提供依据。
2. 桩基设计:选择适合岩溶地区的桩型,如预制桩、灌注桩或者复合桩,考虑桩的承载力、稳定性等因素。对于有溶洞的岩层,可能需要采用孔内注浆加固。
3. 施工技术: - 预制桩:在地面预制好桩身,然后运送到现场进行沉桩。沉桩深度和角度要精确控制,避免破坏岩溶结构。 - 灌注桩:采用泥浆护壁法施工,防止孔壁塌方。施工过程中要监控孔内水位,防止过高的水压对岩溶产生影响。 - 注浆加固:在钻孔过程中,注入水泥浆或化学浆液,以增强岩体的强度和稳定性。
4. 水文控制:岩溶地区往往地下水丰富,施工时要设置有效的排水系统,防止地下水位上升影响桩基施工。同时,要防止施工过程中的泥浆污染地下水。
5. 环保措施:施工过程中要采取降噪、降尘措施,减少对周边环境的影响。对于废弃的泥浆等要妥善处理,避免对土壤和地下水造成污染。
6. 安全监控:定期进行桩基沉降、承载力检测,确保桩基的稳定性和安全性。
7. 应急预案:制定应对突发岩溶塌陷、地下水位突然上升等应急预案,以确保施工安全。
以上是岩溶地段桥梁桩基施工的一般性方案和技术措施,具体施工还需要根据实际地质情况和工程要求进行调整。
岩溶地段桥梁桩基施工方案及技术措施部分内容预览:
2.1 溶洞尺寸、形状、位置多样化,岩层强度不均匀
溶洞的形成,虽然有一定规律可循,但溶洞尺寸、形状、位置都不尽相同,存在多样化,具有一定的复杂性;岩层强度也不均匀;与桩体位置关系也不相同,有些溶洞仅仅侧壁伸入桩孔位置、有些则全部包裹桩体,所以在钻孔过程中,极易出现偏孔(弯孔)和卡钻情况。
NB/T 32032-2016 光伏发电站逆变器效率检测技术要求2.2 填充物的多样化
溶洞内的填充物各不相同,有硬塑状、软塑状、流塑状,有些为干洞填充物为软塑状的大尺寸溶洞,钻孔中易发生坍孔;而填充物为流塑状的大尺寸的溶洞,在施工中会因涌浆(填充物回流孔中)而发生堵孔现象,清孔困难,在灌注砼时也容易断桩;没有充填物的大尺寸溶洞,在向桩孔中灌注砼时易发生砼流失现象。
由于溶洞形状、尺寸、位置的多样性,岩层强度的不均匀性,填充物的复杂性和多样性,决定了岩溶地段桩基施工的复杂性和困难度,其重、难点如下:
岩溶地段桩基施工时因溶洞的存在,在成孔过程中容易漏浆,所以如何保证成孔过程中不漏浆是岩溶地段桩基施工中的一个难点。
在成孔过程中,即使产生漏浆,如何及时处理使其不发生坍孔,保证桩孔顺利成孔是岩溶地段桩基施工中的又一个难点。
因溶沟、溶槽岩面倾斜,顶板厚度不均,加上有孤石等,在冲孔过程中,易出现偏孔,纠偏将贯穿于该段桩基施工的整个过程,因此纠偏是岩溶地段桩基施工中的重点。
岩溶地段容易造成卡钻、掉钻,一方面主要由于岩面一般都比较倾斜,溶沟、溶槽容易挤钻,而钻头转向装置不灵活产生梅花孔造成卡钻;另一方面由于地质构造复杂,判断失误也易造成卡钻,在处理卡钻时,钢丝绳断或钻头挤死无法打捞而形成掉钻。因此,如何确保岩溶地段成孔过程中,不发生卡钻或者掉钻,是岩溶地段桩基施工中的又一个重点。
岩溶地段灌桩过程中容易出现断桩,主要原因是在岩溶地段由于溶洞相互连通,灌注时难以测出混凝土数量,使水下砼流失无法估量,容易造成断桩。所以确保在砼浇注过程中,不出现断桩现象是岩溶地段桩基施工中的第三个重点。
4 主要施工方案及技术措施
岩溶地段桩基施工,根据溶洞的形状、尺寸、位置以及填充物的不同而选用,主要有两种方法:
当穿越尺寸较小的溶洞或充填物呈硬塑状砂砾土或粘性土的溶洞时,可采取向孔中回填片石或灌注水玻璃等浆液固结,再冲击钻进的方案。
当穿越尺寸较大的溶洞且填充物为流塑状的溶洞,可采取钢护筒跟进冲击成孔的施工方案。
4.2 施工方法及技术措施
4.2.1 洞顶覆盖层段成孔施工方法及技术措施
岩溶地区溶洞顶部岩层倾斜、岩石强度不一,都易导致偏孔、卡钻等问题发生,因此在钻进过程中仔细核对地质情况,随时检查钻进机具和孔位。
在钻至溶洞顶0.5 m左右时,根据地质资料提供的岩层强度,调整钻机冲程,改用小冲程钻进,做到轻击、慢打,以防止偏孔、卡钻发生。
当发现主绳摆动加大,并偏离桩设计中心,此时则注意孔内水位、泥浆稠度及其它情况,当孔内水位变化较大,或泥浆稠度、颜色发生变化时,则说明溶洞顶板已被击穿,此时采用高度与孔径成4倍关系的鼠笼式测孔器检查在穿越溶洞顶板时是否偏孔,如偏孔,则回填块径为30 cm左右的片石至原偏孔位置以上0.5 m左右,钻进后再用测孔器检测偏孔是否已被纠正。如此反复进行,直至完全纠正偏孔为止,对于仍无法纠正的偏孔,进行孔内水压爆破或清孔后灌注水下砼到偏孔位置,待水下砼达到3天强度后再实施钻孔,效果很好。
4.2.2 穿过溶洞的施工方法及技术措施
当钻进速度明显加快又无偏孔现象时,表明已进入溶洞,进入溶洞后,要根据溶洞大小和填充物的情况采取相应的处理措施:
4.2.2.1 洞高小于1.0 m的小溶洞
在钻进前采用砾石和粘土的混合物回填至洞顶以上0.5 m后开钻,在钻进过程中,要求保持泥浆合适的稠度(泥浆比重以1.15~1.25 g/cm3为宜)。若一次加填的混合料不能完全填充溶洞时,可再回填一次,使混合物完全填充溶洞。
先钻进至溶洞底板,然后采用片石、砾石混合物回填溶洞,回填高度一次以1.5~2.0 m为准,每回填一次后利用小冲程挤压,再回填,再挤压,如此反复进行,直至完全填充溶洞后再进行钻进。在钻进过程中,应适当增加粘土数量,提高泥浆密度(泥浆比重以1.25~1.35 g/cm3为宜)。
4.2.2.3 洞高较大且填充物为流塑状的溶洞
(1)长钢护筒跟进冲击成孔
洞高较大且填充物为流塑状的溶洞,首选方案采用长钢护筒跟进冲击成孔的施工方案,即:首先,在覆盖层中以十字型钻头冲击成孔,泥浆护壁,下沉外钢护筒达基岩面,其作用是防止孔壁坍塌,这是岩溶钻孔的特殊性所决定的。其次,在岩溶地层中仍以十字型钻头冲击基岩成孔,当钻穿岩溶顶板时暂停钻孔,将小于外钢护筒直径20cm的内钢护筒沉入岩溶层,并随钻孔跟进至稳定性岩面。内钢护筒作用是防止溶洞中填充物涌入钻孔,并为钻孔过程中清碴和终孔后清孔创造较好条件(岩溶地层钻孔时取碴和终孔后取碴清孔时极易塌孔,甚至导致墩位地表发生大塌陷)。最后,冲击钻进至设计标高、清孔、安放钢筋笼、灌注水下混凝土,内钢护筒则留在岩溶地层中与水下混凝土结合成为一根“钢管混凝土桩”。
Ⅰ、长钢护筒跟进冲击成孔过程中,因为桩孔四周泥浆侧向压力不均匀,易造成护筒倾斜,所以在施工过程中要加强观测钢丝绳与中心线变化,发现偏移,停止冲击,采取其他办法进行施工。
Ⅱ、如溶洞内有突出岩块,护筒跟进困难,且很难保证护筒顺直的,施工过程中注重观测,采取扩大桩锤进行处理后,再下护筒。
Ⅲ、溶洞底部岩面如若倾斜,在护筒及时跟进后,泥浆也可能从岩面低处缺口涌入桩孔,影响成桩质量,在施工过程中要注意观测,浇注砼加强浇注砼的连续性和一次浇注的方量。
4.2.3 洞底岩面上钻孔施工技术措施
钻孔穿过溶洞后到达溶洞底板时,钻进速度明显比溶洞内钻进速度会降低,且绳摆动有所加大。若溶洞底板岩面倾斜、呈现台阶、或基岩因溶蚀程度不同而倾斜,极易造成钻孔过程偏孔。因此,钻进达溶洞底板时,需调整钻机冲程,改用小冲程钻进,并随时检查孔位。
当主绳摆动加大,并朝同一方向偏离桩孔设计中心时,则说明已发生偏孔。此时采用提钻回填片石的方法进行处理,回填高度以原偏孔位置为准,再钻进,反复进行,直至完全纠正为止。此过程中出现坍塌、漏浆、不规则孔形、卡钻、掉钻等常见情况的处理方法按常规办法处理。
岩溶地段地质情况都比较复杂,不确定因素较多,经常有新问题出现,因此,桩基施工过程中,首先要加强监控,加强施工过程的观察和检测,监控地质变化情况,重点监控泥浆稠度、洞顶和洞底岩层倾斜、溶洞侧壁伸入桩孔、溶洞层数和大小及填充物形态等情况,及时分析和反馈地质信息,以便对不同的地质情况采取对症有效的技术措施,确保钻孔质量。
其次是在施工工艺和方法上做好超前准备,加强工艺控制,在施工过程中各工序施工注意事项如下:
由于岩溶地区地质情况异常复杂,虽进行了地质钻探,但也难以保证全面摸清地质情况,因此每个桩位钻机就位前,对钻机底座都要进行支垫加固,以有效防止坍孔时钻机下沉和倾斜。
埋设适当深度的护筒,从节省成本出发,根据钻探地质情况埋设4m~6m护筒。
5.3 做好填充准备工作
溶洞处理以做好准备工作为主,钻孔前在场内准备大量片石、袋装粘土及适当数量的袋装水泥。
5.4 及时加固桩孔孔壁
冲孔至离溶洞顶板1m左右时,加大泥浆比重,选用小冲程进尺,逐渐将顶板击穿,防止卡钻。同时在击穿顶板之前,安排专人密切观察孔内泥浆面的变化,发现漏浆时应马上提锤、加补泥浆抛填片石、加填袋装粘土混合料(重量比1:1~:1.5)等使泥浆面不再下降并稳定后,采用小冲程轻打挤压形成泥石孔壁护孔。若桩孔仍继续漏浆,则改抛片石、袋装粘土、袋装水泥冲击挤压到溶洞中,堵塞溶洞通道,如此反复操作,直到不再漏浆为止,转入小冲程冲孔固壁成孔,顺利穿越溶洞。
5.5 减少灌注时混凝土扩散流失
冲锤击穿溶洞顶板后,不论是否漏浆,不论溶洞原来是否填充或半填充,或溶洞内填充物为软弱粘性土或淤泥或卵石,进入溶洞后均应向孔内投入片石(加适量3~5cm的碎石),袋装粘土(比例约1:1),加填超过溶洞顶面2.5~3.0m,然后用小冲程冲击填入的混合物,不取渣,使其挤入裂隙、溶洞内,如此反复操作,多次挤塞溶洞通道加固孔壁,会大大减少灌桩时混凝土扩散流失量,降低桩基施工成本。
5.6 注意冲锤及钢丝绳工作状况
冲锤冲破溶洞时,冲锤可能会滑入溶洞中,提锤时易被溶洞顶板岩石卡住而造成掉锤、埋锤。施工时严禁在溶洞范围内大冲程冲击,应绷紧钢丝绳,采用小冲程进行低打紧击。一旦发现漏浆或异常情况,马上提升冲锤到孔口,然后采取其他措施。穿越溶洞时,要密切注意钢丝绳的情况,以便判断是否斜孔,若出现斜孔必须及时进行处理,按1:1的比例回填片石和粘土至弯孔处0.8m以上,用锤牙好的桩锤进行修孔。要求低打紧击,慢慢地将陡斜岩面修整成水平台阶,直到整个冲锤施工接触面为匀质岩面时才结束修孔操作。
5.7 投入碱性材料中和岩溶水
岩溶水一般呈酸性RB/T 074-2021 认证机构认证责任管理实施指南.pdf,在成孔过程中,岩溶水一旦渗入碱性泥浆,会导致发生沉淀,采用投入小苏打(或水玻璃)的方法进行中和,以免孔壁因固结能力降低坍塌。
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岩溶地段桩基专项施工方案
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