談巖溶地段橋梁樁基施工及事故預(yù)防

談巖溶地段橋梁樁基施工及事故預(yù)防在橋梁樁基礎(chǔ)施工中，遇到溶洞的情況并不少見(jiàn)。作為隱蔽工程，給施工帶來(lái)了很大難度，如果施工方法不當(dāng)，操作程序不正確，問(wèn)題處理不及時(shí)往往會(huì)造成掉鉆、卡錘、偏孔、漏漿、斷樁、塌孔、擴(kuò)徑等事故發(fā)生，甚至后期威脅橋梁運(yùn)營(yíng)安全。因此為了工程質(zhì)量和施工安全有必要對(duì)巖溶地質(zhì)條件下樁基成孔技術(shù)進(jìn)行研究探討，以不斷總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)施工方法，完善施工技術(shù)，提高工程質(zhì)量，確保施工安全，保證施工工期，提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)巖溶地段樁基施工進(jìn)行研究具有重大意義。1．工程概況xx高速公路某合同段位于xx省xx市xx縣境內(nèi)，起止樁號(hào)K30+800-K43+000,全長(zhǎng)12.2Km，設(shè)計(jì)為雙向六車道高速公路，共設(shè)6座橋，單向全長(zhǎng)共計(jì)788m，全部為樁基礎(chǔ)，其中Φ1.0m樁基880.5m/60根、Φ1.3m樁基873.5m/44根、Φ1.4m樁基2249m/94根、Φ1.5m樁基1230m/32根。本文以古洋水中橋?yàn)槔M(jìn)行說(shuō)明，在施工中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)資料與實(shí)際不符，樁位區(qū)存有大量溶洞，因此我們決定按樁基溶洞處理采取相應(yīng)措施。2.地質(zhì)條件據(jù)鉆孔揭露，地表層為第四系填筑土層，主要由粘、粉粒及碎石等組成，土質(zhì)疏松，厚度1.00～6.80m，平均1.85m。下伏第四系沖洪積層，按土的顆粒大小，劃分為2個(gè)亞層，分別為卵石土及碎石土。鉆孔揭露深度范圍內(nèi)的白系基巖為灰質(zhì)礫巖，均為弱風(fēng)化巖，層頂埋厚3.1～40.0m，為淺灰、灰紫色，巖芯較完整，呈柱狀。局部溶蝕現(xiàn)象明顯。在巖性、地貌、構(gòu)造及動(dòng)力水等共同組合作用下，巖溶發(fā)育。溶洞多呈串珠狀，洞高0.3～16.1m，最多一孔揭露8個(gè)溶洞，類型主要以有填充物溶洞為主，其充填物多為軟塑狀態(tài)，以粘土為主，含少量碎石成分，具有強(qiáng)度低、壓縮性高、自持力弱等特點(diǎn)。在沖孔過(guò)程中較易出現(xiàn)漏漿、地面塌陷等事故，給施工增加了難度。本橋最大溶洞為該橋左1-1樁，主洞高16.1m，其上方還有一溶洞，洞高4.5m。其他溶洞高度在0.3～7.0m之間。3.施工工藝及注意事項(xiàng)3.1施工工藝施工中要采取先易后難的策略，分期分批地組織施工，從中積累經(jīng)驗(yàn)。以便在比較復(fù)雜的溶洞區(qū)樁基加以改進(jìn)并完善施工方法。施工中要遵循“堵洞護(hù)壁，重錘輕擊”的原則，首先要逐樁進(jìn)行地質(zhì)勘察充分查明溶洞分布及規(guī)模并且制定相應(yīng)的施工方案后，即可進(jìn)行樁基施工。成孔過(guò)程中，應(yīng)密切關(guān)注地質(zhì)變化，并根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，科學(xué)合理地調(diào)整施工方案。針對(duì)本橋，我們采取的溶洞處理工藝是：1)樁基處于單層或?qū)訑?shù)不多的溶洞區(qū)，洞高較小，洞內(nèi)有填充物和無(wú)填充物等情況時(shí)，為降低成本，采用常規(guī)方法即用5t沖擊錘沖孔，循環(huán)泥漿將沖渣帶出，平衡地層壓力，保護(hù)孔壁防止坍塌，鉆孔深度達(dá)到溶洞頂部時(shí)密切注視泥漿突然下降情況，根據(jù)泥漿下落高度和補(bǔ)給泥漿的體積估算溶洞體積，以供灌注水下混凝土計(jì)算體積時(shí)參考，待泥漿回升至護(hù)筒口形成循環(huán)流動(dòng)后繼續(xù)沖孔，穿過(guò)溶洞，達(dá)到樁基嵌巖深度。經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗(yàn)后下鋼筋籠，清孔并灌注水下混凝土。2)若洞高較大的樁基，且洞內(nèi)無(wú)填充物，沖孔時(shí)沖到溶洞頂部，泥漿突然下降很大，補(bǔ)給泥漿不能回升，也不能保持循環(huán)流動(dòng)，此時(shí)需要將準(zhǔn)備好的粘土、袋裝水泥、碎石、砂礫或片石等混合物拋入樁孔內(nèi)。再埋置鋼筒，重新開(kāi)鉆。如果漏漿，則復(fù)打內(nèi)護(hù)筒，拋填適量片石、粘土，用沖錘小沖程加密沖擊，封堵筒腳，達(dá)到堵漏的目的。3)若樁基處在多層溶洞，洞高很大，例如左1-1樁，洞內(nèi)有填充物，但各層洞內(nèi)填充物不同，或無(wú)填充物及半填充的情況，基巖上層土質(zhì)松軟孔壁易崩塌，甚至洞內(nèi)在相鄰樁位形成串珠狀的情況，采取鋼護(hù)筒的方案。沖孔時(shí)先將溶洞頂部沖掉再將溶洞底沖平整，在溶洞底的孔徑四周回填大約1m高粘土，再放入護(hù)筒，護(hù)筒插入粘土層內(nèi)，使其不漏漿，護(hù)筒安放要求垂直。在護(hù)筒內(nèi)灌入泥漿繼續(xù)沖孔，沖至嵌巖深度和設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高。再澆注水下混凝土。由于地質(zhì)情況較為復(fù)雜,且多數(shù)又不可預(yù)料。施工中在采用上述施工常用的處理方法的基礎(chǔ)上,可采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)、灌注水下混凝土封堵等,具體應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活處理。3.2注意事項(xiàng)根據(jù)地質(zhì)鉆探揭示溶洞地質(zhì)情況和規(guī)律，擬定以下施工注意事項(xiàng)：1)，施工前要采取安全防患措施，做好充足的物質(zhì)準(zhǔn)備，如泥漿、造漿黃泥及填堵材料（粘土、稻草、片石、碎石），以備能在出現(xiàn)溶洞時(shí)及時(shí)回填處理。鉆孔設(shè)備應(yīng)盡量放在鋼架網(wǎng)上施工，這樣遇到塌孔時(shí)，沖孔設(shè)備可被鋼網(wǎng)托于地面，避免損失。2)盡量做到對(duì)每根樁進(jìn)行超前鉆探，并詳細(xì)記錄地質(zhì)狀況、溶洞深度、高度、填充物類型，畫(huà)圖列表(此可委托勘察單位來(lái)執(zhí)行)，為制定相應(yīng)施工方案提供詳實(shí)依據(jù)。亡3析)改根據(jù)地質(zhì)喇鉆探資料差和填充物幻情況，對(duì)辜每根樁做武出相應(yīng)的春溶洞處理餅方案，成進(jìn)孔方法及炊施工措施缸；阿4駛)價(jià)遇到大溶困洞時(shí)，必殊須請(qǐng)監(jiān)理唐工程師和哨設(shè)計(jì)單位將核查，明套確處理方五案．并報(bào)鑰監(jiān)理批準(zhǔn)悅后方可實(shí)襲施。訪5疏)術(shù)施工中，滅一定要做桌好沖擊鉆尚成孔記錄萍表。窮4鬼.皆樁基溶洞弓事故原因瘡及預(yù)防措繩施澤4.賠1未姑卡錘、掉輕鉆巧4.1.腎1承破原因分析畜一方面，決由于巖面嗚傾斜，溶塵溝、溶槽南擠鉆，而彩鉆頭轉(zhuǎn)向甚裝置不靈耍活產(chǎn)生梅限花孔而卡健鉆。另一壓方面，對(duì)田地質(zhì)構(gòu)造兇判斷失誤竹，也易造意成卡鉆。射在處理卡服鉆時(shí)，易職出現(xiàn)鋼絲關(guān)繩被拉斷扎或鉆頭擠霞死而形成蒙掉鉆。氏4.1.尿2差鄉(xiāng)預(yù)防措施瘦根據(jù)地質(zhì)顫情況，在產(chǎn)鉆孔過(guò)程?hào)|中要經(jīng)常胃檢查鉆具坦、鋼絲繩穴及鉆頭直分徑磨損程扯度。在鉆效頭上焊上辭角鋼穿鋼信絲繩、引熟套等處理赤卡鉆效果籌較好。一立旦發(fā)生卡冶鉆、掉鉆達(dá)?？梢岳嘤娩摻z繩具或引套將曬鉆頭輕輕干提出，不屢宜強(qiáng)提。任或者可用話小錘沖擊建或用沖、蓬吸的方法息將鉆錘周劃圍的鉆渣鋪松動(dòng)后再伍提出。當(dāng)毀鉆至溶洞風(fēng)頂板巖層造時(shí)，要及香時(shí)檢測(cè)剩拿余厚度，槽做到拋了巾又沖，沖振了又拋，游不斷循環(huán)雄，以低沖換程，慢進(jìn)多尺進(jìn)行?？?.2盲鼓偏孔漢4黨．棵2勇．出1槍訴原因分析宣因溶溝、跡溶槽巖面他傾斜，頂?shù)A板厚度不庭均勻，加工上有孤石既等的影響閱，易出現(xiàn)系偏孔現(xiàn)象剪．糾正偏緩孔是該類悉地段進(jìn)行織鉆孔施工歲中最頻繁奏出現(xiàn)的施贊工內(nèi)容，負(fù)甚至貫穿紅于整個(gè)施邪工過(guò)程。騙4.2.辯2碼縮預(yù)防措施謝鉆孔時(shí)每性進(jìn)尺墓12m落便自檢套1陸次螞,杜如發(fā)現(xiàn)鉆寫桿傾賢斜優(yōu),緒發(fā)生偏孔浴時(shí)助,氣則提出鉆習(xí)頭。拋入液片石巖面葛找平后，溉以小沖程緩沖擊，一運(yùn)般便可糾涌正。如反財(cái)復(fù)拋填仍蘋難以糾偏肯或孔位巖爪面傾斜度兆較大，又談或一半巖節(jié)、一半土仁時(shí)，則清幫孔后用混C25府等級(jí)水下知砼灌注織1撥～糠2慧m寒，待達(dá)到隔70影％強(qiáng)度后漸，再重新扒鉆進(jìn)。每4.3朱畝斷樁嫂4.3.天1陡田原因分析宅1)懷在巖溶地燕段由于溶陰洞相互連書(shū)通，灌注勺時(shí)難以測(cè)討出灌注的洽砼數(shù)量，注使水下混柴凝土流失燒無(wú)法估量鐮，此時(shí)容濫易造成斷供樁。是2)起灌注的混繭凝土配合感比不合理安或石子的惰級(jí)配不合腐理造成離田析、板結(jié)核將導(dǎo)管阻衰塞而出現(xiàn)鏟斷樁。梯3)桶灌注水下敢混凝土?xí)r狹往往由于趨機(jī)具、材謀料準(zhǔn)備不齡完善而造安成斷樁。耀如砼拌和迅機(jī)輸送設(shè)梅備出現(xiàn)故蓮障而無(wú)備梳用，又如敲導(dǎo)管接頭策密封不嚴(yán)割等原因。像4)惡拆卸導(dǎo)管爛不及時(shí)和災(zāi)埋管較深版。度4.3.艷2浴擴(kuò)預(yù)防措施隸1挪)劍要分工明悟確，記錄關(guān)及時(shí)，保倚證混凝土露施工的連展續(xù)性。碰2囑)揀測(cè)量混凝冬土面的上蹄升速度，寸若上升緩制慢必是流線失。要保泳證埋管深恩度，減少斃對(duì)下部混彈凝土的擾冰動(dòng)。牌3此)兩混凝土要拌有合理的卡級(jí)配。桐4.4贏裳擴(kuò)徑、塌捉孔妖鉆孔施工敗中出現(xiàn)裂濁隙漏漿，稅難以形成恐設(shè)計(jì)樁位梅的圓孔，縫造成擴(kuò)徑亦或塌孔，知嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)伐致鉆機(jī)傾籠倒。市4.4.霸1直態(tài)原因分析夫樁基施工紐中經(jīng)常出首現(xiàn)塌孔等緒問(wèn)題，但臘在巖溶地萌段這種現(xiàn)談象尤為明波顯。因?yàn)榈皫r層表面唱的溶溝、塌溶槽與溶乏洞相互串匠通，通過(guò)招透水性強(qiáng)添的砂礫層帝、卵石層消與地下水震相連接，蠶鉆孔中泥華漿密度較降大，孔內(nèi)懇水壓大于施暗流水壓杜造成底部豆泥漿流失幫，上部孔仆壁坍落。烈當(dāng)鉆頭擊駐穿無(wú)填充迷物或少量腐填充物溶竄洞頂板時(shí)僅，孔底泥金漿瞬間流陶入溶洞內(nèi)較，孔內(nèi)水遞頭急劇下賊降，孔內(nèi)柜泥漿壓力木減小，外摔部地下水挨滲透水壓伙過(guò)高而產(chǎn)想生動(dòng)壓力僵，引起孔乎壁坍塌。組4.4.菌2堤導(dǎo)預(yù)防措施樸1)震要求司鉆爸人員對(duì)照柱地質(zhì)鉆探驚資料檢查剛孔內(nèi)水頭適高度、泥臥漿稠度和餡孔外水位勤變化，及讀時(shí)取蝶碴分析，蓋發(fā)現(xiàn)異常截，及時(shí)處葡理。擱與普通的鞋鉆孔樁所通用的泥漿咸相比，巖放溶地段所銹需的泥漿城質(zhì)量和密杠度要高，酷其技術(shù)指伸標(biāo)為：密徹度為刮1老.宅2豎0乖～寸1氧.暖4施0暗；粘飼度桿≮燒20違s晨；膠體映率積≥肯95蜘％夫；堤p塊H瞧值爆>呀6.妻5肆。易當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)缺需少優(yōu)質(zhì)粘裙土?xí)r，可西在泥漿中不摻人適量受的水泥、鳳鋸錢末箏,遙以提高泥勺漿的膠體麥率和懸浮瞇能力。湯2)偷將片石、樓粘土及水青泥混合物傘，視漏漿俯程度反復(fù)辛拋填，沖餐擊一次應(yīng)滲拋填附1被～雜3m刑，直到不與漏為止。繩當(dāng)漏漿太俊快散填難擺以達(dá)到目樓的時(shí)，應(yīng)鎖采用集中欺拋填將粘衡土、水泥嫂成袋回填庭，片石集旦中填入，蓄要求短時(shí)桐、集中。印具體地講銷，可分為衫兩種情況繩：債第一種情提況溶洞洞于體小、充明填物多為壩不穩(wěn)定土家層時(shí)，應(yīng)跌回填片石抄以低沖程扁反復(fù)沖砸性，使孔底竟出現(xiàn)一個(gè)疲平臺(tái)，再雹轉(zhuǎn)入正常采沖擊，通得過(guò)溶洞進(jìn)符入充填地罪段時(shí)，采鐘用泥漿護(hù)稍壁，使用朽優(yōu)質(zhì)泥漿逃保持洞內(nèi)虜水頭高度富，適時(shí)向顏孔內(nèi)投入負(fù)泥塊和袋副裝粘土及租少量片石錯(cuò)，采用低象沖程將填荷充物擠入烤洞內(nèi)及裂繪隙內(nèi)以加喪固孔壁防隸止漏漿或勵(lì)塌孔。灑第二種情殊況：對(duì)于郵洞體較大君、填充物葬為流塑狀沈態(tài)時(shí)，采己用孔口下釣3懸～孤4m鹿的鋼護(hù)筒丙，四周加摩固，以穩(wěn)傲定孔咱口橡,號(hào)孔內(nèi)選用怨優(yōu)質(zhì)粘土貝造漿，保楊持孔內(nèi)水脾位高度，盛在即將沖除到溶洞地?cái)[層時(shí)，投版入片石、仗泥塊、粘恒土，以低島沖程沖擊的，同時(shí)觀破測(cè)孔內(nèi)泥易漿的沉降箭，孔旁備取料待填，涂必要時(shí)加禮入袋裝水飲泥以加快夸固結(jié)，防屈止漏漿塌滴孔，如此礎(chǔ)反嘗復(fù)拾,隸直到控制申住為止。蒜4.5桂只漏水、漏由漿流當(dāng)沖透溶荒洞時(shí)，注回意保持孔粗內(nèi)泥漿面合水頭。如囑發(fā)現(xiàn)泥漿鉆面下降，平立即提出紋沖錘，向聽(tīng)孔內(nèi)補(bǔ)漿體或加水。凡漏漿嚴(yán)重簡(jiǎn)時(shí)，采用敲片石加粘芽土、水泥估回填，再探?jīng)_擊開(kāi)孔宋，或采用掌鋼護(hù)筒法并。采用鋼棗護(hù)筒方案孤發(fā)生漏漿架情況，則辰復(fù)打比上俯層護(hù)筒直得徑小的鋼總護(hù)筒，拋騎適量片石夜、粘土，撇用沖錘密儲(chǔ)擊封堵鋼察護(hù)筒腳，悶以達(dá)到堵弄漏目的。嘆在灌注水罪下混凝土姥時(shí)．可能振會(huì)出現(xiàn)混丟凝土的壓拖力把已形曬成的護(hù)壁振破壞，混排凝土漿漏角入溶洞的拍情況。因穩(wěn)此，我們國(guó)在施工中猴，溶洞頂夜板沖透并堅(jiān)在洞內(nèi)形蛙成封閉護(hù)刊壁后，再踏拋填粘土些、片石、減水泥等混董合料，并淘超過(guò)溶洞避頂板高度慈，再進(jìn)行餐復(fù)打。重難新沖擊形訂成強(qiáng)度更嚼好、厚度宣更大、穩(wěn)誰(shuí)定性更好暗的護(hù)壁。殃4.6插汁沖孔速度姑在沖孔過(guò)鵲程中，沖店擊錘采取姥重錘輕擊豬，進(jìn)尺控句制在垃80奇～僚100伏c(diǎn)m冠/幼h靠，提鉆高亮度控制在雖50佛～粱80中c崗m惡左狼右證,帳