岩溶区域路桥桩基施工技术要点.pdf
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1、62STONE2023No.8STONE技术施二石材岩溶区域路桥桩基施工技术要点石家玺(甘肃万泰建设工程有限公司,甘肃兰州7 3 0 0 0 0)引言岩溶地质在中国分布广泛,鉴于岩溶地质的复杂性,为避免桩基施工出现安全与质量隐患,应根据具体情况,因地制宜,综合治理,采用有针对性的方法对各类岩溶地质进行处治1工程概况某改扩建公路,路线总长度为1 6.6 8 5km,其中有6座桥梁,桥梁总长为1 8 2 0 m。旧公路路基宽度为2 2 m,设计时速为6 0 km,双向四车道。改建后的路基宽度为40m,设计时速为8 0 km,双向八车道。项目场地为岩溶地质环境,桥梁基础采用桩基设计,共计2 8 3
2、个桩基。桩直径分别为1.2 m、1.3 m、1.5m、1.8 m、2.0 m 五种,全部采用C30混凝土浇筑。依据工程地质勘察的成果以及桩基的溶洞类型,分别采用了不同的处治方法:在施工前,采取注水泥浆的方式对岩溶进行预处理;对于全填充溶洞、半填充溶洞或溶蚀裂隙,采取抛填片石、黏土的方式进行处治;对于无填充溶洞,则采用下放内护筒的方式进行处治。2桩基成孔施工工艺流程桩基成孔施工工艺流程见图1。施工准备测量放样埋设护筒、钻机就位冲击钻进岩溶处治成孔图1 桩基成孔施工工艺流程图3桩基成孔施工技术3.1施工准备(1)工程地质调查:在桩基施工前,应先对桥位区内的岩溶发育情况和附近原有桥梁的基础形式进行调
3、查。(2)施工场地准备:岩溶地区桩基施工场地主要分为四类,即常规桩基施工场地、水中桩基施工场地、边坡桩基施工场地、跨线交叉桩基施工场地。(3)主要材料及机具准备:以施工一处桩基为例,所使用的主要材料及机具见表1、表2。(4)测量放样:施工测量严格按测量规范要求进行,误差控制在5mm以内,定位后设置牢靠的护桩,并在施工中注意保护表1 主要材料序号材料名称数量型号材料性能用途1钢板15.98 t=1 2 m mQ235A护筒制作2黏土、片石319m溶洞回填3水泥6.5tP.032.5溶洞回填4膨润土6.7 t羧甲基腻子造浆表2主要机具序号设备名称数量型号规格用途1冲击钻1台CF20桩基钻孔2地质钻
4、机1台150型预注浆钻孔3汽车吊1台QY2525t钢筋笼下放4振动锤1台90 t护筒下放5高压泥浆泵1台补浆6泥沙分离器1台/清孔3.2埋设护筒常规护筒内径比桩径大2 0 0 4 0 0 mm,但如果地质资料显示桩位处存在无填充溶洞或多层无填充溶洞,则应充分考虑需下放的内护筒层数来确定外护筒的内径,一般每层内护筒较外层直径小1 0 cm。护筒采用8作者简介:石家玺(1 97 9一),男,甘肃山丹人,工程师。研究方向为公路路基和桥梁施工石材2023年8 期63SHICAI技术施二材1 2 m m 厚的钢板卷制成型,上、下口外围采用8 0 mm宽钢板加焊加劲环,外护筒最小高度不应小于3 m。3.3
5、钻机就位吊装钻机就位工序,重在将钻机的中心点与桩位的十字线对齐,钻人后,底座必须平整稳固,保证钻进期间不会有任何的倾斜和偏移。钻机就位后,钻头中心与桩心要对准,冲锥的钢丝绳与钢护套的中心位置偏差不超过2 cm,钻进过程中需升降锥头,要保证钻进锥头的平稳性,重点控制不能碰撞护壁和孔壁。3.4冲击钻进(1)在岩溶地区桩基施工中,应根据不同的地质及时调整泥浆指标,砂黏土中泥浆比重不宜大于1.3,漂石、卵石层中泥浆比重不宜大于1.4,岩石层中不宜大于1.2。一般地层人孔时泥浆黏度为1 6 22s,松散易地层宜为1 92 8 s,含砂率应不大于4%,p H 酸碱度宜控制在8 1 1。(2)冲击钻进过程中
6、,应始终保持孔内水位高于地下水位1.52.0 m,并应低于护筒顶面0.3 m。(3)在钻孔时,首先采用小冲程钻孔,并保证孔壁牢固、垂直、圆滑,具有导向功能,当钻孔深度大于钻头全高,需加冲程时,才能进行常规冲击。(4)在冲击钻进时,必须保证钻孔水位高于地下水位1.5 2.0 m以上,并应低于护筒顶面至少0.3 m。(5)掏取钻渣和停钻时,要及时向孔内补水,保持水头高度。(6)在岩溶地区冲孔钻进时,应根据地层的不同,选择适宜的冲程:对淤泥层、黏土层的冲击钻进,采用中行程(1.0 2.0 m);在冲击砂体时,要在小冲程(0.51.0 m)内加人少量的碎石和黏土,以强化护壁;当遇到浮石或坚硬的岩石时,
7、要按重锤中冲程(1.0 2.0 m)的方案钻进,如果表面不平,则先投人黏土、小片石进行填平,然后进行冲击钻孔,防止孔斜、塌孔。(7)在冲击钻进的过程中,操作者要根据进尺的速度,及时将主钢索放下,不得打空。3.5岩溶处治当溶洞顶壁被击穿时,护筒内的泥浆液面急剧下降,可作为判断钻孔遇溶的特征。桩基施工的岩溶处治,大体可分为静态化学灌浆法、挤石造壁法、内护筒法等三种方法。在对岩溶进行处治时,应根据各自的适用特点,对溶蚀裂隙、全填充溶洞、半填充溶洞、无填充溶洞、多层无填充溶洞等不同种类、不同程度的不良岩溶地质采用针对性较强的方式进行处治,从而达到快速推进岩溶地区桩基施工的目的3。3.5.1静态化学灌浆
8、法静态化学灌浆法适用于桩基施工前对溶蚀裂隙的预处理,通过水泥浆的扩散、充填空隙,硬化、胶结成整体,以起到加固、防渗的作用4。(1)钻孔采用小型地质钻机钻进施工,钻杆垂直度及桩位偏差等要求与桩基施工相同,为确保注浆管能顺利下放至注浆面,钻孔直径宜为1 0 cm。(2)浆液选用强度等级为P.O32.5或以上标号的普通硅酸盐水泥,如地基吸浆量较大,则采用水玻璃等速凝剂,提高浆液的凝结速度。(3)注浆孔宜沿桥梁基础外侧布置2 排,排间距宜为1 m,内排距离基础边缘宜控制在0.5m,内排的孔间距不宜超过1.5m,外排的孔间距不宜超过2 m,具体布置如图2 所示。(4)钻孔孔径及孔深需根据地层特点确定,一
9、般孔径为1 0 0 mm,注浆范围为强中风化基岩面以上4 m至以下1 m。(5)注浆管采用直径为40mm钢管,沿钢管方向每隔0.1 m钻一对6mm的出浆管,相邻两对出浆孔夹角为4 5,钢管连接接头需牢靠,防止下管过程中发生断节。(6)下管过程中,及时向管内加人清水,以克服下管过程中的浮力,保证钢管顺利下至孔底,当钢管下放到位后,应及时临时封堵管口,防止堵塞。(7)在注浆压力恒定、注人率不断降低,或注入率恒定、注浆压力持续上升的情况下,不能更改浆料比例。(8)结束注浆的标准:1)路堤坡面漏浆;2)注浆以注浆压力达到0.5MPa并维持8 min;3)注浆压力在设计范围内,注浆流量明显减小,小于初始
10、流量的3 0%。3.5.2挤石造壁法挤石造壁法适用于岩溶裂隙、全填充溶洞或半填充溶洞的处治。(1)采用此方法进行岩溶处治前,应事先在桩位周围准备好足够的片石、黏土、风化64STONE2023 No.8STONE技术施二石材石、袋装水泥。当钻孔作业接近溶洞顶部时,安排一台装载机及配合处理的人员及设备在钻孔现场待命。(2)当发现护筒中泥浆液面水位迅速降低时,应往钻孔中补充注浆,并将钻头抬起,在测量结束后,以装载机为主,人工为辅,将片石、黏土填人孔眼,每回填一次,直接将水泥投人钻孔,如此反复,直到达到洞顶1 m以上,不再有明显的渗漏为止。(3)当发现护筒内的泥浆液面下降较缓慢时,则在补浆的同时,抛填
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