岩溶区桥梁桩基础施工技术

发表时间:2021/5/14   来源:《建筑实践》2021年2月4期   作者:陈福安
[导读] 在社会经济高速发展的过程中人们对桥梁工程的需求日益增加,
        陈福安
        广西易通工程咨询有限公司 广西  南宁 530000
        摘要:在社会经济高速发展的过程中人们对桥梁工程的需求日益增加,推动我国道路桥梁工程建设规模不断扩大,由于我国地质复杂给施工带来巨大挑战。结合桥梁桩基和地基处理施工,首先对桥梁桩基施工问题与措施进行分析,得出岩溶区桥梁桩基失稳是承载力不足导致。其次探讨了倾斜、塌孔、漏浆等病害对应的处置措施。
        关键词:岩溶区;桥梁桩基;地基处理
        引言
        我国国土面积广阔,其中存在很多的盐酸盐类型的岩石地区,在我国面积范围内露出的面积已经达到了1250000km2,占到了我国总面积的14%左右。公路桥梁工程建设经常会面临在这种类型地质条件施工的状况,传统形式下在选择施工线路的过程当中,都会尽可能的避免这种碳酸盐类型的岩石区域,但是随着社会经济发展速度不断提升,我国城市化发展进度不断提升,城市当中的立交桥或者是一些高速公路等大型市政基础工程的建立,使得人均可用土地的总量不断降低,要是对这些岩溶地区总是进行施工避让的话,不但会浪费了大量的土地使用面积,同时还会造成更多不必要的经济浪费。针对这种问题,相关施工的单位通过不断研究和分析,针对在岩溶地区的桥梁施工技术进行运用,重点对桥梁施工中桩基础的设计工作进行了分析,充分保证了在岩溶地区桥梁施工桩基础的稳定性。
        1岩溶地区的地质特点
        岩溶地貌主要是以石灰岩为主,并被称为喀斯特地貌。现代旅游业将该地貌视为旅游资源开发宝地,得天独厚的自然景观奇妙无比,如石峰、岩溶洞穴、石灰岩等大自然巨作。溶蚀现象在岩溶地貌中是一种常见的现象,在岩溶地貌中的类型分类准则较多,如按形成年代分、埋藏条件、区域气候等,所以建筑施工时需要对该地区的地质情况、地质勘探等方面内容进行了解和开展。
        2溶洞处理原则
        由于该大桥岩溶发育、溶洞类规模相当庞大,大部分是相互连通的溶洞群,溶洞地下分布异常复杂,采取预处理为主、冲孔过程处理相结合的施工方案实施桩基施工,根据填充材料及施工工艺可以将预处理分为溶洞压浆、压注低标号细粒径混凝土和旋喷帷幕3种方式,施工过程中控制可以分为钢护筒跟进与抛填黄泥片石2种方式。本着在保质保量的前提下尽可能节省成本的原则,对不同类型的桩基采用不同的处理方法:(1)针对溶洞类型为全填充、填充物为硬塑状密实体且桩基附近无建筑物的陆上桩,可采用抛填片石、粘土、水泥的措施对溶洞桩基进行处理;(2)对于全填充但是附近有建筑物或者全填充水上桩、填充物为流塑状或粉状等,则采用压注水泥浆法进行溶洞的预处理,以使填充物充分固结,避免施工过程突然漏浆引起塌孔酿成事故;(3)针对半填充或者无填充的溶洞桩基,如果溶洞顶板至地层表面比较薄,拟采用钢护筒跟进至溶洞底板的处理方式进行溶洞的处理。如果溶洞顶板至地层表面比较厚,则采用灌注低标号细粒径混凝土法或者灌注砂浆法,先把溶洞的空洞填充满,然后按普通无溶洞桩基的方法施工;(4)对溶洞高度较大的有填充溶洞,且填充物为软塑状或松散状的则采用旋喷帷幕法进行大型溶洞的处理;(5)对覆盖层为较松散的卵石层或曾经多次发生大面积塌孔、地表受到严重扰动的覆盖层,拟采取桩周覆盖层注浆加固进行预处理。
        3岩溶桥梁具体的施工技术分析
        3.1钻孔灌注桩施工
        反循环钻成孔法是对岩溶地区使用的钻孔方式,作为一种新型钻孔方式,是以护筒作为保护壳,在这种保护壳的作用下进行钻孔,保证桩基的有效形成。一般而言,护筒的直径要比桩径大,同时护筒中的水位也比地下水水位少约2m。为了避免孔壁发生坍塌,应该将静水压控制在合适的范围中。在钻机工作的过程中,钻头负责粉碎岩石,冲洗液从钻杆中流出,更好地冷却钻头并适当携带钻渣,由于负压的作用,冲洗液能够冲出地面,然后经过净化再返回继续工作。这种钻孔方式是与岩溶的地质环境有关,其工艺流程是“设置护筒→安装反循环钻机→第一次清理孔底泥土→移走反循环钻机→测定孔壁→将钢筋笼放入孔内→插入导管→第二次清理孔底泥土→水下灌注混凝土→拔出导管和护筒”。

水下灌注混凝土和第二次清理的时间间隔应该不超过30min,水下灌注混凝土和完孔的时间间隔应该不超过24h,混凝土的凝固时间一般控制在6~8h之间,如此才能完成钻孔灌注桩施工。
        3.2反循环钻成孔法施工技术需要注意的事项
        3.2.1端部打入和护筒选取的要求
        在实际的反循环钻成孔法施工中,结合岩溶实际环境,选取的护筒直径必须得大于桩径20-40cm,而护筒端部最好是打入底土2-4m。为了更好的避免出现漏水的情况,护筒端部必须得打入粉土层或者是黏土层中。当护筒受到一定地质条件限制的时候,护筒端部则是应该打入砂砾层中,这样能够很好的保护护筒的牢固可靠性。而为了更好的避免出现护筒漏水的情况,最好是在护筒外层回填一定的黏土,并且夯实。
        3.2.2孔壁坍塌的情况
        在实际的反循环钻成孔法施工中,当钻头遇见卵石层、砂层以及淤泥层等夹层的时候,钻孔位置将会被掏空,然后再钻孔桩施工外力作用下,将很有可能导致护壁震动,这样护壁将会不完整,最终出现坍塌的情况。如果在钻机实际施工中,因为钻头会打入到地下河和溶洞中,这样钻头也就会空悬在外,失去着力点,进而使得桩孔中泥浆快速的流失,而护壁也就会因为失去保护而出现坍塌。而为了更好的避免这一情况的出现,护壁水位必须得高于地下水位2m左右,而静水压也是应该控制在合理的范围中。
        3.2.3控制钻机的钻挖速度
        在进行施工的过程中,应该根据岩溶的土体实际情况,保留泥膜形成所需要的时间,结合泥浆泵的能力,合理科学地控制钻机的钻挖速度,根据以往的经验,可以将钻机的钻挖速度控制在参考范围内。
        3.2.4清理孔底泥土
        清孔处理过程中,应该密切关注孔底沉渣和冲洗液含渣量之间的关系。如果冲洗液中含渣量小于4%且孔底沉渣厚度满足设计要求时停止清孔,为了避免塌孔现象发生,仍需要保持孔内水位高度。
        3.3其他方面的注意事项
        在混凝土灌注施工过程中,因为灌注极易在孔桩中形成气泡,如果不加强注意,那将会在导管中形成高压气囊,使得混凝土不能够顺利的完成浇筑。因此在实际浇筑施工的时候,应该紧贴护壁,并且缓慢的进行灌入。同时,钻机操作人员应该以施工要求为导向,认真的遵守各种规章制度,例如带安全帽和穿绝缘鞋等。然后就是在实际的施工过程中还得加强注意导管的拔出,绝对不能用力过猛,否则很有可能出现拉断的情况,甚至还有可能因为导管的拔出而使得断桩的情况发生。最后就是在施工的过程中,所有人员都得严格的按照施工规范来进行实际操作,加强重视对各个环节施工的监管工作,只有确认施工合格之后才能够开展下一步的施工程序,以此来有效的保障施工的质量,维持施工进程。
        结语
        由于岩溶存在的特殊性,在桥梁施工过程中,应该注重岩溶环境的勘探,寻找桩基的着力点,根据施工方案进行施工,确保施工质量和施工进程。在桩基设计的过程中,应该以实际情况作为依据,采用安全、合理的方式处理溶洞等特殊情况,若是处理不当都可能导致桥位改变、结构改变等情况,从而增加了投资成本。所以,在施工过程中,应该做好地质勘探工作,找好桩基的着力点,根据实际情况制定详细的施工方案,然后采用反循环钻成孔法逐步进行施工,确保桥梁桩基工程质量和工程进度。
        参考文献
        [1]陈涛.岩溶地区的桥梁基础稳定性评价及施工技术[J].华东公路,2010(6):93-96.
        [2]侯勇.论旋挖钻机在公路桥梁桩基础施工中的应用[J].山东工业技术,2015,(4):108-108.
        [3]王妙良.岩溶复杂地质条件下的公路桥梁桩基施工技术[J].四川建材,2020,46(03):163-164.
        作者简介:陈福安(1980-),男,汉族,广西容县人,工程师,本科,主要从事市政建设施工管理工作。
        
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