岩溶涌水地段高架桥桩基施工技术

'第36卷第26期山西建筑VoI．36No．26·326·2010年9月SHANXIARCHITECTURESep．2010文章编号：1009—6825(2010)26—0326．02岩溶涌水地段高架桥桩基施工技术杨迁摘要：针对丹通高速公路西沟高架桥人工挖孔桩现场实际地质条件，溶洞发育、涌水量大，提出新建桥墩部分桩基采用冲击钻孔的施工方案，并具体介绍了冲击钻孔的施工工艺及各环节注意事项，以期指导实践。关键词：岩溶涌水，高架桥，桩基，施工工艺中图分类号：U445．551文献标识码：A1概述击造浆。开孔及整个钻进过程中始终防止孔内水溢出，掏渣后及时补水。冲击钻孔时，若遇到倾斜岩面，则回填黏土、小块片石并西沟高架桥位于桓仁(辽吉界)一丹东(古城子)高速公路项用小冲程冲砸，冲砸过程中一面挤石造壁，一面切削倾斜岩面，直目路基工程施工第七合同段。桥梁左右两幅呈分离式，下部结构至全断面进入岩石后正常钻进。为单柱薄壁墩、桩基础，墩身为1．7In×4．0in，2m×4．0m，2．3mx4．01TI的矩形薄壁截面，墩最高为51．259m；上部结构均4．2岩溶涌水发育地段成孔采用先简支后结构连续预应力混凝土T梁，左幅20m～401TIT4．2．1钻孔前溶洞处理梁，桥长816．7ITI，右幅21m-40ITIT梁，桥长855．6rn。西沟高1)对于已探明较小封闭型溶洞在钻孔前可用注浆加固法处架桥地基钻探发现有溶洞、涌水现象，桩基施工难度大，工期紧。理。2)对于遇到未探明岩隙：发现孔内泥浆面较慢下降时，采用2技术特点优质膨润土配置5％的CMC外加剂并加入锯木灰拌成软塑状，分设计分离式路基宽度为12．251TI，地震基本烈度6度，地震动批投入孔内，再用1m～1．5ITI小冲程进行冲钻，使锯木灰和黏土峰值加速度小于0．05。本高架桥典型存在溶洞、涌水的左幅挤入岩石裂隙，隔断泥浆漏失的通道。5号，6号，7号墩柱桩基均为4根桩径1200mm，桩长15m的桩。3)对于遇到未探明的小溶洞：如突然发现孔内泥浆面较快下3施工准备降，用小片石(直径lOcm-20cm)和黏土，按1：1的比例迅速回复查和了解现场的地形、地质、电源、交通运输以及农田水利填，并用小冲程挤压密实。同时迅速补水，直到泥浆面不再下降。设施、环境保护等有关情况，根据施工图纸和施工临时需要确定4)较大封闭型溶洞：先在孔口附近准备好足够的块石、黏土、工地范围、绘出地界、设立标志。水泥。在洞顶打穿时，一旦发现漏浆，要迅速填堵，防止塌孔。一组织有关人员对施工图纸和资料进行学习和自审，图纸上的般溶洞洞顶击穿后，桩孔中泥浆会迅速下降，此时要用铲车及时将尺寸、高程、轴线、工程量的计算有无差错、遗漏和矛盾。根据设准备好的块石、黏土、水泥抛入孔中直到泥浆停止下降，并慢慢上计文件和施工组织设计，逐级做好技术交底工作。升，此时可用冲锤进行适当挤压，反复抛块石、黏土、水泥，直至把4施工工艺桩基两侧的溶洞都填满或堵死为止，最后补充满泥浆再重新成孔。4．1冲击钻孔5)对于单级串通型溶洞：采取用12mm厚钢板加工成的双护桩位地层中有硬岩采用冲击钻。开孔时先在孔中灌入泥浆筒跟进方法解决，大护筒跟进至溶洞顶岩石上，小护筒跟进至溶洞或直接注水，投入黏土(或报废水泥)，用冲击锥以小冲程反复冲下0．5rn，大护筒比设计孔径大0．4ITI，小护筒比设计孔径大0．2rn。息，确保支护措施安全合理。2)交叉口段斜井衬砌应及早施作，量的同时，也加快了施工进度。挡头板沿正洞线路方向安设。3)斜井与正洞掌子面施工时，应设参考文献：专人值班，随时观察围岩及支护状态的稳定性。4)制定挑顶施工[1]TB10204—2003，铁路隧道施工规范[S]．的安全应急预案，做好应急材料、物资的储备。[2]TB10417—2003，铁路隧道工程施工质量验收标准[s]．7结语[3]TZ231—2007，铁路隧道钻爆法施工工序及作业指南[S]．[4]柴颖鹏．浅谈隧道施工中的关键要素[J]．山西建筑，2008，通过此方案在包西铁路新九燕山隧道斜井进正洞的施工应34(12)：321—322．用，确保了隧道斜井的施工安全，保证了隧道正洞施工安全和质ConstructionprogramontransitionsectionofinclinedshaftholeintersectionUAOLi-hongAbstract：CombiningwithactualengineeringconditionofnewJiuyanshantunnelonBaotou—Xi’anrailway，itdescribesconstructiontechnologypointsandprecautionsofnewJiuyanshan0#inclinedshafttunnelcrc~s-section，ensuresthesafetyoftunnelinclinedshaftconstruction，andensurestheconstructionsafetyandconstructionqualityoftunelhole，meanwhile，acceleratestheconstructionschedule．Keywords：inclinedshaft，hole，intersection，program收稿日期：2010—0528作者简介：杨~(1971一)，男，工程师，中铁二十二局集团第四工程有限公司，河北高碑店074000 2第0361卷0第年296期月杨迁：岩溶涌水地段高架桥桩基施工技术·327·大小护筒需用等直径钻头冲孔。至泥浆比重为1．05左右，测量沉渣厚度，合格后开始下放钢筋笼。6)对于多级串通型的溶洞：同单级串通型溶洞处理方案类4．4钢筋笼制作安装似，只是采用多级护筒跟进方法解决，最内侧小护筒跟进到最下按照设计图纸及施工规范要求进行钢筋笼的制作，并在钢筋层溶洞底以下0．5m。笼四周对称焊接耳朵或按设计要求设置垫块，保证钢筋笼的定位4．2．2护筒跟进并有足够的保护层，并在顶节钢筋笼上焊接至少4根加长钢筋，1)岩溶地区钻孔桩基础施工工艺与一般地层区别极大，也困以固定钢筋笼。钢筋笼的绑扎及焊接工艺，施工中严格按设计要难得多。采用冲击成孔工艺，以十字形钻头冲击成孔，泥浆护壁，求和施工规范执行。钢筋笼制作完成后，运到现场，利用钻架及下沉与冲孔直径相同的钢护筒达基岩面，其作用是防止孔壁坍时吊放钢筋笼，也可移开钻机用吊车放钢筋笼。钢筋笼吊放时，塌。当进尺接近溶洞顶部2m左右时，要求钻机操作人员改用低先两点水平起吊，待骨架立直后由上吊点吊人孔内。冲程(1m～1．5m)冲击，以防止击穿溶洞顶板时卡钻，这是岩溶4．5水下混凝土灌注钻孔的特殊性所决定的。2)当钻穿岩溶顶板时暂停钻孔，将小于混凝土灌注采用导管水下灌注，导管采用壁厚6ITLrn无缝钢上述钢护筒直径20cm的钢护筒沉入岩溶层，并随钻孔跟进至稳管，底部距孔底30crn-50cIn，导管要有足够的刚度和强度，导管定性岩面。最后，冲击钻进至设计标高，清孔，安放钢筋笼，灌注使用前和使用一个时期后应做压水试验，并试验隔水栓能否顺利水下混凝土，钢护筒则留在岩溶地层中与水下混凝土结合成为一通过。水密试验时的水压不小于孔内水深的1．3倍压力；压水试根“钢护筒混凝土桩”。3)跟进的钢护筒底要进行加固处理：用旧验根据施工中可能出现的最大压力确定。导管自下而上作标尺钢轨与钢护筒底焊接牢固插打钢护简。4)钢护筒跟进要安装桩和编号，灌注前还要进行升降试验。帽及桩锤，桩锤用13-3型复打气锤。5)锤击钢护筒下沉过程中，混凝土灌注要及时进行，其必须具有良好的和易性，配合比要严格控制钢护筒的倾斜度和锤击贯入度，中心偏差不得大于应通过试验确定。5cm，斜度不得大于1％。6)钻孔内投放的片石及黏土数量要作首批混凝土灌注前精确计算首盘混凝土方量，制作足够容积好记录，钻进资料应齐全完整，并应有岗位负责人签字。7)钢护的封底用漏斗，确保封底顺利，确认封底成功后，进行正常浇筑。筒跟进先利用振动锤打入，然后边冲孔边跟进，直到穿过易坍塌灌注过程应严格依照规范进行，随时进行混凝土质量、导管埋置的地层。护筒到位后，当钻头钻至护筒底脚以上0．5m时，投入深度等各项检测以保证整个灌注过程的顺利。15ClTI直径以下块石和优质黏土，在不掏渣的情况下钻至护简以浇筑开始时，要连续有节奏地进行。下0．5m，掏出泥浆，再投入同样数量的块石和黏土，利用钻头的混凝土浇筑过程中注意观察钢筋笼是否上浮，否则采取加固冲击力将块石和黏土造成一个高质量的壳体孔壁，使护筒底脚与措施。孔壁结合紧密。在浇筑将近结束时，导管内混凝土柱高度相对减小，导管内4．2．3岩溶区或溶洞处理后钻进成孔时注意事项混凝土压力降低，而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。若1)冲击成孑L必须待注浆凝固后才能进行，一般等待时问为lOd出现混凝土顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，减小泥浆比重，使左右。2)为防止意外，冲孔前应有备用措施，备好材料，一旦泥浆浇筑工作顺利进行。泄露，及时向孔内投放黏土、水泥和片石，依靠冲挤在溶洞内形成灌注结束后，用测绳准确测出桩顶的混凝土面标高，并按规片石夹黏土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使得冲钻顺利进范要求考虑超灌余量。行。3)加大泥浆质量和密度。采用优质泥浆，当缺少优质黏土5结语时，可在泥浆中掺人适量的水泥、烧碱和锯末，以提高泥浆胶体率桩基施工技术在高架桥下部结构施工中占有重要的地位，直和悬浮能力。4)当岩面的倾斜较大时，钻头摆动撞击护筒或孔接会影响到工程的施工质量与工期，鉴于高架桥桩基存在溶洞与壁，这时回填片石，使孔底出现一个平台后再转入正常冲孑L。5)涌水的特殊性，为了保证桩基施工的质量，在钻孔、钢筋笼安装、接近岩溶地段，采取轻锤冲击、加大泥浆密度的方法成孔，以防卡水下混凝土浇筑等各个工序施工时，必须严格把关，若有偏差应钻和掉钻。立即纠正；更必须重视环保，特别是钻孔过程中会有大量的泥浆4．3检孔及清孔水排放，为防止污染水源，破坏环境，钻孔过程中的泥浆水先集中桩深达到设计要求后，还必须检验桩径、垂直度、泥浆厚度等在沉淀池沉淀，符合要求后排放，严禁乱流乱淌。指标，并做好记录，合格后进行清孔换浆。桩径、垂直度采用检孔参考文献：器检查，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔[1]JTJ041—2000，公路桥涵施工技术规范[S]．径的4倍～6倍。如发生弯孔、斜孔、缩孔等情况较严重时，应重新[2]王常才．桥涵施工技术[M]．北京：人民交通出版社，2002．钻孔。清孔的目的是降低孔内泥浆比重，减少沉渣厚度。保证混[3]李从德，杨强．桥梁桩基穿越多层岩溶地段的钻孔技术凝土灌注质量，沉渣厚度必须控制在规范或设计要求范围内。清[J]．山西建筑，2009，35(3)：337—338．OnconstructiontechniqueofelevatedbridgeinsectionofkarstwaterburstingYANGQianAbstract：AccordingtOthegeologicalconditionsforthemanualdiggingpileoftheXigouelevatedbridgealongl~n-Tongexpressroad，thepa．perpointsoutthedevelopmentofthekarstandhugekarstvolume，indicatestheconstructionschemebyusingpercussiondrillingofthepartialpilefoundationofnewlybuiltbridge，andintroducestheconstructioncraftofthepercussiondrillingandprecautions，SOastodirecttheprac—tice．Keywords：karstwaterbursting，elevatedbridge，pilefoundation，constructioncraft'