桥梁岩溶区复合桩基施工及质量控制

'桥梁岩溶区复合桩基施工及质量控制摘要:桥梁岩溶区桩基施工是一个质量问题、事故多发的环节。一旦发生桩基质量事故，现场处理困难，事故的处理耗时长，将对项目的进度、成本和施工形象造成很大的影响。本文根据施工实践，分析了桥梁复合桩基施工及质量控制措施，为施工单位桥梁复合桩基施工提供经验借鉴。关键词:桥梁复合桩基施工、质量控制措施、岩溶区中图分类号：O213.1文献标识码：A文章编号：一、引言6 该公路的K14+300m处,为宽17m,单跨40m的简支T形梁桥。原设计8根钻孔灌注桩,直径1.5m,单桩承载力为4000kN。由于地基地质情况的差异,复杂程度不相同,岩溶发育层段给施工造成极大难度,故在施工5根钻孔灌注桩后,重新对2号~4号桩和3号~4号桩进行论证、设计与施工。我们根据施工中出现的各种不同情况,针对性地采用多工艺组合式施工,在很短的时间内,就完成了此两个桩的施工和检测,取得了良好效果,为在复杂岩溶地质条件下的桩基工程施工积累了宝贵的经验。根据钻探提供的资料,该桥位所在地层为第四系的砂砾土与泥盆系的石灰岩上、下两层。23m~26m厚度不等以上为透水性良好且与河流水贯通的砂砾土层,23m~55m为间断性厚度不等的灰岩层,部分硅化,岩质致密坚硬,岩溶现象非常发育,溶洞、溶隙呈串珠状,溶洞中大都有充填物,间夹硅质角砾。根据工程地质勘察资料,桥位区地层情况主要为:人工填土→耕植土→粉质黏土、碎石土→灰岩或砾岩。原设计为钻孔灌注桩,施工近一年的时间,仅完成了5根,而且有两根不合格桩,出现了严重的质量事故,仅3根短桩勉强符合要求。二、复合桩基施工2.1方案选择6 复合桩基施工的顺序排列应遵循安全为领先,质量为目标,效益为重点,组织为保障的原则,采用先急后缓,先外后里,先上后下,有时为先下后上,先简后繁,先共性后特性,先主要矛盾后次要矛盾,先宏观考虑后具体安排工作思路,进行科学的统筹安排,必要时可交叉作业,但不可以本末倒置。根据工程概况和现场施工条件等综合考虑,业主方召集设计方、监理方和施工方以及众多专家多次对该地区施工方案进行讨论,综合参考各方设计经验,提出了多工艺组合式桩基,即用水泥旋喷桩作为帷幕止水和旋喷下部溶洞地层成复合地基(即溶洞顶板不足3倍桩径的溶洞),上部帷幕止水后采用人工挖孔桩挖至基岩,通过复合桩将荷载传递至完整基岩或复合地基上。3号台4号桩因桩过长,为保险起见,在高压旋喷桩和人工挖孔桩中采用3根24号钢轨和一根Φ32钢筋将完整基岩、旋喷桩、人工挖孔桩连成一体,共同承担上部载荷。2.2施工流程施工流程:桩周帷幕注浆→人工挖孔至基岩→下入钢筋笼→水下灌注混凝土→高压旋喷水泥浆处理桩底岩溶地段、扫孔、旋喷注浆→进行抽芯检测→进行超声波检测(达到要求)→下钢轨→水下灌注水泥浆→在抽芯检测孔中扫孔→旋喷注浆插入Φ32mm钢筋→完工。2.3复合桩基的施工2.3.1工作量设计按照高压旋喷注浆+人工挖孔桩联合施工的方案,首先在所布置孔位的基岩下部进行高压旋喷施工,形成防渗高喷墙体,然后在人工挖孔桩位置的下部进行高压旋喷,处理基岩中的溶洞,最后进行人工挖孔桩施工。工作量的布设为每个挖孔桩的外围设计旋喷桩10根,其外沿为一根旋喷桩扩大基础,每个旋喷桩直径约0.6m,在挖孔桩之下,设计高压旋喷桩9根。2.3.2施工顺序1)首先施工上部挖孔桩外围旋喷桩,施工时按工序孔进行,相邻两孔须间隔24h方可高压旋喷;2)上部防渗帷幕完成以后,再进行挖孔桩基础处理。施工时,先施工中心桩,后施工外围桩。外围桩相邻两桩施工间隔时间为24h;6 3)帷幕施工和基础处理完成后,进行人工挖孔桩施工。2.3.3施工工艺工艺流程:放点→开孔→终孔→制浆→高压喷浆→移孔→人工挖孔桩→钻孔。1)浆液配制:旋喷浆液配比为0.8：1或1：1,其浆液采用二次过滤、一次搅拌法。2)钻孔:按设计布置的桩位安装钻机,开孔Φ130mm,终孔Φ≧130mm,钻具钻至基岩,以Φ127套管一下至井口,在井口安置三通接头,以利旋喷排浆,且将Φ127套管上口牢固。钻探时,一定要采用植物胶处理的优质泥浆钻进,以保证钻孔顺利,同时应做好详细记录,溶洞的顶、底板位置、深度、充填情况等,原则上不作取芯要求,但须将进尺的快慢、冲洗液漏失等情况,记录在钻探班报表上,达到设计要求后,进行现场签证。6 3)高压喷浆:将钻头换成喷浆的喷头,插入孔内启动高压水泥浆泵,按规定的提速进行喷浆。遇溶洞则在溶洞上下顶底板位置进行复喷1.00m。另外,在施工中心基础桩时,全孔须复喷至少一次,以便使其桩径达到0.8m甚至更大。当喷管插入预定深度后,由下而上进行喷射作业,值班技术人员应时刻注意检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求,并随时做好记录,绘制作业过程曲线。根据设计的桩径或喷射范围的要求,还可以采用复喷的方法扩大加工范围,在第一次喷射完成后,重新将旋喷管插入设计要求复喷位置,进行第二次喷射。当浆液初凝时间超过20h,应及时停止使用该水泥浆液。4)冲洗:喷射施工完毕后,应把注浆管等机具设备冲洗干净,管内机内不得残存水泥浆液,通常把浆液换成水,在地面上喷射,以便把泥浆泵,注浆管和软管内的液浆全部清除。三、施工质量控制措施1)由于基岩下部溶洞发育,喷浆时,局部或个别孔会出现漏浆现象,采用加浓浆液、加速凝剂等措施解决,若漏浆严重时,采用间隙重复喷浆,或投砂等措施解决;2)施工中,两个孔或两个以上施工孔出现串浆现象,其解决方法为:封闭其他串浆孔,将一孔按正常旋喷施工,完成48h后,再将封闭孔打开,进行旋喷施工作业;3)施工中,出现泵压增大、孔口返浆少的现象,应立即停泵检查喷嘴是否堵塞,并及时排除,防止高压管爆裂,在施工中,出现泵压不正常现象,应查明情况后,继续施工;4)旋喷过程中,出现突然停电,应及时排除故障,恢复正常后,旋喷管应下至停电前的位置下0.50m进行旋喷。当因停电或其他原因,停喷3h,应及时清洗设备和疏通管道,以防止水泥浆堵塞管道,另外对配制好的水泥浆,若超过4h,则不准使用,应作废浆处理;6 5)在处理挖孔桩基础时,如果遇到较大溶洞,在必要的情况下先处理溶洞,或将整个溶洞充填满,或用旋喷桩将溶洞顶底板连接起来。四、结束语采用挖孔桩+高压旋喷的复合桩基是处理复杂岩溶地区最为适用和经济的方法,具有设计简单、对复杂岩溶地段适应性强、跟踪实施便利、施工费用低、安全增效的特点,经济效益和社会效益均明显,为复杂岩溶地区的桩基施工探索了一条安全、快速、经济、高质的新路子。值得大力推广。施工方面的科研与应用工作,使其向更深更广的领域拓展。参考文献:[1]陈旭,方引晴,黄俊光.岩溶地区地基基础应用分析[J].[2]陈小国.复合桩基工程实用设计方法及应用[J].[3]郑桂心．压力注浆处理桩基质量事故的方法[J]．[4]董书彬．灌注时断桩的处理方法及工具[J]．[5]杨宜章,杨奕军.岩溶地区桩基施工中的溶洞地基处理[J].[6]余祥宏.广东园立义桥用桩对岩溶地基的处理[J].[7]卢敦华,何忠明,胡庆国.复合桩基处理桥位溶洞顶板复杂地层[J].注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。6'