岩溶桩基施工总结论文

'岩溶桩基施工总结（衡茶吉铁路工程第三项目部刘兴）【摘要】通过对晨光村大桥桩基的施工，从施工中遇到的困难以及处理办法，总结出关于岩溶桩基施工的主意要点，以便在今后的类似施工中能有所帮助和指导。【关键词】桥梁桩基岩溶施工总结一．工程概况晨光村大桥为衡茶吉铁路正线的一座跨谷桥梁，该桥为单线桥，位于-10%的坡道以及部分位于曲线半径R=3500m的曲线上，部分位于直线上。桥梁全长448.16m，孔跨按1-24m+11-32m+2-24m简直T梁布置，共13个墩，2个台，Φ1.0m桩共21根，Φ1.25m桩共49根。本桥桥址区为岩溶中等~强烈发育，地下水对混凝土具有二氧化碳和酸性侵蚀，环境作用等级H1，设计采用钻孔灌注桩基础，桩尖嵌入W2弱风化石灰岩新鲜岩面内不小于2.0m.。设计桩长从7.5m-43.5m不等，溶腔高度从0.2m-16m不等。二．岩溶地质形成背景岩溶地质的形成主要是石灰岩（主要成分是碳酸钙（CaCO3）），在有水和二氧化碳时发生化学反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]，后者可溶于水，于是完整石灰岩被溶解形成空洞并逐步扩大。岩石本身具有一定的孔隙和裂隙，它又为流动水下渗提供了良好的渠道。岩石裂隙越大，岩石的透水性越强，岩溶作用越显著。在溶洞中，岩溶作用愈强烈，溶洞越大，容易形成一个不断扩大的循环网！因此在岩溶地区，石灰岩中一般伴随着发达的裂隙，地下水具有二氧化碳和酸性侵蚀！三．岩溶桩基施工的原则及方向1．充分和详细的地址钻探资料：由于岩溶地质的复杂性，要求岩溶桩基施工前，必须对桩位所在的地址进行充分的钻探，实施一桩一孔的地质超前钻探，对于特别复杂的实施一桩多孔地质钻探，超钻深度尽可能深，以查明桩底以上的岩溶发育情况（如溶洞分布深度，溶洞大小，溶腔具体标高等）和桩底以下的地质情况，确定合理安全的桩底标高；2．钻机形式的选择：一般桥梁施工中，常见的钻机有乌卡斯式自动冲击钻和拉杆式冲击钻。在岩溶桥梁桩基施工中，遇见溶洞时候，要求钻机的冲程不断变化，冲击较完整石灰岩时要求钻机冲程加大，遇见裂隙、溶沟时容易偏=孔和卡钻，要求钻机稳固。乌卡斯式自动冲击钻冲程固定，稳定性差，因此岩溶桩基施工首选拉杆式冲击钻；3.提前准备处理材料：岩溶桩基施工遇见情况多样复杂，造成危害巨大，必然要求处理及时，因此施工中应根据钻探资料预见溶洞出现的情况，及制定初步方案，准备填充处理材料。通常准备的材料有：片石、碎石、黏土、稻草、锯末、袋装水泥、编织袋、大型泥浆泵、填充机械等；4.钻机队伍的选择：岩溶桩基施工需要选择一支有丰富岩溶桩基施工经验的队伍，处理效果的好与坏对桩身质量和工程成本将有很大的影响！ 5.配置高质量泥浆：泥浆的主要作用是悬浮钻渣、冷却钻头、润滑钻具、增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止塌孔。所以岩溶地段钻孔所需的泥浆质量和密度要高，性能要好，其技术指标为：密度为1.2-1.4；粘度≮22s；胶体率≮95%；PH值＞6.5。优质的泥浆取决于优质的粘土，缺少优质粘土时，可在泥浆中掺入适量的水泥、锯末，以提高泥浆的胶体率和悬浮能力。粘土、水泥按1∶0.3配比，锯末按10%掺入。四．岩溶桩基钻孔施工中常见的难题及处理方案现象一：施工中遇见非填充溶洞而造成严重迅速漏浆，孔内泥浆短时间急剧下降，造成孔内泥浆护壁作用失去，使孔壁坍塌。处理方案：该现象一般为击穿溶洞时发生。在即将击穿溶洞顶板前，孔内已经出现不同程度的漏浆，这时应该准备好大泥浆泵、水泵，制备定量的泥浆，将提前准备好的黏土回填适量于孔内，一般可以阻止或者减小漏浆，此时减小钻机冲程（1m-1,5m冲程），反复冲进，小心将溶洞击穿，此时一般伴随比较大规模漏浆，及时用泥浆泵往孔内加泥浆，同时向孔内抛填黏土和片石（一般按1:1的比例配置）或伴随定量的稻草及时堵住溶洞漏浆，然后继续冲进。此现象和处理过程通常是一个反复的过程。实例：晨光村大桥13#-1，钻进过程中在高程74.283至70.283处遇溶腔4m高溶洞，击穿溶洞前出现过反复漏浆和偏空，均采用回填黏土片石处理，击穿溶洞时，采用回填黏土片石掺入定量的稻草等处理；成孔后水下灌注混凝土实际使用57m³（设计混凝土46.6m³），从混凝土的使用情况可以看出处理起到明显的效果。现象二：遇见填充溶洞，漏浆不明显，甚至不漏浆，泥浆中伴随溶腔填充物颗粒，泥浆稠度有明显变化，此溶洞容易被忽略，最终造成溶洞没有处理而使灌桩大量超混凝土量。处理方案：该现象一般为击穿溶洞后，冲击钻在填充物中进尺明显加快，此时泥浆指标变化比较大，可以判定该溶洞为有填充物溶洞。冲击钻冲击到填充溶腔时减小冲程，反复冲钻将填松散的填充物从溶腔中通过泥浆泵循环出，然后向孔内投入黏土片石反复冲击，直至将溶腔填塞结实方可继续冲进。实例：晨光村大桥7#-3现象三：遇见测溶洞，漏浆伴随时间长，漏浆速度相比击穿溶洞时缓慢，此类溶洞容易当裂隙处理，灌桩时当混凝土上升至溶洞以上一定高度，压力足够大时，强大的压力将侧溶洞壁挤穿，造成混泥土突然大量流失，孔内泥浆骤减，甚至造成混凝土面突降至导管低，使导管无埋深造成断桩。处理方案：钻孔过程中，伴随较大量漏浆，而未遇见明显溶腔时，首选采用抛填黏土和坚硬的较大片石反复处理若干次，坚硬的大片石会对测溶洞孔壁进行挤压。挤压后确定是裂隙后采用抛投碎石黏土进行处理裂隙。实例：晨光村大桥10#-3，该孔在钻进30m-32m（高程为74.96-72.96）时反复出现匀速漏浆，采用回填小碎石加黏土以及投入袋装水泥处理，处理后解决漏浆问题，于2010年1月24日19:50开始灌注水下混凝土，当砼面上升15.45m（高程为84.46，灌注砼27；m³）时孔内水面出现下降，施工采取不拔导管继续灌注，灌注45m³砼，砼面高程为82.96，砼面下降，继续灌注至81m³时，砼面突然下降至74.01，因补浆无法跟上，造成塌孔，该桩报废。现象四：遇见裂隙；由岩溶发育条件可知，裂隙在岩溶桩基施工中是常见的，一般遇见裂隙时漏浆随冲进一直存在，且多为渗浆，大裂隙也会出现均匀漏浆。处理方案：遇见裂隙，从开始漏浆时处理，适当增加孔内泥浆稠度，抛投黏土碎 石，或者掺适量的锯末，采取小冲程反复冲进，回填物容易将裂隙填塞。当一些裂隙稍大，难以填塞时，在漏浆时及时加浆，向孔内投入袋装水泥，用钻头轻压袋装水泥，将水泥袋压破，待漏浆停止时，停止泥浆循环，等待若干小时水泥水化凝固后方可重新冲进。遇见极其顽固的裂隙时，也可采取灌注少量混凝土进行处理！实例：晨光村大桥10#-1现象五：偏空，卡锤；偏空一般出现在石灰岩与上一层地质交界面，斜坡岩，以及刚进入溶洞或者刚穿出溶洞时。从钻机大绳的摆动情况可以初步判断是否偏空。卡锤一般为击穿溶洞，或者遇见溶沟时。处理方案：偏空必须及时发现及时处理，当稍有偏空及时回填适当大小，坚硬的片石，先缓慢冲击使冲击作业面强度均匀，然后再加大冲程冲进，当再出现偏空时，反复采取上述方法。不及时处理的偏空将导致卡锤，以致采取回填无法修正，只能采取水下精确爆破处理！卡钻后不宜强提，可用小锥冲击或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提起，及时下探孔器，摸清情况。实例：晨光村大桥11-3五．岩溶桩基灌注水下混凝土注意要点水下混凝土灌注的一般流程：岩溶桩基施工中施工要求要比非岩溶桩施工更高：1．灌注水下混凝土工人必须技术过硬，具有丰富的施工经验、反应灵敏，责任心强。2.清孔时对于岩溶桩基，可适当增大泥浆比重，泥浆比重一般不大于1.4，（含砂率必须严格控制，该指标对沉渣影响大）。 3.加大混凝土生产和运输能力，采用混凝土集中拌和站，确保灌注过程的连续。对于拌和站距离较远，必须合理安排混凝土发料时间。岩溶桩基灌注混凝土方量无法准确计算，因此尽量调整使多跟桩同时达到灌注条件，先按桩身设计方量的1.4-1.5倍发混凝土，当灌注出现混凝土面上升高度不正常时，则通过估计，及时同拌和站联系继续补方。，4.加大首批混凝土初存量，防止首盘混凝土数量不够造成导管埋深不足而断桩5.在灌注过程中适当加大导管埋深，尤其在溶洞位置，当混凝土面上升至溶洞时，不急于将导管底拔高于溶洞底，灌注时要勤于测量混凝土面高程，对灌注过程中出现的缓慢下降要有准确的判断，防止混凝土面突然下降造成导管悬空而断桩；6.灌注时应适当加大混凝土灌注高度，一般考虑要超过设计高程1.5～2.0米，避免在灌注完成后混凝土面下降造成短桩。如晨光村大桥8#-3桩；灌注完成时测量，超灌1.0m，因灌注完成后，混凝土面又下降，造成该桩桩头过短！。水下混凝土灌注是桩基完成的最后也是最重要环节，该环节的顺利直接关系到桩身的质量！六．结束语岩溶桩基的施工特点就是预见难度大，突发事件多，这些都将直接威胁施工的进度和质量！积累丰富的施工经验，超前、科学地做出预测和应急方案，是可以有效地降低施工成本的！参考文献:［1］JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范'