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      樁基施工遇溶洞與地下承壓水相通時(shí)的處理措施

      2017-10-21 04:11:36董瑞
      名城繪 2017年6期
      關(guān)鍵詞:袋裝片石沖程

      董瑞

      摘要:樁基在巖溶地區(qū)施工,雖然有地質(zhì)勘探資料,但由于地質(zhì)的復(fù)雜性,會(huì)遇到許多不可預(yù)見的情況,溶洞與地下承壓水相通就是其中一種。本文結(jié)合佛肇城際軌道交通某特大橋樁基施工實(shí)例,介紹三種情況下的處理措施。

      關(guān)鍵詞:樁基施工;溶洞;地下承壓水;處理措施

      1項(xiàng)目概況

      1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

      佛肇城際交通軌道工程某特大橋全長(zhǎng)5.2km,橋梁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁,共設(shè)置樁基礎(chǔ)1258根(其中柱樁1164根,摩擦樁94根)。設(shè)計(jì)有三種直徑1.0m、1.25m和1.5m,以1.25m為主,樁長(zhǎng)17.5m~69.5m,砼設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)水下C35。巖溶處理的樁基有1173根,其中234根出現(xiàn)溶洞與地下承壓水相通情況,占處理總根數(shù)的19.9%。

      1.2 地質(zhì)情況

      據(jù)地勘資料揭示,橋址地表覆蓋層較厚,上覆淤泥層,該層埋深0.00~17.50m,層面標(biāo)高-13.85~4.14m,層厚0.40~17.80m,平均厚度7.72m,基本載力為40kPa。巖溶十分發(fā)育,溶洞最高達(dá)23m,巖溶為溶隙、中小型溶洞、大型溶洞及串珠狀溶洞。

      1.3 水文情況

      橋址臨近西江,位于西江中下游段,地表水系發(fā)達(dá),地表水主要來自大氣降雨補(bǔ)給后匯流于西江,雨季極易受到西江漲水的影響。地下水主要有兩種類型,分別為:孔隙水、基巖巖溶水??紫端蟛糠忠来嬖跊_洪積砂土層與碎石土層中,具有承壓性,水量也較豐富?;鶐r巖溶水存貯在灰?guī)r發(fā)育的溶隙和灰?guī)r形成的溶洞中,水量變化較大,主要受巖溶的發(fā)育程度、巖溶洞相互連通性以及承壓水位三方面影響。

      2 工程實(shí)例的三種情況特征介紹

      根據(jù)地下承壓水的大小,結(jié)合工地實(shí)際情況,出現(xiàn)三種溶洞與地下承壓水相通情況,詳情見下表:

      3 處理原則

      3.1不污染地下水源,不破壞地下水系平衡;

      3.2結(jié)合溶洞大小,采用不同方法進(jìn)行人工造壁,防止灌注樁基砼時(shí)地下承壓水沖刷樁身,影響樁身質(zhì)量。

      4 處理措施

      4.1輕微程度處理措施

      輕微程度采取片石+粘土回填措施:

      (1)材料選擇:片石直徑選擇20cm 左右;粘土采用紅粘土;

      (2)比例(體積比):片石:粘土=1:1.2,

      (3)操作順序:片石→粘土→片石→粘土→循環(huán)進(jìn)行

      (4)單次回填高度:高出溶洞頂2~3m

      (5)沖壓造壁:

      ①放入鉆頭開始回沖,采用0.5m小沖程、高頻率沖擊方式,此時(shí)不追求進(jìn)尺,將回填料擠入空洞內(nèi)。

      ②當(dāng)沖壓至溶洞頂50cm左右時(shí),提出鉆頭,再次按原拋填方式拋填回填料,重復(fù)沖壓過程。

      ③回填沖壓造壁反復(fù)進(jìn)行,滿足不再漏漿并且進(jìn)尺在每小時(shí)50cm/h左右時(shí)可逐漸加快沖程,直至穿過溶洞底板2m左右后恢復(fù)正常沖孔速度。

      (6)注意事項(xiàng):

      沖擊造壁過程中要注意孔內(nèi)泥漿變化情況,如果孔內(nèi)泥漿下降較快,應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿。

      4.2中度程度處理措施

      中度程度采取片石、粘土、袋裝混合料(水泥+碎石+砂)回填措施:

      (1)材料選擇:片石直徑選擇20cm 左右;粘土采用紅粘土;水泥采用袋裝普通硅酸鹽P.O42.5;碎石采用31.5mm;砂采用粗砂;編織袋大小采用80cm×50cm。

      (2)比例(體積比):

      ①片石:袋裝混合料:粘土=1:1袋:1.5,

      ②袋裝混合料比例為:水泥:碎石:砂=1.5:1:1

      (3)操作順序:片石→袋裝混合料→粘土→片石→袋裝混合料→粘土→循環(huán)進(jìn)行

      (4)單次回填高度:高出溶洞頂5~6m

      (5)沖壓造壁:初次回填到預(yù)計(jì)高度后,用0.5m小沖程沖孔將混合物擠壓到洞室內(nèi),并反復(fù)回填擠壓。當(dāng)沖孔有夯實(shí)感時(shí)停止沖孔,同時(shí)靜止24h待混合物的強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后再繼續(xù)沖孔。繼續(xù)沖孔時(shí),溶洞范圍用1m的沖程沖孔,直至穿過溶洞底板2m左右后恢復(fù)正常沖孔速度。

      (6)注意事項(xiàng):

      ①袋裝混合料不需要封口。

      ②靜止24h過程中,需將孔內(nèi)泥漿補(bǔ)滿至樁頂。

      ③部分樁基還需結(jié)合軟弱層擾動(dòng)情況,考慮是否下鋼護(hù)筒,并且所下鋼護(hù)筒需穿過軟弱層。

      4.3嚴(yán)重程度處理措施

      嚴(yán)重程度采用片石、粘土、灌注水下砼、永久鋼護(hù)筒的處理措施。

      (1) 材料選擇:片石直徑選擇25cm ~30cm;粘土采用紅粘土;水下砼標(biāo)號(hào)C20;鋼護(hù)筒壁厚12mm,長(zhǎng)度類型有6m/節(jié)、2m/節(jié)、1m/節(jié),內(nèi)徑比設(shè)計(jì)樁徑大10cm。

      (2) 預(yù)備設(shè)備:90KW振動(dòng)錘1臺(tái),25t汽車吊1臺(tái)

      (3) 比例(體積比):片石:粘土=1:1.5

      (4) 處理流程:

      ①由于地面塌陷,先采用片石+粘土回填至溶洞頂以上h[h=地堪溶洞高H/(sin45?)]米后,剩余部分采用粘土回填至樁頂;

      ②靜止1d后,重新測(cè)量放樣,采用1m的沖程進(jìn)行沖孔,隨著進(jìn)尺鋼護(hù)筒同步跟進(jìn),沖至漏漿溶洞頂1m時(shí)停止沖進(jìn),鋼護(hù)筒跟進(jìn)至漏漿溶洞頂1.5m處;

      ③下導(dǎo)管灌水下砼進(jìn)行封底,砼方量V(1.25m和1.5m的樁V取2m3,1m的樁V取1.5 m3),靜止24h后,待混合物的強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后再繼續(xù)沖孔;

      ④達(dá)到強(qiáng)度要求后采用0.5m的沖程進(jìn)行沖孔,沖進(jìn)溶洞內(nèi)時(shí)只要有漏漿,仍按比例回填片石+粘土,反復(fù)回填沖孔,直至穿過溶洞底板下2m處停止沖孔。此時(shí)用90KW振動(dòng)錘將鋼護(hù)筒跟進(jìn)至溶洞底板下1.5m處;

      ⑤再次下導(dǎo)管灌水下砼進(jìn)行封底,方法同第③步,達(dá)到強(qiáng)度要求后恢復(fù)正常沖孔。

      (5)施工注意事項(xiàng):

      ①熟悉地堪資料,合理調(diào)整沖程,防止塌陷時(shí)將鉆頭擠入溶洞卡住無法拔出。嚴(yán)重時(shí),導(dǎo)致樁位作廢,需變更設(shè)計(jì)調(diào)整樁位。

      ②鋼護(hù)筒振動(dòng)下沉?xí)r應(yīng)注意控制鋼護(hù)筒的垂直度,可以通過調(diào)整夾口位置來調(diào)整。

      ③保持泥漿比重在1.3~1.4之間,并觀察泥漿面的變化情況,缺漿時(shí)立即補(bǔ)漿。

      5 處理結(jié)果

      成樁后,234根樁經(jīng)超聲波(樁長(zhǎng)>40m)或低應(yīng)變(樁長(zhǎng)≦40m)檢測(cè)均為I類樁。

      6 結(jié)束語

      本文結(jié)合佛肇城際軌道交通某特大橋樁基施工遇溶洞與地下承壓水相通時(shí)的處理實(shí)例,提出了三種不同程度下的處理措施。雖然成樁效果好,但本人認(rèn)為巖溶地區(qū)地質(zhì)的復(fù)雜性,使得地下承壓水對(duì)溶洞處理以及成樁質(zhì)量影響也是多樣化。不過,本人相信隨著新材料、新技術(shù)的出現(xiàn),解決地下承壓水帶來的影響會(huì)出現(xiàn)更多更新的處理措施。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 鐵建設(shè)2010[241]號(hào).《高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》,中華人民共和國(guó)鐵道部,2010

      [2] 潘彩花,吳懌哲,呂占.復(fù)雜巖溶地區(qū)的樁基設(shè)計(jì)與處理[J]工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2008,(12)

      [3]劉鐵雄,曹華先,鼓振斌.巖溶地區(qū)嵌巖樁物理模型設(shè)計(jì)[J]廣東土木與建筑,2005,(08)

      [4] 王偉軍. 鉆孔灌注樁遇地下暗河的常規(guī)處理方法[J]. 工程技術(shù):引文版, 2016(5):00097-00097.

      (作者單位:中鐵建大橋工程局集團(tuán)第二工程有限公司)

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