浅谈桥梁桩基施工技术

　　摘要: 岩溶地区,因地下岩溶裂缝、不同大小溶洞而给桥梁桩基成桩施工带来较大困难。岩溶发育、石灰岩地区的桥梁桩基技术进行研究,探讨岩溶地区桩基施工特点,进行技术归纳总结。

　　关键词: 桥梁工程; 岩溶地区; 桩基; 质量控制

　　Abstract: the karst area, for underground karst fissure, different size cave and bridge pile foundation construction pile to bring greater difficulties. Karst development, limestone area of the bridge pile foundation technology research, this paper discusses the characteristics of karst area pile foundation construction, technical generalizations.

　　Keywords: bridge engineering; Karst region; Pile foundation; Quality control

　　中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

　　1桩基施工遇到的问题、控制及技术

　　1. 1在桩基施工中碰到的问题

　　1) 因地质条件复杂、溶沟溶槽、溶洞、裂隙特别发育, 冲孔时泥浆突然下降流失, 常出现反复回填反复冲孔现象, 最多达17次之多, 且大多数桩基都存着此现象。

　　2) 由于溶洞, 溶沟发育, 卡锤、掉锤事件多。

　　3) 混凝土浇灌超方与扩散最大。

　　4) 由于溶洞、溶沟现象多, 上下出现多处溶洞(葫芦串洞), 满足不了桩尖下石灰岩持力层厚度,有的桩基孔深, 成孔较难。

　　5) 在施工中, 以地质资料作依据, 但重在以实际冲孔进尺速度与碴样来判断终孔持力层。

　　1. 2桩基控制技术

　　1) 处理原则: 在岩溶地区进行桩基施工时, 必须做到因地制宜, 有预见有准备地选择岩溶处理方案, 冲孔施工时, 要求对设计文件提供的钻孔资料及柱状图进行分析, 对溶洞较发育的桩基, 要一一探明情况, 然后钻孔。

　　每根桩必须有地质钻探资料, 详细记录地质状况, 溶洞深度, 高度, 画图列表, 为施工方案提供详实依据。

　　对填充物进行土工试验, 分析其物理力学特征, 检测容重, 含水量, 孔隙率等, 为注浆参数计算提供依据。

　　根据地质资料及填充物的情况对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法与施工措施。
遇到大溶洞时, 会同设计代表查明, 明确处理方案后实施。

　　2) 石灰岩地区桩基施工冲孔施工控制技术与措施。开钻前详细了解地质资料, 准确掌握冲进情况, 了解溶洞的位置。开钻做好以下工作:

　　a) 准备足够的粘土、片石与袋装水泥;

　　b) 每桩泥浆池要制备不少于10m3的泥浆以备用;

　　c) 只要钻进, 留守人员密切注意孔内情况, 遇到溶洞孔内的水位下降, 立即补足水位, 防止坍孔埋钻事故发生, 并投放片石与粘土, 用冲锤小冲程慢慢冲击形成人造孔壁。

　　漏浆、坍孔:

　　a) 对个别难于处理的孔位可采用埋置深护筒的办法处理, 防止复坍孔(流砂, 软泥层, 砂砾层等);

　　b) 因裂隙或泥浆置换少量漏浆的, 采用抛填袋装水泥, 粘土石头用冲锤小冲程反复冲捣的办法, 一般很快堵住。对于渗漏较严重的溶洞, 及时回填粘土, 片石等, 充满孔内, 并补充水与泥浆, 重新冲孔,可能会出现反复回填反复冲孔的方法对付溶沟溶洞。

　　卡锤。打捞方法可采用偏心钩、钢绳套及潜水员打捞等常规方法, 可采用振动爆破法处理。

　　在出现捞锤无法实现的情况下, 或出现坍孔埋锤的情况下, 由于本地区地质条件复杂, 岩质以上孔位沉积岩质土层含大小不等的石头较多, 钢护筒跟进法处理捞锤较难; 在高速公路采用双孔扁担梁代替原桩方法是不允许的, 只有采用先埋孔再采用扩大孔径人工挖孔, 钢筋混凝土护壁法来实现捞锤与桩基施工。由于冲孔中溶沟、溶洞存大, 在施工中反复回填与反复冲孔, 使溶洞口形成一道护壁墙, 堵住了洞口, 才使桩基越过溶洞, 但在混凝土灌注中, 混凝土压力大于泥浆, 可能会出现混凝土冲穿护壁墙, 混凝土面下降或下降到导管底口以下, 造成意外断桩或缺陷。为了预防此情况发生, 在混凝土灌注中, 必须确保导管埋深有一定深度, 以能确保灌注为宜, 同时多测量导管埋深, 多观察, 有异常及时补救处理。

　　桩基处在石灰岩岩溶发育区, 上下多层溶洞形成葫芦串溶洞溶沟, 桩长势必增长, 由于孔壁摩擦力小, 只能按端承桩设计考虑。超长端承桩在岩溶地区较难施工控制, 故超长桩成孔与混凝土灌注也是本项目质量与技术控制重点。

　　2桩基质量控制方法

　　2. 1成孔工艺

　　岩溶地区桩基成孔, 只有全套管钻机或冲击钻机适用, 普通旋转钻机不能处理溶洞, 且对洞底坚硬灰岩层钻进困难, 极易损坏钻头, 经综合考虑, 确定为冲击钻冲击成孔, 利用冲击锤尽力冲击, 在砂层或溶洞处冲砸、挤压泥石, 填塞孔洞形成泥石护壁。对于岩溶区桩基桩长小于30m且地下水不丰富的可采用了人工挖孔桩施工方案。

　　2. 2冲击锤成孔

　　1) 在岩溶层钻进时, 应熟悉地质资料, 作好准备, 将钻至溶洞时, 改用小冲程缓慢钻进, 防止突然打穿溶洞顶板, 造成卡钻, 备足粘土、片石、袋装水泥等材料, 漏浆时, 马上回填, 以小冲程反复冲砸, 形成泥壁, 堵塞洞内的通道, 防止孔壁坍塌和泥浆流失。必要时提前对溶洞进行注浆处理。

　　2) 因岩溶层地质复杂, 洞内岩面高低不平, 或一面有岩, 一面悬空, 容易造成卡钻和斜孔, 此时必须抛填粘土、片石, 用低冲程冲砸, 反复循环, 多次休整桩孔, 保证冲孔质量。

　　3) 卡钻、掉钻的预防和处理。在遇到探头石、落石、梅带孔、岩溶层的溶沟、溶槽或击穿溶洞顶板时, 极易发生卡钻, 此时应抛填片石, 高频低程冲砸。如已发生卡钻, 应仔细分析原因, 不可妄动, 以免造成越卡越紧或掉钻事故, 用小冲锤(以圆钢或钢轨焊接)在桩孔一侧冲击, 并配合高压空气或高压水冲射, 使卡点松动后提出钻头。必要时可试用水下爆破法, 震松卡锤, 吊车配合提出钻头。

　　因溶洞原因形成探头石, 锤头被卡住, 用钢轨焊制重约1t的小冲锤, 查处卡点位置后, 在桩孔一侧反复冲击, 同时将胶管伸入孔内以高压水冲射, 使卡点松动后提出锤头。掉钻的原因主要是大锤的老化破断, 或大绳与锤头连接不好, 钻孔中应时常检查机具设备防止掉钻, 如掉钻后立即打捞, 根据不同情况, 采用能够适宜的打捞工具。条件允许时, 可采用潜水员潜入桩孔打捞。如有孔径缩孔现象, 卡钻与掉钻经以上技术措施无法提出时, 采用多吊点液压千斤顶顶起法处置(顶起力1000~2000kN)。

　　4) 出现漏浆泥浆突然流失, 易造成坍孔埋钻。或掉钻后采用其它方法都无法施效后, 最终采用埋孔, 扩大桩径, 人工挖孔法, 钢筋混凝土护壁逐层开挖到卡锤掉锤位置, 再将锤钩吊提起与成孔。

　　5) 岩溶地区超长桩基混凝土灌注质量控制:

　　钢筋笼安装, 提吊点必须焊接牢固, 因钢筋笼太长太重, 因之提吊钢笼吊下孔内也有案例; 钢筋笼加强箍内的三角撑在安装下放时, 要一一切除之,否则会影响导管提起与插入。超长桩, 安放钢筋笼长, 接头多, 焊接时间较长, 加上导管安装, 泥浆沉淀较厚给二次清孔带来困难与不便, 故在提锤与安装钢筋笼时, 采用下放高压泵到孔底冲底法使泥浆循环, 减少沉淀。安装导管每节连接口必须检查丝口的拧紧程度及密封圈的质量, 因为导管过长, 受力较大, 容易出现松动与渗透可能, 导致混凝土灌注失败。同时, 导管下放与混凝土灌注时, 导管尽可能居中, 孔长稍有偏孔与斜孔可能使导管底借用钢笼, 上不了下不去现象。

　　混凝土灌注: 溶洞地区成孔后, 混凝土灌注与正常孔基本一样, 但导管的埋深一定要掌握, 标准埋深2~6m, 在溶沟溶洞发育地区不得低于4m, 防止混凝土压穿造成混凝土面下降, 低于导管造成断桩现象。混凝土面不上升或上升特别慢时, 保证混凝土入灌速度时, 勤测量埋深, 防止提升导管出现断桩。总之, 不可见因素较多, 每个施工环节加强防范。

　　2. 3人工挖孔桩质量控制技术

　　岩溶地区桩长在30m内, 地下水少的地方, 采用人工挖孔桩较为实用, 逐层下挖, 逐层混凝土护壁、在溶沟溶洞的地方, 短进尺, 多观察, 地下情况看得见, 摸得着, 处理方法随机应变。根据现场溶沟溶洞存在的位置、形状、大小不同, 洞内的填充物不同, 有不同的处理方法。

　　1) 钢筋混凝土护壁穿越法, 孔内侧面存在溶沟溶槽, 外露口较小, 先清理沟口边上的填充物, 里侧用板或小棍子等物支挡, 护壁混凝土内加设钢筋网片, 外侧安装护壁钢模, 浇注护壁混凝土。

　　2) 回填侧墙法; 侧面溶沟较大, 形成洞室的, 采用回填土与洞口砌护壁墙法, 再浇注护壁混凝土越过溶洞。

　　3) 孔底存在溶沟溶洞时, 一般先回填再开挖,再混凝土护壁施工。施工中水溶洞基本上没有碰到过, 在此不作说明。

　　结语：

　　总之,岩溶发育地区桩基施工, 在施工中遇到了漏浆、泥浆流失、卡钻掉锤, 坍孔等危害, 通过对所管标段出现的问题, 在施工中总结出岩溶地区桩基施工控制技术与质量控制措施。

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文章名称： 浅谈桥梁桩基施工技术

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