巖溶地基橋梁樁基施工技術

　一、工程概況
武漢地區內巖溶發育,多表現為小型溶洞,洞高由0.4～2.5ｍ不等,溶洞均有碎石土等填充物。地下水不發育,主要為碳酸鹽裂隙巖溶水及第四系松散物孔隙水,均對混凝土無侵蝕性。本段地震基本烈度為7度。鉆孔灌注樁施工設計要求逐樁探明溶洞情況,然后鉆孔巖溶處理方案的原則。　　
(1)每根樁必須用地質鉆機鉆探,詳細記錄地質狀況、溶洞深度、高度、填充物類型,畫圖列表,為制定相應施工方案提供詳實依據。　　
(2)對填充物進行土工試驗,分析其物理力學特性,檢測容重、含水量、孔隙率等,為注漿參數計算提供依據。　　
(3)根據地質鉆探資料和填充物情況,對每根樁設計出相應的溶洞處理方案、成孔方法及施工措施。　　
(4)對每種處理方案,都要進行仔細的計算,施工前在橋位外進行溶洞注漿及鉆孔試樁試驗,取得經驗數據,完善施工方案,指導施工。　　 (5)遇到大溶洞時,必須請監理工程師和設計單位核查,明確處理方案,并報監理批準后實施。
二、溶洞處理方案　　
(1)對于封閉的比較小的溶洞,采取注漿措施,提供成孔條件穿過溶洞。若洞內無填充物或填充物不滿,則采取先填充碎石或干砂,然后注漿;若充填物呈松散或軟塑狀態時,直接注漿固結即可;若充填物已固結呈硬塑狀態時,則可以直接沖孔,但需加強泥漿護壁。　　
(2)溶洞內無填充物或填充物較少需向洞內填充砂子的,選擇一個合適的孔位,放入并固定鋼套管,將注砂管與鋼套管相連接,在注漿前灌砂。根據成樁直徑、圍護體積的小直徑及堆積體成形規律,計算填砂量。用壓風機將干砂壓入,為防止洞內高壓阻止灌砂,利用其它孔作為減壓孔。待達到計算的填充體積,壓力穩定時,即可停止。　　
(3)若設計要求灌入碎石則必須鉆一個大孔(直徑不小于30ｃｍ)放入鋼管并固定,鋼管上置碎石料斗,碎石粒徑不大于2ｃｍ,投料時振動鋼管,以防止堵塞,填充量控制與填砂控制方法相同。　　
(4)對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等,沖孔時可采取投放片石、碎石夾粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到護壁作用,保證泥漿不流失,使鉆孔順利通過巖溶區。　　
注漿方法鉆孔樁通過溶洞時鉆孔施工難度大,采取注漿法是十分有效的措施。　　
(1)根據地質情況在每一根樁的中心位置或橋墩承臺的四角鉆注漿孔,鉆注漿孔也是對地質情況的進一步勘探,通過取芯探明溶洞的高度及填充物的詳細情況。　　
(2)用注漿泵注漿,注漿壓力不宜太大,控制在0.5～1.0ＭＰａ范圍,具體壓力值由現場試驗確定。速度為15～20Ｌ/ｍｉｎ,其目的是使漿液滲透到填充物內(包含灌入的砂或碎石),然后固結,滲透小直徑定為3.0ｍ,以保證沖鉆成孔時有足夠的固結體。
注漿時注漿管必須插入填充物的底部,然后邊注漿邊緩慢上提,提管速度不宜太快,根據注漿速度確定,應使滲透半徑控制在允許范圍內。漿液選用水泥漿,用32.5級水泥,水泥漿配合比為水∶水泥=0.8∶1.0。若需用水泥砂漿,則配合比采用水∶水泥∶砂=1∶1∶0.8,需要用雙液漿時,水玻璃的含量根據現場試驗確定。　　
(3)單花管注漿,管頭花管段長度為100ｃｍ,孔眼直徑和間距根據現場試孔后確定,注漿管外徑為70ｍｍ,比鋼套管內徑要小。注漿時,通過注漿泵上的ＰＱ儀分析確定注漿的速度和結束時間,壓入量根據滲透半徑、固結體積來計算,公式為Ｑ=πＲ2Ｈβμα(1-γ)λ。式中,Ｒ為滲透半徑;Ｈ為溶洞高度;μ為填充物的孔隙率;α為超灌系數;λ為地區性經驗系數;γ、β為充填率與充填系數。這些參數和系數可根據現場試驗確定。　　
(4)為防止漿液流失太遠造成浪費,采用間歇注漿方式,使得先注入的漿液與砂子(或碎石)初步達到膠結后再注漿,循環注漿多次,直至達到規定小注漿量和注漿壓力控制值為止。　　
(5)注完一個孔后,繼續對其余孔進行注漿,后注漿的壓力必須調高,后封孔。注漿順序由現場自行掌握。　　
巖溶處成孔經過處理后的巖溶處,成孔方法基本上與普通石質地層成孔方法相同,采取用ＣＺ31型沖擊鉆沖擊的方式成孔。
三、成孔時應注意以下幾點。　　
(1)　沖擊成孔必須待注漿凝固后才能進行,一般等待時間為10ｄ左右。　　　
(2)為防止意外,沖孔前應有備用措施,備好材料,一旦泥漿泄露,及時向孔內投放粘土、水泥和片石,依靠沖擠在溶洞內形成片石夾粘土的圍護結構墻,保持孔內泥漿高度,使得沖鉆順利進行。　　
(3)加大泥漿質量和密度。采用優質泥漿,當缺少優質粘土時,可在泥漿中摻入適量的水泥、燒堿和鋸末,以提高泥漿膠體率和懸浮能力,其質量配合比為黃土∶水泥∶燒堿=1∶0.2∶0.4,鋸末按黃土體積的10%摻入。　　
(4)當巖面的傾斜較大時,鉆頭擺動撞擊護筒或孔壁,這時,回填片石,使孔底出現一個平臺后再轉入正常沖孔。　　
(5)接近巖溶地段,采取輕錘沖擊、加大泥漿密度的方法成孔,以防卡鉆和掉鉆。　　
巖面檢驗要點本工程按設計要求樁端須進入完整微風化灰巖0.80～3ｍ,工序中增加了一般地質條件下灌注樁施工所沒有的全巖面檢驗。勘察資料及實際施工表明,本地區屬巖溶強烈發育區,巖面起伏、傾角陡,溝槽、裂隙縱橫,因此,全巖面的正確判斷成為本工程成孔施工的關鍵。影響全巖面判定的因素較多,而現有的樁基技術規范、規程等均未列出統一的判定標準,受地質條件復雜的影響,全巖面的判斷往往意見不一,成為質量控制的一大難題。

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