桥梁桩基施工中的溶洞处理分析杨水泉

桥梁桩基施工中的溶洞处理分析杨水泉

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摘要:在进行桥梁桩基的施工建设中,常常会遇到溶洞,这种情况下,必须对其进行妥善的处理,桥梁桩基施工是一类隐蔽性工程,施工中存在极大的安全隐患,如果没有妥善处理,很可能会导致安全事故的发生,出现掉钻、卡锤以及漏浆等现象。为了避免出现上述问题,必须对溶洞进行全面、细致的了解,然后采取合理的处理办法,以保证施工顺利开展,保证桥梁的稳定性和安全性。

关键词:桥梁工程;桩基施工;溶洞处理

一、溶洞桩基施工方法

1.成孔法

如果溶洞中含有可塑或者软塑形式的亚黏土,不存在填充物,不存在漏水现象,则无论溶洞的尺寸和体积大小,不论数量多少,都应该按照常规的地质状况开展施工工作,不考虑溶洞存在的差异性影响。大部分溶洞并不填充内填物质,仅仅填充亚黏土,其具有极佳的物理性能,湿密度适当。洞内的土质和溶洞外的土质没有什么区别,可以按无溶洞的情况施工。

练屋中桥和横石水大桥在桩的上部采用人工挖孔,自地表挖至11-17m时,已经穿透了透水层和一些溶洞,施工没有受到溶洞的影响。再往下改为冲击钻成孔,也不会出现漏浆和坍孔现象,按照正常的地质情况施工。

2.片石粘土筑壁法

溶洞内无充填或半充填,溶洞高度不太大,一般在3m以内,但存在严重漏水,护筒内头高度不能保持时,可采有片石加粘土(按1:1体积比)回填冲击,使其形成泥石护壁。反复多次回填片石粘土,反复冲击直至形成泥石护壁不再漏浆为止。练层中桥和横石水大桥大部分桩基是采取这种方法成孔的,这也是个比较成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工时,钢护简必须穿透砂砾及卵石层等透水层,坐落在不透水的亚粘土层上,这样可以防止由于溶洞漏水,水头高度急剧下降而造成的坍孔。在地下水容易控制的地质情况下,也可以采取人工挖孔砼护壁的方法施工,并且要穿透透水层,坐落在亚粘土层上。练屋中桥、横石水大桥均采取这种方法施工。有些桩在施工中几次严重漏水,护筒内水头高度急剧下降,均未出现坍孔现象。练屋中桥第一次进场的施工队,就是因为钢护筒很短,没座在亚粘土层上,造成坍孔,导致钻头被埋在孔内。打油林小桥4#桩、坝子中桥14#桩也都由于这个原因造成坍孔。坝子中桥9#桩坍孔时还将钻头埋在孔中。

3.钢护筒跟进法

溶洞较大,洞内无充填物或流塑充填物,漏水很严重,采取片石加粘土反复打密,仍然无法形成泥石护壁的,可采取钢护筒跳进法施工。该方法就是一面冲孔,一面接高护筒,并且将其震动下沉至已钻成的孔内,有以隔断溶洞内流塑充填物或水的活动。钢护筒跟进有两种施工方法。一是冲击钻成孔钢护筒跟进法。还有一种情况就是桩孔穿过多个溶洞,并且均已成功造壁,在下面冲孔时,上面已形成的泥石护壁坍塌漏水并且无法解决时,可以钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏,漏几个溶洞钢护筒跟到几个溶洞。在距孔口4-5m的位置设一个导向用的环形钢筋,内径也是大于钢护筒外径10mm左右,锚固在砼护壁上,钢护筒沿这两个定向装置下滑。上下钢护筒拼接时,用2台经纬仪(或2人持垂球)在两个垂直方向看护筒边缘均在竖直线上,护筒是竖直的。拼好的钢护筒沿导向装置下滑。为保证钢护筒顺利下滑,要求桩孔要竖直,无歪斜、缩颈。钢护筒孔径要准确,连接要顺直用卷板机成型。钢护筒要有一定的刚度,钢板厚为8-10mm为宜。由于钢护筒外缘与人工挖桩砼护壁或冲击钻的孔壁还有一定的问隙,桩顶在水平力作用下可能产生一定的水平位移,在施工中可采取一些措施予以解决。

二、合理选择施工方案

如果溶洞的体积较小,可以通过直接添加泥浆,来维护孔内部具有稳定的压力,避免出现塌孔,然后将石块抛出,当孔内部的水位处于一个平稳的状态时,再继续开展施工工作。第二,如果溶洞的体积数值较大,空间的垂直度数值不小于1.5米,具有厚度较大的覆盖层,大于十米,同时,地面没有出现塌陷状况,则可以通过在溶洞中设置钢护筒,来实现溶洞的隔绝,避免出现大量的灌注水泥的流失。第三,如果孔口的地面出现崩塌现象,则将出现崩塌位置的杂物进行合理的清理,然后采用土体填充,在测量出桩的位置,将钢护筒埋入,然后进行再次钻入。

三、应用的技术措施

1.避免卡锤、掉钻

结合地质状况,对溶洞上部的孔径进行冲孔处理,溶洞上部可能为人工挖孔,也可能是冲击钻成孔,在这两种操作形势下,都可以对其采用导向圈进行处理,将上部的空间依照设计桩的孔径尺寸拓展20厘米,当钻到顶部的岩层时,必须对剩余厚度数值进行全面、细致的检测,不允许进行片石的补充。控制抛进填充物的厚度数值,抛过以后再次冲击,冲过以后再次抛置,往复循环下去,尽可能实现冲程的降低,实现尺寸的减小。

2.冲孔进度

在冲孔的过程中,可以采用重锤进行操作,进尺速度约为每小时八十厘米,提钻的高度尺寸约为五十厘米到八十厘米之间。、

3.漏水、漏浆处理

当钻孔将溶洞冲透以后,要保证孔内部的泥浆水头,当出现泥浆表面下降的情况时,马上将冲锤提出,再向孔中注入水分或者补充浆液。当浆液泄漏十分严重时,可以通过添加片石或者黏土,进行水泥的再次回填,来实现冲击和开孔,也可以通过设置钢护筒来进行处理。如果设置钢护筒也会出现泥浆的泄漏,则可以设置与上部的钢护筒相比较尺寸更小的护筒,来进行处理。对于钢护筒的护筒脚处理,可以采用冲锤来进行敲击,以实现有效的堵漏处理。

4.选择抛填物

对溶洞进行冲孔操作时,基于其内部的填充物组成各不相同,所以应该进行差异性的材料来进行护壁的抛填。当洞内部的填充物是亚黏土时,可以适当的抛填黏土和片石,避免出现塌孔,实现护壁效果的极大改善。

5.避免斜孔

在应用冲击钻进行成孔操作时,有些岩表面会发生倾斜,对于这类问题的处理办法是将一些硬度较大的片石填入,用于找平岩表面,通过较小的冲程冲入,避免出现斜孔或者卡钻现象,当孔的位置处岩表现存在相对严重的倾斜现象时,或者出现一般是岩石,一半是土体的现象,需要将混凝土直接灌入,待其强度达到确定的数值以后,再进行重新钻进。

6.预防混凝土泄漏

溶洞的桩成孔操作中,在进行水下混凝土的灌注时,可能由于混凝土压力过大,导致护壁被严重的破坏,溶洞中出现混凝土漏浆发生。所以,为了避免出现这类问题,在进行混凝土施工时,首先将溶洞端部的顶板冲开,贯穿,在洞内做好护壁操作,再将水泥、砂浆、黏土、片石等填充物填入,使其大于溶洞端板的高度数值,重复冲击,便形成了具有极好强度的、厚度尺寸较大的、更加稳定的护壁。

在桥梁的施工中,必然会存在溶洞的危害,所以,在施工中,要严格注意,严格管理,不允许存在侥幸心理和懈怠情绪。做好全面细致的勘察,明确桩的具体地点以及处理办法,尽可能实现资金投入量的减少。要重视前期的准备工作,做好安全检查,溶洞的布置方面要细致、精心,实现准备的充分性,分批进行进度安排,当工序较紧张时,无法满足工作由易到难的顺序进行处理,实现工序的紧凑型,节约时间的同时,改善了工艺技术和方法。

综上所述,在进行桥梁装置施工中,必然会涉及到对溶洞的处理,如果处理不恰当,将会对工程造成危害,在进行熔岩地区的桥梁桩基施工中,要全面收集数据和信息,严格把控资料和文件,实现问题的全面处理,避免出现危险,保证施工质量,满足安全性的要求,同时,技术人员要不断优化施工方案以及工艺,在保证质量、安全的同时,减少资金的投入量。

参考文献:

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[2]张贝贝,何于淦,刘向磊浅议桥梁桩基施工中的溶洞处理[J].湖南工业职业技术学院学报,2016,16(6):14-15,24.

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