岩溶地质桩基施工难点及对策分析:岩溶区桩基施工
时间：2019-05-16 03:17:27 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：对于岩溶发育地区的桥梁基础，如何对桩基的稳定性做出可靠的评价、系统的运用先进理论进行施工至关重要。论文结合实际工程探讨了岩溶地质桩基施工问题，并针对性优化岩溶区桥梁基础的施工工艺，以便有效的规避岩溶风险，减轻经济损失，保证工程建设的安全顺利地进行和稳定可靠地运行。
关键词：岩溶、桥梁基础、施工
Abstract:For karst development area of bridge foundation, how to make the pile foundation stability evaluation, the system"s reliability by using the advanced theory construction is very important. Based on the actual engineering discusses the karst geological problems pile foundation construction, optimize and pointed in the karst area of bridge foundation construction technology, to effectively avoid karst risk, reduce the economic loss and ensure the safety of the engineering construction smoothly and stable and reliable operation.
Keywords: karst, bridge foundation, construction
中图分类号： P642.25文献标识码：A 文章编号：
随着公路建设快速发展，公路里程快速增加，在岩溶地区修建高速公路、桥梁不可避免。桩基础是桥梁工程中重要的基础形式，在岩溶地区进行桩基施工是一个极具挑战的问题。在岩溶发育地区进行桩基施工，成孔比较困难，施工过程中不可避免的会产生各种问题，而且桩基的质量和承载力也难以保证。因此，岩溶地区的桥桩基础施工是控制整个工程进度和工程质量的关键问题。解决好桥桩基础施工，对保障整个工程进度和工程质量起到重要作用，对降低工程投资和规避工程事故发生，减轻事故灾害具有非常重大的意义。
1工程概况
根据对乐昌至广州高速公路勘察钻孔揭露，花城互通ZK2号钻孔第四系覆盖层下28.00～60.00 m，揭露有串珠状溶洞。路线终点互通地表覆盖层下为灰岩并有溶蚀现象。其中某重点工程为某大桥，桥全长 664.596m，桥面宽度 2×净—15.25m，桥梁全宽 2×16.50m，设计荷载：公路—Ⅰ级。该桥桩位于水库中，水深达 20m，下部结构采用钻(冲)孔灌注桩基础，共计 129 根，其中 Φ150cm 桩120 根，Φ180cm 桩 9 根；上部结构采用跨径 50m 预应力混凝土 T 型连续梁，共计 182片。
由于该工程大部分桥址所处地区岩溶较发育，有溶洞、土洞分布，局部以溶蚀沟槽为主，为不良地质现象，对桥梁施工有较大影响。施工方法掌握不好，容易发生坍塌事故。为了防止因溶洞造成泥浆流失发生坍塌事故，以及造成埋锤、卡锤等恶性事故。综合考虑当地的实际情况之后采用钻孔灌注桩。
2钻孔灌注桩施工工艺要点
钻孔灌注桩施工过程主要可分为成孔阶段、清孔阶段、水下混凝土灌注阶段等三大阶段。
2.1成孔阶段
根据本工程地质情况，主要选用冲击成孔式钻机（即冲孔桩机）进行桩基础施工。在地质条件允许的情况下，为加快施工进度，可考虑采用旋挖桩机进行成孔。实际施工中常采用双护筒法，护筒埋设极为重要，吊放护筒是用起重机逐节将护筒吊放入孔内，节段间在井口焊接，焊接时控制好垂直度，如此逐节下放护筒，直至钻孔底部；对井口测量定位后固定护筒上口；按上述方法先安装外护筒，后安装内护筒，然后在内外护筒之间填充细碎石，必要时可灌注水泥浆固结；安装钢护筒时如果阻力过大可采用振动锤协助下沉到位。
护筒下放至岩面后，由于岩面一般为倾斜面，护筒与岩面之间往往会形成较大间隙，需采取固结堵塞措施，施工中常有以下两种方法进行护筒刃脚的固结：
a、在钢护筒刃脚范围内抛填块石、粘土，用2~4m冲程进行冲压，反复多次，直至孔底平整后继续向下冲进（实际施工时要求为3个工作台班）；整个过程需严格控制进尺及冲程，否则不能达到预期效果；
b、在护筒刃脚外，采用高压旋喷法将护筒刃脚与岩面周围的粗砂和角砾固结成一个有一定强度的整体围幕；这种方法安全上较有保障，但工艺复杂、成本高、工期长。见右图。
成孔允许偏差：成孔桩中心轴线偏位应不大于30mm，倾斜度应不大于0.5％。孔内沉淀层不大于5cm。成孔直径不小于设计桩直径。
在成孔的过程中应该注意以下几点：
1）桩位控制。项目经理部根据设计图纸及甲方给定的基准点，进行桩位放线定位，标定桩位和高程，完成后并应二次复检。一般桩位定位可用 300mm 以上长钢筋定位。桩基轴线的控制点设置在不受施工影响的地方。钻机就位前，必须认真核对桩位；若发现桩位有移位或被破坏，应根据相近控制点重新定位，并与相邻桩位复核，护筒埋设严格按前述要求进行。
2）垂直度控制。开孔时可用水平尺校正钻机平整度，并在钻进过程中时常检测，确保钻机水平。钻进时主动钻杆应始终与滑车保持在一条垂直线上，所用钻杆不得弯曲，发现弯曲现象及时更换。钻进过程中，如发现孔斜、缩径、坍孔现象或沿护筒口周边冒浆、地面下沉等情况，应停止钻进，经采取措施后，方可继续钻进。
3）孔径控制。根据地层实际情况，选择钻头。如地层较软、稳定，可用稍小于桩径的钻头直径，若钻进风化岩等较硬地层，可用同径钻头等。保证泥浆质量，调节泵量，以减小泥浆对孔壁的冲刷。上下钻时，发现阻力大的易缩径地段，应上下来回反复窜动，以保证孔径达到设计要求。
4）孔壁稳定性控制。为确保成孔过程中孔壁的稳定，避免孔壁坍塌、埋钻等质量事故的发生，主要应对成孔过程中的泥浆进行控制。
2.2清孔阶段
清孔的目的是抽、换原钻孔内泥浆，降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标，清除钻渣，尽量减少孔底沉渣厚度，防止桩底存留过厚沉淀而降低桩的承载力。
1）钻孔达到图纸规定深度后，且成孔质量符合图纸要求并经监理工程师批准，应立即进行清孔。清孔时，孔内水位应保持在地下水位以上1.5~2m，以防止钻孔的任何塌陷。
2）清孔时，应将附着于护筒壁的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣及泥砂等沉淀物清除。清孔次数按图纸要求和清孔后孔底钻渣沉淀厚度符合图纸规定值进行，大桥基础钻孔后一般需进行两次清孔。在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔；
2.3水下混凝土的灌注
混凝土水下灌注是否顺利直接影响桩基质量的好坏。因此，运用科学、实用的混凝土灌注工艺以确保工程质量显得尤为重要。
1）孔身及孔底得到监理工程师认可和钢筋骨架安放后，应立即开始灌注混凝土，并应连续进行，不得中断。灌注混凝土时，混凝土的温度不应低于5℃。
2）混凝土应用适宜的导管灌注。导管由管径不小于250mm的管子组成，用装有垫圈的法兰盘连接管节。导管应进行水密、承压和接头抗拉试验。在灌注混凝土开始时，导管底部至孔底应有250～400mm的空间。首批灌注混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部间隙的需要。在整个灌注时间内，出料口应伸入先前灌注的混凝土内至少2m，以防止泥浆及水冲入管内，且不得大于6m。应经常量测孔内混凝土面层的高程，及时调整导管出料口与混凝土表面的相应位置，并始终予以严密监视，导管应在无水进入的状态下填充。如为泵送混凝土，泵管应设底阀或其他的装置，以防水和管中混凝土混合。泵管应在桩内混凝土升高时，慢慢提起。管底在任何时候，应在混凝土顶面以下2m。输送到桩中的混凝土，应一次连续操作。初凝前，任何受污染的混凝土应从桩顶清除。
