山区岩溶地质孔桩施工问题研究

中图分类号:TU74文献标识码:

1问题成因

1。1浇筑桩身砼时发生砼沉陷,桩身砼产生空洞

产生此类问题的原因是桩孔边缘存在溶洞,溶洞与桩孔间的岩石厚度薄,挖孔施工中的爆破作业对其产生损伤,致使其抵御孔内砼侧压力能力论文网降低或不足。在砼浇筑到一定高度后,砼的侧压力破坏了其间岩石的完整性,发生爆壁,进而砼流入溶洞,以致发生孔内砼沉陷,且砼流动性受桩基钢筋笼及灌注时间影响,不能像水一样,能全方位填充,如此,桩身砼产生空洞。

1。2产生断桩

人工挖孔桩工艺施工桩基砼一般采用串筒下料,人工振捣的浇筑方式。本项目个别桩基的桩孔在开挖时,出水量大,采取强排措施得以完成挖孔施工,现场人员临时改变浇筑工艺,桩身砼由原来的人工浇筑改为水下灌注。水下灌注时发生堵管,堵管原因分析:(1)近孔底处孔壁溶洞呈管状贯通,与附近采取冲击成孔工艺施工的桩孔也有连通;(2)桩孔内原本水深不够,灌注砼时,因水流失,水反压砼的压力不足,导管中砼受冲击惯性力作用;(3)首封砼用量不足,导管内进水。堵管后,水下灌注砼受阻,此时孔底水深在40cm上下,临时改变砼施工工艺,即采取人工浇筑。如此,产生断桩,断桩原因分析:(1)施工准备不足,对管网状溶洞认识不够;(2)对水下砼灌注工艺认识不深;(3)改变砼施工工艺后,其接缝面积水和流砂未处理干净。流砂成因:管状溶洞贯通,与附近冲击钻孔的桩孔有连通,冲击钻渣呈细砂状随地下水流入接缝处。

1。3孔底出水量大,挖孔受阻

本项目部分桩基位于低洼处,采用人工挖孔桩工艺施工,在挖孔到一定深度后,孔内出水量大,采取正常的强排措施不能满足人工挖孔施工要求。探其原因,桩孔底部遇到管网状溶蚀缝隙(小溶洞),水量大。

1。4钻孔中,发生卡钻。埋钻。孔内漏浆等

本项目的扁纯大桥部分桩基在人工挖孔到一定深度后,出现大量涌水,挖孔施工遇到困难。该桩基属于施工计划关键线路上的项目,为保工期,后续采用了冲击钻施工。冲击钻施工过程中,发生了卡钻。埋钻和孔内漏浆等问题,工效低。原因分析:(1)发生卡钻。埋钻的原因:对溶洞的产状认识不够,预控措施不到位,钻孔操作不当等;(2)遇到贯通的溶蚀缝隙或管网状溶洞,浆液渗漏,甚至直接流失。孔内漏浆,孔底有流动水,致使泥浆稠度不足,浮渣效果差,正循环排渣不具备条件,在浆面处设置泥浆泵助排,也没效果。

2处理措施或预防方法探讨

2。1浇筑桩身砼时发生沉陷,桩身空洞

2。1。1处理措施

采用桩芯凿井法到达缺陷部位。即根据桩基超声波检测报告,在桩基中间处,采用人工风镐开挖适当直径(示桩径定)的井道,到达缺陷部位,清理掉空洞周围的松散砼,测量爆壁口大小。形状,探明溶洞产状和大小。根据溶洞的产状和大小,确定填充方案或爆壁处封堵方案。溶洞规模小,采取直接灌注砼填充,填充满后,再浇筑井道微膨胀砼;溶洞规模大,水平产状,可采取浆砌片石进行封堵;竖向产状或浆砌片石困难时,采取钢模板封堵,模板加固通过在孔道中设置型钢,在型钢上设置拉杆来实现。

2。1。2预防方法

此类问题产生很偶然,产生问题后,处理比较麻烦。为预防此类问题发生,在挖孔过程中和验孔时必须严格。认真检查,对孔壁进行敲探,对易产生爆壁的迹象进行诊断,采取上述相应方法进行预先处理。

2。2产生断桩

2。2。1处理措施

(1)注浆法处理。地质钻机在桩横截面上钻2个以上直径<100mm的孔,一个用于压水。压浆,其余作为排出孔,钻孔深度超过夹砂面以下50cm。埋设注浆管,用高压水泵向孔内压水,压力控制在0。5-0。7MPa,对断桩处进行高压冲洗;待出水口出清水后,向压浆管内压入水灰比0。8的水泥浆;孔内清水全部压出后,压入水灰比0。5的水泥浆,压一阵,停一阵,以确保浆液得到扩散;当浓浆从孔口流出时,第一次压浆完成;第二次压浆采用水灰比0。4的水泥浆,压力控制在0。7MPa。

(2)桩芯凿井法处理。凿井到断桩部位,清理干净夹砂层,并将接缝清理干净,浇筑微膨胀砼。

2。2。2预防方法

挖孔完成后,验收桩孔时,技术人员必须对出水情况进行调查,摸清出水部位。流量。水中是否携带流砂等,分析出水口大小,砼施工时是否漏浆,是否需要封堵。封堵方案可行,即可采用人工浇筑;封堵方案不可行,必须采取孔底钢护筒措施,以避免砼流失或遭地下水冲洗,且要量测孔底沉渣厚度,避免产生缺陷桩。采用水下砼灌注工艺时,必须分析水下砼灌注的不同深度时孔内水的深度,分析首封砼的用量,从施工组织上确保首封砼灌注连续进行。首封成功,若孔内水深小,水压力不足,对砼密实不利,这种情况下,采取水泵抽干孔内水,改为人工浇筑。[1]

2。3孔内出水量大,挖孔受阻

选择施工时机,即选择枯水期施工。桩孔开挖出管网状溶蚀缝隙,出水量大,水量受季节变化明显,本项目已暴露有类似问题的,不在关键线路的桩基施工,均选择在枯水期进行,在枯水期施工,地下水影响小。

2。4钻孔中的卡钻。埋钻和漏浆等

2。4。1处理措施

(1)放炮。放炮措施用于卡钻处理。即通过钻机的卷扬机动力使钻机尾端翘起,在钻头附近设置少量乳化炸药,在爆炸冲击力和钻机尾端重力共同作用下,使钻头(锤头)松动提起。在放炮之前,采用空气吸泥法对钻头上泥渣进行清理。该处理措施比较常规,有一定的效果,但在该项目的卡钻处理中,没起到作用。

(2)人工清障。地下水受季节变化明显,雨季过后,孔内水位下降,钻头显露。在这种条件下,人工清理钻头上的钻渣,清理钻头的周边,得以提起钻头。从卡钻现场看,卡钻属于钻头击穿溶洞后倾斜,进而被卡死。

(3)回填片石和黏土。回填片石和黏土是处理溶洞的方法之一,处理的溶洞应该为独立溶洞,未与外届形成连通。采取该措施处理过,基本没有效果,不能达到填封的目的。

(4)水下灌注砼。水下灌注砼是处理桩孔因溶洞而漏浆的方法之一,该法采用,完成了一根桩的施工,成本高,施工时间长。

2。4。2预防方法和其他处理措施

(1)通过地质钻探探明溶洞位置。产状等,针对不同的溶洞类型,采取相应的预防或处理措施。常规的桩基设计前的地质勘测只在桩芯处勘测一个点,对于岩溶地区来讲,这一点不能满足施工要求,在施工前应在桩周适当范围进行加密勘测(超前钻)。尽可能发现桩周潜在的溶洞,为施工做好引导与预控。

(2)冲击钻孔到临近溶洞时,要求低冲程。低放松锤头的方式操作钻机,并注意泥浆面的变化,避免卡钻或斜孔等。

(3)根据超前钻资料和周边桩孔施工情况,对桩位处有地下暗河或贯通溶洞的桩基,其施工最好采用钢护筒跟进法。即在冲击钻孔过程中,逐步打设钢护筒的方法。护筒跟进法有单层跟进法。两层跟进法和多层跟进法,单层护筒跟进要求开孔直径比护筒直径大5-10cm,多层护筒跟进,要求外护筒直径比内护筒的大10-20cm,最内侧护筒的直径必须满足桩径要求。钢护筒要有足够的刚度,采用振动锤打设。

(4)片石。黏土和水泥筑壁法

按比例采取抛填大块片石。粘土。整包水泥。速凝剂填充后,采用钻机冲孔,将抛填物挤入溶洞的处理方法。在抛填过程中,应注意分层进行,每次处理溶洞的深度约2m左右,层层推进。反复冲击,直至溶洞底部。抛填石头粒径要大,填充后,孔壁稳定性好。溶洞经多次处理且情况基本稳定后,再一次性回填抛填物至溶洞顶以上4m,重新冲击处理两次,直至无塌孔。吸钻。卡钻。埋钻。孔斜。缩孔现象及正常出渣为止。

(5)超前注浆法

该法是向有松散。流塑状填充物的溶洞中注入一定量的水泥浆,使填充物固结稳定后,进行桩基施工。

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