張慶來
(佛山 三水 528100)
在鉆孔灌注樁的施工過程中,要解決好可能存在的工程簡單、造價較低等情況,在廣泛運用的基坑、橋梁等工程管理中,對于可能出現的熔巖地基等現象,要采取積極有效的措施。其中,在橋梁施工過程中,對于整個設計要全面把握,其中有效的方式是成功處理與預防的關鍵要素。本文主要結合橋梁基礎施工過程中溶巖的有效處理方式,并以佛山廣三高速公路擴建工程潭頭村大橋樁基施工為例對溶巖地質鉆孔灌注樁施工提出一些處理與預防的方法。
在超前樁的放樣處理中,要對樁孔的范圍進行嚴密控制,形成相應的技術控制,其中,在樁孔范圍內進行超前樁的運用,并結合超前樁的整體設計,在提供的地質鉆探資料的基礎上,采用偏位鉆的方式,并與地質資料形成相應的對照,形成溶洞的寬度以及走向等問題。
再結合超前樁孔的基礎上,通過使用超前鉆孔中高壓水管向溶洞內注水的方式,從而實現對水管長度的有機控制,在外徑鉆孔相對較小的情況下,以便能讓空氣有效的排出。并在此基礎上,通過使用水表或者容器進行注水量的記錄,從而判斷出溶洞是不是為空洞或者水洞利用超前鉆的鉆孔,使用高壓水管向溶洞內注水(對高度在0.5m以上的溶洞),水管長度能保證伸入溶洞內,其外徑比鉆孔略小,并在判斷溶洞的大小與高度等特征上有明顯的要求。注水必須灌滿方止,避免進尺穿透溶洞時,孔內泥漿突然漏入空洞而造成坍方事故。

表1

表2
此法只適用于高度小于1m的溶洞。用編織袋將粘土、片石、或碎磚的混合物裝好投放到樁底,投放量填高到溶洞頂板以上,再用樁錘將其沖擠至孔壁周圍,以減小溶洞空間和溶隙、裂隙及其它跑漿出口。
當出現以下情況時采用:
(1)溶洞內有填充物填滿;
(2)有流砂;
(3)溶洞為空洞或填充物不滿,且深度在1m以上3m以內。
因此,在整個鉆孔施工的過程中,要采用噴射灌注漿的方式進行技術處理,并在固體結體之后然后進行相應的強度施工。①在布孔方面,要全面確定好溶洞的四周樁的位置,形成4個分布均勻的灌漿孔。②在鉆孔布置方面,要形成孔徑80mm的底部,在孔深達到溶洞底部的位置要求上在進行接下來的一些工作。③材料控制方面,對于高水速凝的一些材料,要全面控制好相應的膠凝固的時間,一般控制在3~30min,0.5~1h就可以產生相應的強度。④在工藝控制這一塊。可以采用雙液灌漿進行全孔封閉式管理,并采用自上而下分段的方式,可以重復攪拌。并在整個工藝控制中,形成GJY的系列灌漿自動記錄儀,形成對相關參數的具體控制,并制作出詳細的曲線圖。

圖1
當溶洞為空洞,且空洞高度在3m以上的,采用套內護筒法施工。
(1)確定內護筒長度
護筒長度:L=h+3(m)(h為地質超前鉆確定的溶洞高度)
(2)確定內護筒內徑
根據地質鉆探的結果,確定每節內護筒的內徑大小。如同一樁位只有一層溶洞,內護筒內徑采用173cm,壁厚為1cm,外徑為175cm。外護筒內徑為190cm。
當遇到第二層溶洞時,第二層溶洞的內護筒(即第三次護筒)選用170內徑。依此類推。
(3)確定鉆頭直徑
鉆頭的直徑由下一層內護筒的外徑確定,如鉆頭外徑比內護筒小2cm,擴孔后能形成比內護筒大5cm左右的樁孔,能滿足內護筒下沉的需求。
如該樁孔無溶洞,鉆頭直徑以樁基設計直徑限值;如樁孔內有多層溶洞,該樁實際上成為從上往下逐段變小的截面變化,但最小段不小設計樁徑。
(4)溶洞頂部沖孔
在溶洞頂部沖孔的設計過程中,要結合溶洞頂部的綜合需要,采用相應的機械化操作,其中主要使用鉆機為回旋鉆的機械,形成鉆頭、鉆桿等方式,在換用沖擊鉆孔的基礎上,保持好良好的直徑,一般都是在173cm,其中,在沖擊穿過溶洞頂部的時候,就會呈現出沖錘的現象,此時,就要形成輕輕的捶打,慢慢的上下提動,直至沖錘不明顯的受阻礙為止,在頂部的范圍內采用上下慢提的方式,從而全面提升整個的高度,且不能超過50cm(見圖2)。

圖2 鉆頭慢慢沖破溶洞頂板
(5)沉放內護筒
GPS鉆機就位,用鋼絲繩活扣綁住內護筒,在鉆機鉆桿上附加壓架,利用鉆機的鉆進壓力和鉆桿、鉆頭的重量,使內護筒隨鉆頭的鉆進而下沉,直到溶洞的底部(如圖3)。

圖3 將內護筒壓入溶洞底部
(6)處理內外護筒空隙及內護筒與溶洞底部間空隙
在內護筒底部及頂部100cm范圍內回填砂、碎石,中部回填中砂(見圖4),然后用高壓噴射灌漿法(旋噴法)對回填體進行灌漿處理,高水速凝材料使用較低水灰比,材料摻合比取值在15~25%之間(見圖5)。

圖4 向溶洞投放填料

圖5 噴射高水速凝材料
固結強度達到30MPa,抗滲系數達到10-7m/s后,重新沖孔(見圖6)。
如在內護筒底部及頂部100cm范圍內回填小碎石素水泥混凝土,內護筒中部回填砂,則免灌漿處理。

圖6 重新開孔
(1)入巖后漏漿或漏塌;
(2)樁錘入巖一定深度后,突然進尺加快,有時不用提錘而錘自動下沉;
(3)取到的巖樣中,風化巖樣較多,且有鐘乳石碎塊;
(4)入巖后泥漿逐漸改變顏色。尤其是由黃色變為黑色,說明有溶洞,并且被軟塑——流塑狀態淤泥質粘土所填充。
在現有地質鉆探資料和超前注水的基礎上,并通過成孔過程中的監測,基本上能正確分析斷裂層的走向,判斷溶洞的存在、大小、數量、填充狀況、溶洞或暗河等特性,但由于鉆孔位置與溶洞的相對位置存在多種形式,容易造成以下誤判情況。

圖7

圖8
入巖前適當減少樁錘的沖擊力,防止樁錘突然沖穿溶洞頂板時的瞬間拉力過大而拉斷鋼絲繩。
從溶洞頂板以下提起沖錘時,控制好提錘時的速度和力度。
使用高強度的錘齒,錘齒磨損后及時更換。通過觀察鋼絲繩的擺動情況及適宜的測量,及時發現斜孔并進行修正。
用編織袋將粘土、片石、或碎磚的混合物裝好投放到樁底,投放量填高到溶洞頂板以上,再用樁錘將其沖擠至孔壁周圍,以減小溶洞空間和溶隙、裂隙及其它跑漿出口。已對內護筒兩端作噴射灌漿的除外。
現在,隨著國家對西部開發力度的加大,山區公路的建設逐漸增多,我們遇到溶巖的機會也必然會增大。本文根據以住的經驗并結合佛山廣三高速公路擴建工程潭頭村大橋的施工情況,總結了溶巖地質鉆孔灌注樁施工中所采用的處理與預防的方法,以此積累相關的經驗,便于在以后的施工中借鑒。
參考文獻
[1]朱永杰.巖溶地質條件下公路橋梁基礎鉆孔灌注樁施工及溶洞處理技術探討[J].四川建材,2009(2).
[2]汪元貴.巖溶地質區域內鉆孔樁施工方法的探討[J].科技風,2009(2).