摘 要:川南地區(qū)的橋梁樁基施工過程中經(jīng)常會遇到溶洞,若是處理不當,對橋梁工程的穩(wěn)定性及安全性都會造成嚴重影響,為此必須要針對溶洞采取適當?shù)奶幚泶胧?。在本文中,將對橋梁樁基施工過程中的溶洞危害進行總結(jié),同時提出溶洞處理方法及施工中的控制要點,從而為提高橋梁安全性提供參考。
關(guān)鍵詞:橋梁樁基;溶洞;處理措施
1.溶洞對橋梁樁基的威脅
對于巖溶地區(qū)的橋梁樁基工程施工中遇到溶洞的可能性較大,其對橋梁工程的威脅主要體現(xiàn)在以下幾點:
首先,溶洞會導致樁基開挖中的坍塌,橋梁樁基施工至溶洞或者鉆穿溶洞頂板時,孔內(nèi)的泥漿會流出,液面下降而導致溶洞內(nèi)外壓力出現(xiàn)差異,進而導致泥漿護壁受力不均而發(fā)生坍塌;
其次,樁基施工鉆孔中遇到溶洞會導致孔洞傾斜,溶洞孔壁由于分化程度不同會出現(xiàn)薄厚差異,軟硬度也有所不同,樁基鉆孔至溶洞時會由于壁孔兩側(cè)偏差大進而發(fā)生坍塌;
再次,溶洞可能會導致鉆機卡鉆問題,如果沖程不當鉆頭就會卡在溶洞頂板底部,進而發(fā)生危險情況;
最后,溶洞容易導致樁基失去效果,若是對溶洞填充不完全,樁基就可能會出現(xiàn)沉降問題,樁基無法承載橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載。或者對溶洞內(nèi)部液體處理不當會對樁基造成侵蝕,日積月累后承載力下降。
2.溶洞處治方法
如上文所述,溶洞對于橋梁的安全性、穩(wěn)定性會造成嚴重威脅,為此加強溶洞處理非常關(guān)鍵。在橋梁樁基施工時要根據(jù)地質(zhì)勘探報告及樁基設計方案,針對溶洞情況采取恰當措施。一般溶洞處治方案包括鋼護筒跟進、注漿、混凝土灌填以及常規(guī)回填四種形式。下面將對這四種方案進行詳細說明。
2.1鋼護筒跟進法
樁基鉆孔過程中跟進鋼護筒能夠避免溶洞漏漿或者溶洞位置出現(xiàn)坍塌,一般通過地質(zhì)勘探報告,發(fā)現(xiàn)樁基施工部位有較大的溶洞,或者周邊環(huán)境局限性較大,無法選擇其他處治方案時會選擇鋼護筒跟進法。若是為單層溶洞,則樁基施工之前需要預埋鋼護筒,之后采取筒內(nèi)跟進的方法,外部護筒實現(xiàn)保護與定位作用,一般長度為1.5~2.5m,根據(jù)工程實際情況調(diào)整護筒厚度。而內(nèi)部護筒的內(nèi)徑一般比樁基直徑大20~30cm。而對于多層溶洞部位,則采取多層護筒進行施工,護筒直徑從下到上依次增大,每層施工時選擇比護筒大一級的沖擊鉆,再逐漸下護筒實現(xiàn)溶洞的逐層穿擊,每層護筒沖擊至距離溶洞頂板1m的位置時停止,下放鋼護筒,之后在護筒與泥漿護壁之間注漿,當注漿飽滿密實之后再進行下一層護筒施工。
2.2注漿法
注漿法就是在外界壓力作用下將泥漿注入到溶洞中,從而有效提高地基強度及穩(wěn)定性。注漿法可以應用于各種溶洞情況,當巖溶裂縫發(fā)育導致溶洞不斷擴大時,就需要對溶洞進行填充處理。對于有填充物的溶洞,可以根據(jù)洞內(nèi)填充情況選擇高壓噴射灌漿的方式填充泥漿。對于無填充物的溶洞,若是高度不足5m,則可以采取單液高壓的情況注入泥漿,而對于高度超過5m的大型溶洞,則可以選擇雙液,也就是泥漿與玻璃水共同注噴的方式對溶洞進行填充。而當樁孔涌水時則可以采取高壓帷幕注漿法,在樁孔底部灌注混凝土,從而形成超過0.5m厚的止水底板,再采取高壓注漿的形式堵住噴涌的泥漿。注漿的壓力及速度需要根據(jù)注漿深度及順序進行調(diào)整,注漿時要按照注漿孔的順序施工,自上而下依次、分層注漿。
2.3混凝土灌填法
混凝土灌填的方法也可用于各種溶洞,施工過程中可以作為應急措施,尤其是當鉆孔溶洞突然出現(xiàn)漏漿或者樁基傾斜情況時,可以采取混凝土灌填方法。一般灌填混凝土的標號為C15或者C20,為了節(jié)約時間還可向混凝土中摻入一定比例的早強劑以實現(xiàn)混凝土快速凝固。灌填混凝土要求回填超過溶洞頂板至少1m。而對于巖面傾斜時,回填高度要超過溶洞頂板0.5m。分段回填,硬度達到要求后再進行下一段施工。
2.4常規(guī)回填法
常規(guī)回填法一般適用于中小溶洞,采取片石、水泥或者黏土塊等混合料對溶洞進行填塞,也可以在溶洞漏漿時采取該方式進行應急處理。樁基施工中若是擊穿溶洞頂板而出現(xiàn)內(nèi)部泥漿面快速下降時,就應該馬上提鉆補漿,并且拋填黏土塊或者片石,通過反復的填充而形成泥石護壁,阻擋漏漿問題。一般黏土塊及片石塊的混合比例為1:1~1.5:1。對于發(fā)育微小的溶洞在施工過程中漏漿問題較小,為此可以采取反復拋投片石與黃土的方式實現(xiàn)。
3.樁基施工溶洞處理過程中的控制要點
在樁基施工中處理溶洞問題時需要注意以下幾點:
首先,對樁基施工部位的周圍地質(zhì)狀況進行詳細的勘探。由于地下水位的區(qū)別,巖層、砂層以及黏土層都會出現(xiàn)不同程度的滲漿,若是滲漿嚴重并且樁基內(nèi)部缺少泥漿護壁時就容易出現(xiàn)塌方。此時就可以采取常規(guī)回填法、混凝土灌填法等措施進行緊急處理與加固,尤其是對于鉆機位置更需要擴大加固面積,提升地基承載能力;
其次,對于溶洞情況嚴重的地區(qū),則需要采取鋼護筒跟進,并且回填片石及黏土處理溶洞,做好護壁工作。溶洞區(qū)的片石無法有效的保護護壁,尤其是回填護壁較薄的位置,澆筑混凝土時會出現(xiàn)混凝土撐破護壁的情況,在此過程中容易出現(xiàn)混凝土下沉情況,并且澆筑后的半小時內(nèi)出現(xiàn)護壁破損而混凝土下沉,導致塌方、傾斜等嚴重后果。為此,在澆筑完成之后不能立刻拆管,靜置一段時間確定混凝土初凝不再出現(xiàn)下沉情況時才能拆除導管。
4.結(jié)束語
綜上所述,溶洞對于橋梁樁基工程施工造成嚴重威脅,影響樁基工程的質(zhì)量及進度,甚至會導致后期出現(xiàn)安全事故。為此,根據(jù)橋梁樁基施工中會遇到的溶洞情況進行全面分析,進而選擇適當?shù)奶幚泶胧?,根?jù)溶洞大小、溶洞形態(tài)確定最佳方案,保證高效高質(zhì)的處理溶洞問題,為橋梁工程施工奠定良好的樁基基礎。本文所述的四種處治方案,希望為實際施工中的具體情況提供參考。
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作者簡介:盧占雙 性別:男 生日:1993.10? 學歷:本科? 單位:中鐵北京工程局集團(天津)工程有限公司? 職稱:工程師? 主要研究方向:高速公路建設。