復(fù)雜地區(qū)樁基溶洞和偏孔處理技術(shù)

復(fù)雜地區(qū)樁基溶洞和偏孔處理技術(shù)

文志峰三段橋是羅廣線yq9標(biāo)準(zhǔn)段的溫度控制，位于1k443和423段。根據(jù)樁基地質(zhì)勘探孔的柱狀圖，表面為2.4m厚的粘土，下表面為5.10m厚的卵石土和圓礫土。地下水非常豐富。高、低平坦的石灰?guī)r基巖中分布著不同大小的空洞。該橋在樁基施工中，曾遇到溶洞漏漿，造成多次不同程度坍孔且影響到相臨樁基。同時(shí)因遇到溶洞后巖面傾斜過大，偏孔嚴(yán)重，在處理偏孔過程中，上部泥漿因沉淀時(shí)間過長，比重下降，也出現(xiàn)了坍孔。由此可見，樁基溶洞和偏孔處理是本工程施工的難點(diǎn)。1溶解處理1.1坍孔的處理在上層軟弱透水層與巖層間出現(xiàn)溶洞，易造成護(hù)壁外側(cè)上層軟弱透水層塌填充溶洞，并對(duì)挖孔護(hù)壁形成偏壓造成護(hù)壁偏移或開裂變形，嚴(yán)重的因護(hù)壁損壞造成坍孔。為此，對(duì)該處出現(xiàn)的漏漿要高度重視、嚴(yán)密監(jiān)控并及時(shí)進(jìn)行處理。處理的辦法是向孔內(nèi)回填黃泥和水泥，使黃泥、水泥與少量坍落的透水層土體固結(jié)形成不透水的護(hù)壁，并在孔內(nèi)泥漿的反壓下保持孔壁穩(wěn)定。在0#臺(tái)因孔周邊透水較大，且有泥夾層，在挖孔過程中易坍孔，護(hù)壁在混凝土產(chǎn)生強(qiáng)度前就受力變形，不能形成有效支護(hù)，為保證上部開挖成孔，采用高壓旋噴樁對(duì)孔壁周邊進(jìn)行加固，效果比較理想。1.2回填片石和麻黃巖層內(nèi)出現(xiàn)溶洞，對(duì)成孔一般影響不大，為保證順利鉆孔，只要對(duì)孔內(nèi)泥漿進(jìn)行補(bǔ)充，并對(duì)空洞進(jìn)行回填即可處理。一是漏漿量較少情況（漏漿小于3m），只要向孔內(nèi)回填黃泥，并采用小沖程進(jìn)行處理。二是漏漿量較大（漏漿大于3m），就要向孔內(nèi)回填片石和黃泥，并用小沖程慢速把片石擠進(jìn)空洞，并通過黃泥填塞片石縫隙，形成穩(wěn)定的孔壁。在處理溶洞過程中要保證孔內(nèi)泥漿的比重，耽擱時(shí)間不能過長，避免原已經(jīng)處理的溶洞孔壁因內(nèi)外壓力不平衡造成重復(fù)坍孔。1.3漏漿出口的反滲透膜施工根據(jù)該橋溶洞的發(fā)育程度，經(jīng)對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行認(rèn)真踏勘，對(duì)出現(xiàn)的漏漿口和地表沉陷部位進(jìn)行平面描繪，發(fā)現(xiàn)出漿口通常分布在橋址的下游，而地表沉陷則在橋址的上游或稍偏的部位，即溶洞發(fā)育方向基本與地表水流方向相同。因此，須先堵住漏漿出口，即先施工下游的樁基。對(duì)于群樁，先施工外圍孔再施工內(nèi)孔會(huì)減少漏漿提高進(jìn)度。實(shí)踐表明，摸清溶洞貫通的方向，是有效處理漏漿和節(jié)約投資的關(guān)鍵。1.4壁離帶和警示標(biāo)志的設(shè)置針對(duì)該橋橋址內(nèi)溶洞發(fā)育且貫通，在鉆孔過程中容易沖穿溶洞孔壁，致使溶洞內(nèi)的充填物和水流走，造成空洞使上層軟弱面缺少支撐后易出現(xiàn)坍塌。因此在橋兩側(cè)各50m的地段要設(shè)置隔離帶和警示標(biāo)志，確保施工安全。同時(shí)對(duì)地表沉陷處采用原土回填。2配方內(nèi)裂隙影響偏孔主要存在2種地質(zhì)形式，一種是孔樁同一平面內(nèi)因裂隙影響存在軟硬兩種不同的巖性或不同的風(fēng)化程度；另一種就是在巖溶發(fā)育地段，有溶槽、溶溝及不規(guī)則空洞。該橋出現(xiàn)的偏孔主要是第2種情況。2.1側(cè)填片石沖程修正該情況主要發(fā)生在溶槽和溶溝地段，根據(jù)鉆頭的傾倒方向判斷巖面傾斜方向，向孔內(nèi)傾斜一側(cè)填少量塊度小的片石，通過小沖程逐漸把傾斜高一側(cè)修平，在修至孔徑的2/3時(shí)可適當(dāng)加大沖程，直至全部孔位修正到同一平面至正常沖程。在2-1#樁基反復(fù)拋填仍不能有效糾偏時(shí)，采取對(duì)該孔進(jìn)行清孔，并灌注了1.5m的C20混凝土，然后進(jìn)行鉆孔，糾偏成功。2.2充填巖面損傷該情況要向孔內(nèi)填塊度較大的片石，并通過錘頭沖擊先充填溶洞空洞區(qū)。然后采用小沖程對(duì)傾斜巖面進(jìn)行修正，沖程高度不大于50cm。對(duì)于該方法不能快速修正的，可采用水下爆破方式進(jìn)行處理。3關(guān)鍵技術(shù)3.1上鉆下挖樁基施工在溶洞較發(fā)育的處所設(shè)計(jì)橋址，應(yīng)在制定合理的施工方案的同時(shí)，制定出相應(yīng)的超前預(yù)案，配套相應(yīng)措施，以應(yīng)對(duì)出現(xiàn)的問題。本橋一是在采用上鉆下挖進(jìn)行樁基施工時(shí)，把上部孔徑擴(kuò)大，確保在護(hù)壁出現(xiàn)破損和下部軟硬結(jié)合部位能采用鋼護(hù)筒進(jìn)行應(yīng)急處理；二是根據(jù)每個(gè)墩臺(tái)的第1根樁出現(xiàn)的溶洞情況及時(shí)對(duì)預(yù)案進(jìn)行調(diào)整，確保措施符合現(xiàn)場實(shí)際要求。3.2鉆孔前初步觀察和大小溶洞位置和大小的判斷，一是要熟悉施工圖紙，認(rèn)真分析地質(zhì)資料，繪出溶洞的設(shè)計(jì)位置和大小，以便在鉆孔前掌握初步情況；二是通過實(shí)際鉆孔揭露的溶洞情況通過鉆孔深度和漏漿深度來判斷，以鉆孔深度來確定溶洞頂板的位置，并用專用的探桿確定溶洞的底板位置，以漏漿深度確定溶洞大小（該過程要注意是否存在重復(fù)坍孔情況），以確定回填高度。3.3回填片石和麻黃回填片石、黃泥和水泥等充填物是根據(jù)溶洞位置和大小確定的。在軟弱結(jié)合部，主要是向孔內(nèi)回填黃泥和水泥，使黃泥、水泥與少量坍落的透水層土體固結(jié)形成不透水的護(hù)壁。在巖層內(nèi)出現(xiàn)的溶洞，漏漿量較少的，只要回填黃泥就可以了；漏漿量較大的，就要回填片石和黃泥，通過黃泥填塞片石縫隙，形成穩(wěn)定的孔壁?；靥钗锏暮傲恳M可能的少，使空洞的回填更加有效，同時(shí)又加快回鉆速度。3.4確定導(dǎo)管埋置深度在溶洞處理過程中，要對(duì)溶洞的位置、漏漿情況及回填情況進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，以便在混凝土灌注時(shí)確定導(dǎo)管的埋置深度，避免因溶洞過大，混凝土填充不足而導(dǎo)管懸空出現(xiàn)斷樁。一般情況導(dǎo)管插入混凝土深度比實(shí)際漏漿深度超出3m，但不易小于8m。3.5設(shè)計(jì)地質(zhì)資料因溶洞頂板薄而沖程又較大易造成錘頭沖穿頂板進(jìn)入溶洞，且溶洞頂板出現(xiàn)不規(guī)則開裂而造成卡錘。因此，一是要注意設(shè)計(jì)地質(zhì)資料確定的溶洞位置；二是注意附近已經(jīng)成孔的樁基出現(xiàn)的溶洞深度；三是使沖程高度小于錘頭高度，避免卡錘。3.6錘頭糾偏技術(shù)偏孔處理過程中，一種是對(duì)原錘頭接觸傾斜面高側(cè)進(jìn)行偏焊處理，另一種可更換錘頭，換重量較大的錘頭進(jìn)行糾偏，可有效防止錘頭在傾斜面打滑和加快修平速度。4樁基坍孔風(fēng)險(xiǎn)降低在橋梁樁基施工過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)和實(shí)際地質(zhì)