岩溶地质条件下灌注桩的施工
- 格式:doc
- 大小:30.50 KB
- 文档页数:4
岩溶区域全回转全套管钻孔灌注桩施工工法一、前言岩溶区域全回转全套管钻孔灌注桩施工工法是一种适用于岩溶地质条件下的钻孔灌注桩施工工艺。
在岩溶地区,地下水层发育,岩石溶蚀剧烈,钻孔施工难度大。
而通过采用全回转全套管钻孔灌注桩施工工法,可以解决岩层崩塌、水涌等难题,确保施工质量和施工安全。
二、工法特点岩溶区域全回转全套管钻孔灌注桩施工工法的特点有:1. 全回转全套管钻探技术:在钻孔过程中使用全回转全套管钻探技术,确保钢套管的连续性,避免钻孔过程中岩屑与地下水流入钻孔,保证施工安全和钻孔效率。
2. 岩屑处理技术:通过真空吸岩技术和岩碎物清理车进行岩屑的处理,保证钻孔的稳定和连续。
3. 灌注桩技术:采用灌浆分位灌注桩技术,将混凝土浆液注入桩孔,并在施工过程中保证桩孔内壁与岩层间隙全部浆填实,以增强桩的承载力和稳定性。
三、适应范围该工法适用于岩溶地区,尤其在常规硬岩、溶蚀发育的石灰岩、石膏岩等地层中应用广泛。
同时,该施工工法也适用于斜坡、边坡、基础等工程中的地下连续墙、桩基础、支护桩等工程。
四、工艺原理该工法的工艺原理主要是通过全回转全套管钻探技术、岩屑处理技术和灌注桩技术的综合应用,来解决岩溶地层钻孔灌注桩施工中的难题。
1. 全回转全套管钻探技术:通过使用全回转全套管钻探技术,可以实现深孔连续钻进,避免岩屑和地下水进入钻孔,确保施工安全和钻孔效率。
2. 岩屑处理技术:通过真空吸岩技术和岩碎物清理车进行岩屑的清理与处理,保证钻孔的稳定和连续,同时减少岩屑进入桩孔后可能产生的问题。
3. 灌注桩技术:通过灌浆分位灌注桩技术,将混凝土浆液注入桩孔,并在施工过程中保证桩孔内壁与岩层间隙全部浆填实,以提高桩的承载力和稳定性。
五、施工工艺岩溶区域全回转全套管钻孔灌注桩施工工艺包括以下几个施工阶段:1. 钻孔准备:包括确定施工方案、准备机具设备、搭建工地临时设施等。
2. 钻孔施工:采用全回转全套管钻孔技术进行钻孔作业,同时利用真空吸岩技术和岩碎物清理车对岩屑进行处理。
岩溶地区桩基施工技术探讨岩溶地区桩基施工技术是岩溶地区建设的关键技术之一,由于岩溶地区土质石质较薄弱,脆性高,施工中易受到严重的地质灾害威胁,因此必须采用适当的施工技术来确保工程的安全和稳定性。
本文将对岩溶地区桩基施工技术进行探讨。
其次,岩溶地区桩基施工应选择合适的桩基类型。
常见的岩溶地区桩基类型有灌注桩、钻孔灌注桩、螺旋桩等。
其中,钻孔灌注桩适用于岩溶地区土层较薄的情况,其施工过程中可钻入固结软土层,提高承载能力。
而螺旋桩则适用于岩溶地区土层稍厚的情况,其施工过程中可利用旋挖钻机进行钻孔、灌浆和打桩等操作,具有速度快、质量好等优点。
再次,岩溶地区桩基施工应采用合理的桩基设备和施工工艺。
岩溶地区桩基施工中常用的设备有钻孔机、灌浆机、打桩机等,对于桩身比较深的情况,还可以采用隧道施工技术。
在施工过程中,应充分考虑岩溶地区土质脆性高、易塌方的特点,采取适当的防塌措施,例如安装钢套管、注浆固化等,以确保施工过程的安全性和稳定性。
最后,岩溶地区桩基施工应加强质量控制和安全管理。
质量控制方面,应严格执行相关规范标准,加强施工过程中桩身的监测和检测,及时发现和解决问题。
安全管理方面,要组织施工人员进行必要的培训,提高其岩溶地区桩基施工的专业技能,同时加强施工现场管理,严格遵守安全操作规程,做好安全防范工作。
综上所述,岩溶地区桩基施工技术探讨主要包括地下水调查、桩基类型选择、设备和工艺应用以及质量控制和安全管理等方面。
通过合理的技术探讨和应用,可以提高岩溶地区桩基施工的效率和质量,确保工程的安全稳定性。
岩溶地区钻孔灌注桩施工工艺、工法一、岩溶地区特点与钻孔灌注桩的应用岩溶地区是指由于富含碳酸盐类岩石,地表水富集和排泄,过程中溶解出的碳酸盐物质与地表水相协同作用,由于长期风化作用而形成峰林奇峰、溶洞飞瀑、地下河床、石林峡谷等地形,是一种极为特殊的地貌类型。
这种地形的特殊性质也造就了此地采用传统的地基基础施工方法往往难以应对复杂地质情况与建筑物的承重需求。
钻孔灌注桩是一种新型的基础技术,可在不同类型的地层中施工,在岩溶地区也有较好的应用表现。
其输送混凝土过程要分为两个阶段进行,即首先钻孔使之达到预设深度,然后将搅拌固化剂与水拌合,螺旋搅拌后输送到钻眼内,拌和过程中的气体要注意排出,钻孔灌注桩避免钢筋腐蚀和结构锚固不良等一系列问题,既可适用于高层建筑,又可以针对特殊地质条件下的基础问题进行处理,是解决岩溶地区建筑物地基施工的重要技术之一。
二、岩溶地区钻孔灌注桩施工工艺岩溶地区由于特殊的地质条件,岩层较为复杂,需要选用合适的钻头进行施工。
根据钻孔方法的不同可以分为土层钻孔灌注桩和岩层钻孔灌注桩两种类型,下面将会从岩层钻孔灌注桩的角度进行介绍。
1. 钻孔前处理•地质勘察表明地层存在大型岩石块,需要采用货车运输方法将石块从工地周围去除;•钻孔前为了保证钻孔的稳定与安全,需要基础处理,在固定、加强基础条件下进行。
•制定岩溶岩体的地质条件,根据不同的地层情况进行构造钻杆,具有更好的适应性。
2. 钻孔施工工艺•钻孔主要依靠内螺旋钻杆完成。
先进行钻孔,然后在撤离过程中,将底部附着的岩石块结合起来一同撤出,完成钻杆附着和灌注泥浆的配合。
•钻孔灌注桩的钻孔过程由于存在掉岩等情况,会影响施工效率,通常采取预先挡板钻孔法,即利用随孔深型加长钻杆,长度可达10m,插入钻孔口的预先设置的挡板孔口中,以避免灌注过程中水泥浆液外溢或沉积物淤积等问题,提高施工效率。
•预先加固、打孔施工、洞口揭露后再节奏灌注,中断灌注及时记录,避免因为施工中的各种原因造成生产事故。
岩溶地区冲孔灌注桩的施工技术【摘要】随着城市的发展,高层建筑不断涌现,且作为城市化进程的重要标志。
冲孔灌注桩具有入岩能力强、单桩承载力高等优点,被广泛应用于高层建筑的基础中。
本文主要阐述了冲孔灌注桩施工技术在岩溶地区的应用及注意事项。
【关键词】岩溶地区;桩基施工;水下灌注混凝土冲孔灌注桩具有穿透能力强、单桩承载力高等特点,广泛应用于高层建筑物的基础中,在广西岩溶发育区,其应用也越来越广泛。
在岩溶区进行桩基施工,较其它基础类型,其单桩承载力及完整性要求较高,对施工质量控制较复杂。
本文通过对贺州市xx工程的冲孔灌注桩施工,阐述冲孔灌注桩施工技术在岩溶地区的应用及注意事项。
1 工程概况、场地地质条件及特点1.1 工程概况拟建工程场地位于贺州市八步区灵峰广场南侧,紧邻贺江东面,项目规划总占地面积159468m2,以高层建筑为主(25~30层),少量多层建筑(2~6层),设地下室一层(基坑深度约4.5m),总建筑面积380576m2。
基础类型采用冲孔灌注桩,桩径1000~2200mm,总桩数478根,其中桩径1000mm的桩为抗拔桩,桩身混凝土强度c30,桩端持力层为中风化石灰岩,入岩不少于500mm。
1.2 场地地质条件及特点根据钻探资料,场地工程地质条件如下表:由上表可知,该工程有以下特点:下伏基岩岩面起伏大,石芽、溶洞、溶沟发育,施工难度大;场地粘土层造浆性能差,自稳差,极易塌孔;场地含有卵石层、砂层,增加清孔难度。
2 冲孔灌注桩的施工工艺流程场地平整→桩位放样→桩机就位→埋设护筒,同时挖泥浆池,安装泥浆泵→冲进,同时制作钢筋笼→清渣→冲进、清渣循环作业至设计深度→吊放钢筋笼→安放导管(二次清渣)→浇灌桩身混凝土→成桩。
3 岩溶地区冲孔灌注桩施工难点岩溶地区地质形态异常复杂,现有地勘手段无法完全摸清。
从实际已完工程项目的施工情况,结合本次工程施工完成情况来看,岩溶地区成孔有以下几大难关。
3.1 成孔过程中漏水、漏浆现象普遍由于溶洞的大小、分布、走向等地质资料反映不可能十分准确,施工过程中往往出现一些意外情况,在冲进过程中因突然漏水、漏浆导致孔内水头迅速下降,导致护筒挤压变形或塌孔、埋钻,甚至地面大范围沉降等重大安全事故。
岩溶区强透水层灌注桩施工工法一、前言岩溶层是地质中的特殊地质条件之一,其岩层多裂隙发育,水文地质条件复杂,给工程建设带来了一定的困难。
岩溶区强透水层灌注桩施工工法是在岩溶层地质条件下的一种灌注桩施工方法。
本文将介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析等方面内容,并通过实际工程实例加以说明。
二、工法特点岩溶区强透水层灌注桩施工工法的特点主要有以下几点:1. 针对岩溶层的特殊地质条件,采用灌注桩施工方法,能够有效地控制地基的渗透性和稳定性。
2. 施工工艺简单,操作方便,适应性强。
可以根据实际工程情况,调整施工参数,灵活应用。
3. 施工效率高,施工周期短。
通过合理的施工工艺,能够快速完成桩基施工,提高工程进度。
4.施工质量易于控制。
采用灌注桩施工工法,可以对桩身的质量进行实时监测,确保施工质量符合设计要求。
三、适应范围岩溶区强透水层灌注桩施工工法适用于以下情况:1. 岩溶地质条件下的地基加固工程,包括道路、桥梁、隧道等基础工程。
2. 适用于土壤、黏土和砂岩等材料组成的地层,特别是对于裂隙发育较多的地层效果更好。
3. 适用于施工空间狭小的工程,如基坑边界受限的情况下,可以采用灌注桩施工方法。
四、工艺原理岩溶层强透水层灌注桩施工工法的实质是通过灌注桩,将含有水泥和沙浆的混凝土灌注到地下裂隙中,形成强固的桩基。
其主要采取以下技术措施:1. 选择适当的钻具和灌注材料,根据地层情况确定灌注桩的直径和长度。
2.在施工过程中,进行现场地质勘察和水文地质调查,确定桩基的位置、数量和间距。
3. 在灌注桩施工过程中,控制灌注压力和灌注速度,确保混凝土在灌注过程中充分均匀,并能填充地下空隙。
4. 施工完成后,对灌注桩进行质量检测,包括桩身的强度和密实度等指标。
五、施工工艺1. 地面布设测量控制点,并进行桩位标志的设置。
2. 钻孔准备工作,包括钻孔机具的调试和检修等。
岩溶发育地区钻孔灌注桩施工技术研究岩溶发育地区是指在石灰岩、石膏岩等溶蚀性岩石发育地貌的地区,这种地区地下水丰富,地下水循环活跃,土层不稳定,易发生地质灾害,给工程建设带来了一定的难度和风险。
在这种地区进行基础施工时,需要选择合适的基础形式来保证工程的安全性。
在岩溶发育地区,钻孔灌注桩成为了一种常用的基础形式,通过对其施工技术的研究,可以有效提高基础施工的安全性和可靠性。
一、岩溶地区的特点及引起的问题1. 地下水丰富岩溶发育地区因地下水循环活跃,地下水丰富,常常会导致基础施工中遇到水文地质问题。
地下水的存在会使得土层较为湿润,使得土壤结构疏松,承载能力减弱。
地下水的流动会对工程的稳定性造成影响。
2. 土层不稳定岩溶地区的土层常常比较松软,孔隙度大,容易产生不均匀沉降,给基础施工带来了一定的困难。
地下水的侵蚀作用容易造成土层的坍塌和破坏。
3. 地质灾害频发在岩溶地区,由于溶蚀岩石的大量存在,常常会发生地质灾害,如地面塌陷、地裂缝等问题。
这些地质灾害对基础施工的安全性提出了更高的要求。
二、钻孔灌注桩施工技术的研究意义钻孔灌注桩是一种深基础施工方法,通过对地基岩土进行钻孔、注浆和灌注的工序,能够提高土层的承载能力,增强地基的稳定性。
在岩溶发育地区,钻孔灌注桩的施工技术研究具有重要意义:1. 提高基础承载能力通过对地基进行灌注桩施工,可以有效提高土层的承载能力,避免地基沉降过大。
2. 加强地下水控制在灌注桩施工中,可以通过对孔隙进行注浆封固,控制地下水的流动,保证基础施工的安全性。
3. 缩短工期相较于传统基础形式,灌注桩施工具有工序简单、施工周期短、成本低等特点,在岩溶地区具有更大的施工优势。
1. 地质勘察在进行灌注桩施工前,需对地质进行详细的勘察分析,了解地质构造、地下水分布、岩土性质等信息,制定合理的施工方案。
2. 施工工艺钻孔灌注桩施工过程中,需要对钻孔、注浆、灌注等工艺进行合理控制,保证施工质量。
岩溶地区桥梁桩基的设计与施工引言:岩溶地区由于其特殊的地质条件,给桥梁的设计与施工带来了巨大的挑战。
岩溶地区的地质特点决定了桥梁的桩基设计必须考虑到地下溶洞的存在以及地质稳定性的问题。
本文将介绍岩溶地区桥梁桩基的设计原则、施工技术以及风险控制措施。
一、岩溶地区桩基的设计原则1. 充分了解地质条件:在进行桩基设计之前,要充分了解岩溶地区的地质特点,包括地下溶洞、地下水位、岩层的稳定性等。
只有了解了地质条件,才能进行合理的设计。
2. 桩基的选择:在岩溶地区,常用的桩基类型有钢筋混凝土桩、预制桩和灌注桩等。
选择桩基类型要考虑地下水位、岩层的稳定性以及预算等因素。
3. 桩基的布置:桩基的布置应根据桥梁的类型和荷载特点来确定。
在岩溶地区,要避免桩基与地下溶洞相交,以免影响施工质量和桥梁的稳定性。
二、桩基的设计流程1. 地质勘察:进行详细的地质勘察,包括地下溶洞的分布、地下水位、岩层的稳定性等。
根据勘察结果,确定桩基的设计参数。
2. 桩基的荷载计算:根据桥梁的类型、跨度和荷载特点,进行桩基的荷载计算。
考虑到岩溶地区的地质条件,必须充分考虑地下溶洞的存在对桩基的影响。
3. 桩基的设计:根据地质勘察和荷载计算的结果,进行桩基的设计。
设计要合理选择桩基的类型、长度和直径,并采取相应的加固措施,以保证桩基的稳定性和承载力。
4. 施工方案的制定:根据桩基的设计,制定施工方案,包括施工方法、机械设备的选择以及施工过程中的风险控制等。
三、桩基施工技术1. 钻孔技术:岩溶地区的桩基施工主要采用钻孔技术,通过机械钻杆将地下岩石打破,并在孔内注入浆液以加固桩基。
钻孔技术要根据地质条件和桩基的设计要求选择合适的钻杆和钻具。
2. 桩基灌注技术:灌注桩是岩溶地区常用的桩基类型之一。
灌注桩施工时,首先在钻孔内灌注混凝土,然后再将钢筋灌注至孔内。
灌注桩要保证混凝土和钢筋的质量,并控制好灌注速度和压力。
3. 桩基加固技术:在岩溶地区,由于地层不稳定和地下溶洞的存在,桩基往往需要采取加固措施。
岩溶地区钻孔灌注桩在建筑工程领域,钻孔灌注桩作为一种基础承载形式,被广泛应用于各种地质条件下。
然而,当工程建设遇到岩溶地区这一特殊地质环境时,钻孔灌注桩的施工就面临着诸多挑战。
岩溶地区,顾名思义,是指存在岩溶现象的区域。
岩溶是地下水和地表水对可溶性岩石(如石灰岩、白云岩等)进行化学溶蚀作用以及机械侵蚀和崩塌作用而形成的各种地表和地下的地貌形态和水文地质现象。
在这样的地区,地下往往存在着溶洞、溶沟、溶槽等复杂的地质结构,给钻孔灌注桩的施工带来了很大的困难。
首先,岩溶地区的地质勘察工作至关重要。
由于地下岩溶形态的复杂性和不确定性,常规的勘察手段可能难以全面准确地揭示地下情况。
因此,需要采用多种勘察方法相结合,如地质调查、钻探、物探等,以尽可能详细地了解地下岩溶的分布、规模、形态和填充物等特征。
只有在充分掌握地质情况的基础上,才能制定出合理有效的施工方案。
在钻孔灌注桩施工过程中,遇到溶洞是常见的问题。
当钻头钻进遇到溶洞时,如果溶洞较小且无填充物,可能会导致泥浆迅速流失,孔内水位下降,从而引起孔壁坍塌。
如果溶洞较大且有填充物,填充物的性质和稳定性也会对施工产生影响。
例如,填充物为软塑状或流塑状土时,可能会出现塌孔、缩径等问题。
为了应对这些问题,施工中通常需要采取一系列的技术措施。
比如,在钻进过程中,如果发现泥浆面突然下降,应立即提钻并补充泥浆,保持孔内水位稳定。
对于较大的溶洞,可采用回填片石、黏土等材料,然后重新钻进,以形成稳定的孔壁。
对于溶洞内有填充物的情况,需要根据填充物的性质和稳定性,选择合适的钻进工艺和护壁方法。
此外,岩溶地区的地下水也是一个不容忽视的因素。
地下水的流动可能会带走钻孔内的泥浆,影响孔壁的稳定性。
同时,地下水还可能对灌注桩的混凝土质量产生影响,如导致混凝土离析、强度降低等。
因此,在施工中需要采取有效的降水和止水措施,控制地下水的影响。
在混凝土灌注阶段,由于岩溶地区地质条件的复杂性,可能会出现混凝土灌注量超过设计量的情况。
岩溶地区冲击成孔灌注桩施工工法编写单位:xxxx集团路桥公司日期:2013年12月前言 (3)1 工法特点 (3)2 适用范围 (3)3 工艺原理 (3)4 工艺流程及操作要点 (4)5 材料与设备 (9)6 质量控制 (9)7 安全措施 (11)8 环保措施 (12)9 效益分析 (13)10 工程实例 (13)随着社会经济的发展,我国由农业化向工业化逐渐转型,土地使用问题愈加紧张,为解决这一问题,楼层愈建愈高,地下室及桩基础愈建愈深。
我国幅源辽阔,在桩基础施工中,会遇到各种地质条件,很多桩基础位于岩溶发育的地貌单元,在如此地质条件下钻进成孔,必将遇到一系列问题。
我单位通过对大连地区的岩溶洞地层施工经验进行总结,编制形成工法。
1 工法特点1.0.1 可在岩溶裂隙发育地层施工通过前期的合理筹划与准备,对地质勘查报告充分分析,可在砾卵石层、岩溶裂隙发育岩层施工。
而后者回转类钻机及其他钻机很难得到应用。
1.0.2 钻孔深度深、钻孔垂直度好冲击成孔桩钻进深度可达100m以上,而回转类钻机由于钻杆刚度等问题只能适用于100m 以下的桩基础。
冲击成孔灌注桩利用冲击钻机带动一定重量的(3t—5t)冲击钻头,在一定的高度利用钻头的重量自有落下,破碎岩层,冲击力始终为竖直向下。
岩层的软硬程度不均、钻机倾斜等原因均对冲击成孔桩的垂直度度影响较小。
1.0.3 可与勘查报告相互应对在掏渣筒捞取碎渣过程中,对碎渣进行收集,并与相应地层深度的勘查报告相互应对,确保入岩及嵌岩深度。
1.0.4 经济效益较好,施工速度较快,质量有保证与干作业成孔方式相比,无需降水及止水措施,缩短了前期处理时间,经济效益较好;进入持力层后无需爆破等需需要专家审核及论证的流程,且无较大的危险性。
混凝土采用水下混凝土灌注,施工工艺已极为成熟,施工过程中严把质量关,后期桩基础灌注质量均较好。
2 适用范围冲击成孔桩适用于人工填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层、碎石土层,尤其适用于砾卵石层、岩溶裂隙发育岩层。
岩溶地质条件下灌注桩的施工
胡道广
摘要:本文通过工程实例,以岩溶地质条件下灌注桩的施工技术难点为切入点、主要从施工技术措施、施工控制要点、桩基检测等方面,介绍了在岩溶地区成功进行灌注桩施工的方法。
关键词:岩溶灌注桩施工措施
作者简介:胡道广,徐州市政建设工程有限责任公司工程师
一、概述
青年路桥工程为两跨简支梁桥,单跨32.4米,全长65米,宽22米。
工程拟建场区位于故黄河上。
根据地质勘察报告,场地主要分布:①素填土 1.5米厚左右,以粉土为主。
②粉砂4米左右。
③亚砂土 3.5米左右。
④亚粘土9米左右。
⑤含砂姜粘土7米厚,含砂姜及铁锰结核较多。
⑥泥灰岩。
该场区基岩主要由黄色泥灰岩及含角砾的白云质灰岩组成。
泥灰岩溶蚀裂隙发育,局部较强烈,粘土充填其中,大部分岩芯表面有溶孔,局部溶孔较多,由于钻孔桩应穿透岩溶发育段,进入下部完整岩石,因此嵌岩深度较大,给桩基施工带来很大难度。
本工程采用钻孔灌注桩群桩基础,按8+10+8布置,共26根,桩径1200mm,以下伏基岩为桩端持力层。
二、施工技术难点
由于该岩溶地段地质构造复杂,进行了一孔一探。
根据单孔地质勘察报告,泥灰岩岩溶发育,分布不同深度的岩溶孔洞或裂隙,因此对桩基的施工质量和安全造成很大威胁。
其中岩溶和裂隙发育主要分布在中墩和西桥台,有18个孔,严重漏浆的有5个孔,漏浆部位约在地表下26m~30m,有不同程度的塌孔和掉钻现象。
根据设计要求,桩基须完全穿过破碎带,嵌入完整基岩,所以大多数入岩达4 m~6 m,有部分孔甚至入岩达8~10 m。
本工程为硬质石灰岩,强度高,不易钻进,因此施工难度大,技术要求高。
因岩溶地层岩溶和裂隙发育,钻孔遇岩溶或裂隙后,护壁泥浆会迅速流失。
漏浆是岩溶地层钻孔灌注桩较易发生的现象,若补浆不及时,则护壁泥浆面瞬间下降从而导致塌孔、埋钻、严重的会导致上部土体随地下水进入溶洞或裂隙,从而引起地面塌陷,危及机械和人员的安全。
三、施工技术措施
针对上述各方面不利的因素,我们首先考虑的是借鉴相似工程曾经成功采用的压密注浆方案,即在每个有溶岩孔洞和裂隙的钻孔周边呈等边三角形均匀布置3个注浆孔,为了让注浆液被最大限度的吸收,注浆孔的深度应穿过破碎、裂隙带和孔洞,钻至孔洞、裂隙带底面20cm左右后,停止钻进,开始注浆。
当压力达到最大,水泥浆的消耗量降低或不再消耗,并在孔口出现大量返浆现象时,即
可判定孔洞、裂隙水泥浆已注满,方可停止。
其次,考虑到本工程在钻孔过程中因漏浆而塌孔的部位主要发生在上部②层粉砂土层,厚度5 m左右。
因此,从防止塌孔的角度出发,我们又提出了在地表以下6m范围内采取沉井的方法,下钢筋混凝土管护壁或采用长钢护筒护壁。
通过对各方案的权衡比较,我们认为采用6m长钢护筒护壁的方案最适合现有的地质、施工和设备条件,且方法简洁,工期短。
具体措施如下:
1、长钢护筒护壁
1.1 先埋设φ2000mm的护筒,采用直径1500mm的钻头,钻进深度穿过粘土层1米即可提钻,钻进时泥浆相对密度保持在1.35左右,由于上部为粉土层,造浆性能差,可适当投入粘土。
1.2 下钢护筒钢护筒直径为1500mm,壁厚8mm。
护筒须下放到已钻进深度,上沉困难时可采用压重、振动、锤击的方法。
1.3 钢护筒下好后,平面位置及垂直度经校核符合要求,则在钢护筒和护筒之间用粘土分层回填夯实。
2、钻进工艺
在施工过程中,采用“回转+冲击钻进”工艺施工。
本工程处于岩溶地区,若单纯采用钻机入岩,不但速度慢,而且可能发生卡钻、掉钻等现象;若单纯使用冲击钻成孔,则其在土层中成孔速度慢,在岩层中速度却比钻机快几倍。
因此,综合考虑它们的各自优点,在土层部分采用钻机成孔,钻至岩面改为冲击钻机成孔。
这种方法工效高,进度快。
在上层粉土中钻进时,泥浆相对密度应保持在1.2~1.45之间,主要抛掷事先预备好的粘土,边钻进边造浆,做好护壁工作,防止塌孔、埋钻、扩径。
粘土层在钻进过程中可自行造浆,孔壁相对稳定,不易塌孔。
当钻至岩层时,改用冲击钻机,快接近已探明的破碎带、岩溶发育处时,宜采取“吊打”的施工方法,既短冲程、密频率的低锤密击冲孔工艺,这样一方面可防止卡钻,另一方面稠泥浆可有效堵塞裂隙。
当桩孔即将冲穿溶洞时,要低锤轻冲,防止桩锤一旦冲穿溶洞而滑过溶洞中,造成卡锤。
一旦遇岩面不平而造成偏孔时,应回填片石修孔直至不偏为止。
在整个施工过程中派专人密切观察护壁泥浆性质及状态变化,如浆面异常变动、泥浆颜色发生变化及时采取措施,一旦出现漏浆应马上提锤,防止因塌方而埋锤,及时补充优质的膨润土泥浆至孔内,保持孔内的水位高度;并回填黄泥、片石,堵塞溶洞,待桩孔稳定后,用桩锤轻压所填黄泥及片石,使黄泥、片石起堵塞溶洞的作用。
3、灌注混凝土
钻进达到设计孔深后,尽快提钻、下钢筋笼,下导管清孔,尽量缩短中间环节的间隔时间,及时灌注混凝土。
对于存在溶洞的桩孔,灌注水下混凝土时,可能需用较多的混凝土,个别扩散系数可达到5~6。
因而灌注过程中,应专人勤测量混凝土面标高,并以此控制提升导管速度,避免不知情使导管脱离混凝土面而造成断桩事故。
因桩孔可能穿过地下多个串联的孔洞,灌注混凝土过程中,尤其是灌注至溶洞孔洞标高处,经常上下窜动导管以使混凝土密实。
四、施工控制要点
在岩溶发育的地区,钻孔桩施工难度相对大得多。
下面结合青年路桥的施工实践,简要地介绍一下施工中的控制要点。
1、施工准备措施施工前,应根据工程地质勘察资料,确定哪些桩有溶
洞(必要时在设计的每个桩位都应一孔一探),溶洞的类型、大小及所在的位置,提前做好准备。
对钻探显示有地下溶洞的桩位,在冲桩成孔前,可对钻探孔进行压灌浆,如钻孔容易灌满,则表明溶洞不大没有连通,可直接进行冲桩,如久压灌浆而难以灌满,则表明溶洞较大或为连通洞,可采用砂浆、黄泥等填充,填满后再进行冲桩成孔。
对有溶洞的桩位,钻机宜垫设钢网架(如用槽钢或工字钢纵横制作而成),这样如发生大坍塌孔时,钻机可由钢网架撑托于地面,安全又避免损失。
冲孔前要做好泥浆、黄泥、片石、长钢护筒或预制钢筋混凝土护筒、麻袋、快凝水泥、砂与碎石料等材料的准备。
开孔时应低锤密冲,反复冲击造壁。
成孔过程中必须保证泥浆补给,保持孔内浆面稳定。
2、安全监测内容
2.1浆面变化情况正常情况下浆面基本保持在一定高度,若浆面异常变动应及时补浆,同时立即停止施工,补填粘土块直至浆面稳定为止。
2.2泥浆颜色变化钻孔进入岩层后泥浆一般为黄色,当逐渐变为黑色时,说明有可能遇到有一淤泥填充的溶洞,应补充密度为1.3~1.5g/cm3的泥浆,以保证成桩质量。
3、塌孔处理因本工程所遇上的溶洞规模较小,可很快被孔内泥浆、土体填满,对周围影响不大;塌孔稳定后可在原孔位回填重新钻孔,重新钻孔所用泥浆密度控制在1.3~1.5。
4、根据工程地质资料和溶洞分布情况,合理安排钻孔桩施工顺序,尽量避免各孔施工间的相互扰动,或相互之间“穿孔事故”的发生。
5、钻孔桩入岩以后,平均每米要采集岩样,根据其颗粒大小和特征,判断岩石的软硬和进尺,并与工程资料相比较,看是否相符。
一般来说,较硬岩石岩样颗粒较小,且进尺缓慢;相反,则颗粒较大,进尺也快的多。
6、冲击钻孔,完全靠泥浆的浮力将钻渣带出孔外,清孔难度较大,因此,在吊入钢筋骨架后,灌注水下混凝土前,应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如超过规定,应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。
7、相邻比较看近的两根钻孔桩,一个桩灌注混凝土时,另外一个桩的冲孔施工应停下来,以免造成邻桩孔壁的破坏,影响混凝土的灌注质量。
五、桩基检测
对复杂岩溶地区的钻孔灌注桩的质量检测须采用多种测试方法全面检测并进行综合分析。
1、单桩承载力检测
通过静载荷试验和高应变动力检测,实测桩的极限承载力过均大于极限承载力标准值5000KN的设计要求。
2、成桩质量检查
2.1本工程26根桩78组试块,强度等级全部达到设计的C25要求。
2.2超声波无损检测
通过对每根桩预埋的三根内径50mm的声波检测管,对桩进行了声波透射法检测,桩身混凝土均匀密实,桩身完整,综合评定为一类。
2.3低应变动力检测采用反射波法,检测结果波速正常,桩身完好,桩底清晰可辩,全部合格。
六、结论
1、对不良地质现象较发育的岩溶地层,采用钻孔嵌岩灌注桩的重要建筑,应对每根桩做超前地质钻探,准确探明桩底持力层及地下溶洞情况,以便提前采取防范措施和特殊处理措施。
2、在岩溶地区,冲击钻成孔工艺,破岩效率高,成孔、入岩质量易保证,是一种比较理想的施工工艺。
特别适用于嵌岩深、强度高的岩层。
本工程采用“回转+冲击钻进”的施工工艺,最终全部成孔并顺利灌注混凝土成桩。
经多种方法检测,桩基承载力和成桩质量均达到设计和规范要求。
3、实践表明,对特别复杂的岩溶地区,采用抛填法和钢护筒护壁相结合的施工技术措施,既简易可行,又能有效的防止孔洞和裂隙地层因漏浆而导致塌孔、埋钻、地面沉陷等一系列问题和事故的发生,解决了成孔难的问题,确保了灌注桩的正常施工及成桩质量。
参考文献
[1] 中华人民共和国行业标准·公路桥涵施工技术规范·JTJ 041—2000。