岩溶地区钻孔灌注桩施工
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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。
岩溶地区钻孔灌注桩处理技术岩溶发育于碳酸盐岩等可溶性岩地区,由地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用及其形成的水文现象和地貌现象。
在地基基础工作中,溶洞处理就是重要的一项工作,若处理不当就会影响工期并对整个工程质量产生不利的后果。
所以在岩溶地区施工必须先了解可能出现溶洞的各种情况,并制定相应的处理方案,尽量避免发生事故及减少事故造成的损失,以利于工程的顺利进展。
1 工程概况某工程位于XX市五常街道,拟建建筑主要包括3幢5-8层建筑,2#、3#楼一层地下室,1#楼无地下室。
估算最大单柱荷载8层为1 0000kN,5层为5500kN。
2 工程地质条件根据已有的详细勘察资料和岩溶勘察资料,拟建工程的岩性主要为寒武纪夹层与互层状白云岩层组,属于覆盖型岩溶,隐蔽性较好。
场地内灰岩溶洞较发育,溶洞大小、形态及埋深不一,绝大部分充填灰黄-棕黄色、可塑-软塑状粘性土,含少量角砾和碎石,个别溶洞无充填物、钻探施工时漏水严重。
其中有六个孔埋深>40m出现溶洞,漏水严重或者溶洞>5m,施工难度大;有1个钻孔在孔内48m处发生孔内断杆事故(孔内遗留2跟Φ42mm4m钻杆,1根Φ91mm岩芯管,管顶标高约为为:-43.03m);有1个钻孔在孔内32-55m发生孔内断杆事故(孔内遗留5跟Φ42mm4m钻杆,1根Φ91mm3. 3m岩芯管,管顶标高约为:-26.90m)。
桩基施工时应特别注意。
3 施工方案的确定采用钻孔灌注法成孔,其地层中有较厚的中粗砂砾层,风化严重的砾石、碎石、地下涌水量较大、以及溶洞上方有较厚的砂砾层时,采用护筒跟进的方法,以防坍孔。
4 溶洞处钻孔灌注桩施工技术4.1 溶洞顶部冲孔施工在溶洞(土洞)发育的桩基础施工过程中,应严格控制冲进进度,一般进度控制在60cm/h~80cm/h,冲程控制在50cm左右。
根据超前钻的资料,当钻孔施工接近溶洞顶部时,提起钻头、钻杆,一开同转钻机,采用冲击钻机冲孔。
岩溶地区深水基础钻孔灌注桩施工技术大窑湾港疏港高速公路主线特大桥工程,施工工艺相对复杂,技术标准高。
必须制订一套科学合理的施工工艺,以解决如裂隙、溶洞地质条件下深水基础钻孔灌注桩施工等诸多技术问题,本文重点阐述了岩溶地区溶洞钻孔桩施工采取的技术措施。
标签:岩溶;深水基础;钻孔灌注桩1.工程概况大窑湾港疏港高速公路主线特大桥工程下部结构桩基础,设计采用了1.5米、2.4米两种桩径。
本工程桩基地质情况复杂,在勘察范围内岩溶较发育,溶洞较多,同时地下水位主要受海水潮汐影响大,给桩基施工带来了困难。
2.岩溶地区溶洞钻孔桩施工技术措施2.1溶洞分类结合本工程情况,对岩溶进行分类,以便钻孔施工中采取不同的处理方法,主要分以下几类:(1)充土溶洞:洞内有填充物。
(2)静态水低高度溶洞:洞内水不流动,洞高在2米以内。
(3)静态水超高度溶洞:洞高在2米以上,洞内充满静态水。
(4)动太水溶洞:洞内水流动。
2.2钻孔施工根据地质勘探的结果,根据不同的溶洞类型,采用不同的施工方法及技术措施。
(1)充土溶洞对于充土溶洞,根据施工勘探结果,判定充土性质,如为洞内填满粘性土、碎石类及砂类土,钻孔施工中采用冲击钻成孔,进入溶洞后,在砂类土及碎石类土钻进时多抛填粘土,并经常注意孔内水位变化,观测孔内泥浆标高,防止泥浆突然流失,塌孔埋钻。
(2)空洞及静水低高度溶洞对于空洞及静水低高度洞,采用冲击钻成孔,为防止钻孔施工中泥浆突然流失,造成坍孔埋钻,当冲击钻机钻进至洞顶部1.0米时,利用钻探孔注水,将溶洞内注满水,并保持探孔内水位高度为h=Hγ泥/γ水,当溶洞钻通时,泥浆不致于突然流失,钻通后,抛填片石,加大泥浆比重,小冲程钻孔,并连续抛填片石,稳定钻进速度,钻进过程中,始终保持溶洞内水压与孔内平衡,防止孔内泥浆突然流失。
在钻进及灌注砼过程中,始终保持注水,保证溶洞内水压,防止塌孔。
(3)静水超高度溶洞当充水溶洞高度大于2米时,单孔内抛填片石效果较差,采取三台冲击钻机相近孔位同时钻孔,钻通溶洞时同时抛填片石及粘土,使其易于堆磊,一同钻进,由于钻机相距较近,钻进过程中易相互振动干扰引起塌孔,将钢护筒深打到不易坍孔的土质内,钢护筒采用DZJ—1101KS型振动沉拔桩锤施打,三台钻机尽可能保证相近时间内成孔,进行砼浇筑,避免由于钻孔振动影响相近桩基砼质量。
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(冲)孔灌注桩的溶洞处理技术岩溶地区是指由石灰岩、石膏岩、大理石等可溶性岩石所组成的特殊地貌环境,其地貌特点是孔洞发育、地表变化快、水文地质条件好等特点。
岩溶地区开展基础工程施工时,需要面临解决的一项难题就是在地下岩溶洞中施工,否则工程的稳定性和安全性都无法保证。
而钻(冲)孔灌注桩作为常见的基础施工方式,对于如何处理岩溶地区的溶洞,就成为了施工过程中必须关注的问题。
本文将介绍几种常用的岩溶地区钻(冲)孔灌注桩的溶洞处理技术。
溶洞勘探在进行岩溶地区基础工程施工前,必须对地下的洞穴进行勘探,掌握岩溶地区的洞穴分布情况。
掌握洞穴的分布情况,对于钻孔灌注桩的定位有很大的帮助作用。
同时,通过地下洞穴勘探还可以掌握洞穴内部的情况,比如洞穴的大小、深度以及洞壁的情况等。
这些信息对于施工人员安全作业至关重要。
钻孔灌注桩施工过程中,如果遇到洞穴,就需要进行处理。
洞穴封堵技术岩溶地区是优良的地下水集散区域,岩溶洞穴是地下水之流的通道。
为了保证地下水的流动性,如果在施工中遇到较小的洞穴,最好采用洞穴封堵技术。
这种方法可以使用胶泥、水泥等材料,将洞穴封堵。
但是这种方法封堵不彻底,如果在施工过程中遇到大型洞穴,就需要采用其他的方法进行处理。
洞穴开挖加注技术对于较大的洞穴,洞穴封堵技术就无法解决问题了。
这时候需要采用洞穴开挖加注技术。
具体的操作方法是,在钻孔灌注桩定位的同时,在洞穴位置进行洞穴开挖,然后将钢筋网和钢筋筋架架设好,再进行灌注。
这种方法具有加强洞穴固结的效果,并保证了灌注桩的承载力和稳定性。
冲孔加注技术冲孔加注技术是另一种处理岩溶地区洞穴的方法。
这种技术是将注浆管注入到岩溶洞穴里面,通过管道灌注注浆材料,可能涌出的浆液进入洞穴,沉积在洞底,以后可以成为洞穴的地基层。
冲孔加注技术对于小型洞穴,具有较好的处理效果,同时可以保证施工效率。
综上所述,岩溶地区钻(冲)孔灌注桩的溶洞处理技术有多种方法可供选择。
不同的洞穴大小,尺寸等条件都需要根据实际情况选择适当的处理方式,确保施工效果和安全性。
岩溶地区超长钻孔灌注桩施工技术发布时间:2021-11-16T07:23:48.980Z 来源:《建筑实践》2021年17期第6月作者:张壮壮张俊刘凯旋[导读] 随着中国经济的发展,城市高架桥越来越多,大直径超长钻孔灌注桩也得到广泛应用张壮壮张俊刘凯旋中建二局第三建筑工程有限公司北京 100070摘要:随着中国经济的发展,城市高架桥越来越多,大直径超长钻孔灌注桩也得到广泛应用。
桥梁在施工过程中经常会穿越复杂的岩溶地层。
由于岩溶地区具有冲沟、漏斗、陷坑和溶蚀等特点,岩溶地区桩基的变形和受力机理尚未得到明确的研究。
岩溶地区大直径超长钻孔灌注桩施工容易出现井斜、地面塌陷、断桩等风险。
此外,不规则岩溶形态的影响和难以查明的真空范围使得混凝土浇筑无法估算,容易造成资源的极大浪费和经济损失。
关键词:桩基施工,岩溶地区,大直径超长桩,施工技术;以在复杂岩溶地区冲击钻孔灌注桩施工为例,从岩溶地基处置、斜岩处理、沉渣厚度控制、成桩控制等关键技术环节,详细分析了大直径超长钻孔灌注桩在岩溶地区的施工技术,并针对在施工过程中典型问题提出解决方案,对于类似工程具有一定的参考意义。
一、岩溶地区桩基施工特性由于地下水较丰富,且溶洞内填充物稳定性较差,不宜采用挖孔桩施工,且灰岩硬度较高,建议采用冲击钻孔施工,钻孔设备建议采用冲程可控的冲击钻机。
同时由于岩溶、斜岩、流沙(卵石土)、淤泥等不良地质相互影响,在钻孔过程中,极易造成坍孔、卡钻、掉钻等事故;在混凝土灌筑过程中也容易造成混凝土流失、桩基夹泥等事故。
给钻孔桩施工带来了极大的困难。
二、总体方案概述1.工艺方法确定。
成孔工艺选择及运用是保证成孔质量的重要因素,桩基成孔的方法决定了岩溶地质条件下钻孔灌注桩施工的成败,是施工工艺的基础及核心。
冲击钻成孔的特点有:受地质条件限制小、冲击力大、成孔速度慢。
对于土层而言,旋挖钻成孔相较于冲击钻成孔,具有成孔速度快、护壁效果好、相对更经济的特点,但却受限制因素及存在问题很多,在强岩溶地区施工十分困难,没有任何优势。
岩溶地区建筑桩基施工问题与应对策略提纲:一、岩溶地区的特点及其对建筑桩基施工的影响二、岩溶地区建筑桩基施工存在的问题及原因三、岩溶地区建筑桩基施工的应对策略四、岩溶地区建筑桩基施工项目实施的流程和注意事项五、岩溶地区建筑桩基施工的成功案例一、岩溶地区的特点及其对建筑桩基施工的影响岩溶地区是指由于地质构造和水文特征导致的溶洞、地下河道和塌陷等现象集中的区域。
其特点是地质条件多变、地下水流动速度快、土壤容易塌陷和发生沉降、地下空洞多等。
这些特点对于岩溶地区的建筑桩基施工造成了很大的影响,需要特别重视。
首先,岩溶地区的地质条件多变,存在较多的地下水流动通道,容易引起土壤沉降和塌陷。
这就需要在建筑桩基施工前进行充分的勘查和分析,以确定地下水的流向和速度,制定相应的防范措施,避免影响施工质量和安全。
其次,岩溶地区的土壤特点复杂,通常由各种大小不一的孔隙构成,导致桩基在承载和抗拔方面面临较大的挑战。
因此,需要综合分析地质、水文和土壤特点,选择合适的桩形式和材料,以提高桩基的承载能力和稳定性。
最后,岩溶地区地下空洞较多,容易导致桩基变形和孔洞扩大等问题。
这需要在施工前进行彻底的排查和分析,确定地下空洞的数量、位置和范围,采取相应的支护和填充措施,确保桩基施工的稳定性和安全性。
二、岩溶地区建筑桩基施工存在的问题及原因在岩溶地区进行建筑桩基施工时,常常会面临以下几个问题:1. 土质不稳定岩溶地区的土质较为松散,容易产生沉降和塌陷现象。
这就需要在进行桩基施工时,采取一定的加固措施,以增加桩基在土壤中的稳定性和承载能力。
2. 空洞密布岩溶地区地下空洞较为丰富,容易导致桩基变形和孔洞扩大的问题。
因此,在施工前需要对地下空洞进行仔细的勘查和分析,确定位置和范围,采取相应的支护和填充措施,确保桩基施工的稳定性和安全性。
3. 周边环境复杂岩溶地区的地质、水文和气候等因素复杂,需要在施工前充分考虑周边环境的影响,制定相应的施工方案和措施,保证项目的顺利进行。
岩溶区域全回转全套管钻孔灌注桩施工工法岩溶区域全回转全套管钻孔灌注桩施工工法一、前言岩溶区域是指地下岩石溶蚀造成的地貌,由于其特殊的地质条件,传统的灌注桩施工难度较大。
针对岩溶区域的特点,岩溶区域全回转全套管钻孔灌注桩施工工法应运而生。
该工法利用全回转钻机在岩溶层进行钻孔,同时采用全套管保护钻孔壁,以防止坍塌,最后灌注混凝土,形成灌注桩。
本文将详细介绍该施工工法的特点、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、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点1. 安全可靠:采用全套管保护钻孔壁,有效防止坍塌,保障施工人员和设备的安全。
2. 高效节省:全回转钻机的应用使施工速度高效,而全套管保护保障了钻孔壁不失稳,节省了修补工程。
3. 适应范围广:适用于岩溶区域的各种岩石和土质地层,具有较强的适应性。
4. 灌注桩质量好:全套管保护钻孔壁,可确保灌注桩的直径和垂直度,提高了施工质量。
三、适应范围岩溶区域全回转全套管钻孔灌注桩施工工法适用于各种岩溶地层,包括石灰岩、溶洞、石山、岩溶碎屑、岩溶沉积和溶蚀残积土等。
同时也适用于坚硬的砂岩、页岩、花岗岩等岩石地层。
四、工艺原理该施工工法采用全回转钻机进行钻孔,同时采用全套管保护钻孔壁。
全回转钻机具有强大的钻探能力,能够钻进各种岩溶地层;全套管保护钻孔壁,使得钻孔不受岩屑崩落的影响。
最后,在钻孔中注入混凝土,形成灌注桩。
五、施工工艺1. 准备工作:选择合适的钻孔点位,进行场地平整。
2. 安放套管:根据设计要求和地层情况,选择合适的套管进行安放。
3. 钻孔:使用全回转钻机进行钻孔,同时在钻探过程中注入泥浆稳定钻孔壁,并适时调整钻进速度和转速。
4. 清洗孔底:在完成钻孔后,通过注入清水或高压气体清洗孔底,清除岩屑和泥浆。
5. 灌注混凝土:在钻孔中灌注混凝土,同时通过振动棒排除空隙气泡,提高灌注桩质量。
6. 提升套管:灌注完毕后,通过提升设备将套管顺利升出岩溶层。
岩溶钻孔桩施工注意事项岩溶钻孔桩施工是在岩溶地区进行桩基施工时常见的方法之一,它能够有效地解决岩溶地区土层薄弱、易发生地质灾害的问题。
然而,岩溶钻孔桩施工也存在着一定的难度和风险,需要施工人员严格按照规范进行操作。
以下是岩溶钻孔桩施工注意事项:1.地质勘察:在施工前充分了解地质条件,包括岩层类型、岩石的厚度、强度、裂隙状况等,确定桩的设计参数和施工方案。
2.选用合适的钻机:根据地质勘察结果和设计要求,选用合适的岩溶地区钻孔钻机。
钻机要具备足够的扭矩和稳定性,以保证能够穿过坚硬的岩石层。
3.选择合适的钻具:根据地质勘察的结果选择合适的钻具,包括岩石钻头、钻杆等。
钻具要能够有效地进行钻进,避免过早磨损和断裂。
4.桩孔清理:在钻孔过程中,要及时清理孔内的岩屑和泥浆,以保证桩身与孔壁的紧密接触,并避免钻孔过程中的卡钻现象。
5.钻孔垂直度控制:要保证每根桩的钻孔垂直度,以避免桩身出现弯曲等问题。
可采用激光导向仪或者水平仪等工具进行垂直度的控制。
6.提前预埋钢筋:在施工过程中,预埋钢筋要提前放入钻孔中,以确保桩体与岩壁完全相连,增加桩的受力能力。
7.使用合适的灌浆材料:岩溶地区通常存在裂隙,使用适宜的灌浆材料能够填充裂隙,提高桩的稳定性。
常用的灌浆材料有水泥浆和快凝粉浆等。
8.桩身防腐处理:岩溶地区存在较高的含水量,桩身容易被水浸泡,容易发生腐蚀。
因此,在桩身出露地面前,要对桩身进行防腐处理,增加桩的使用寿命。
9.严密的施工记录:施工过程中,要保持详细的施工记录,包括施工日期、施工人员、施工参数等,以便后期审计和问题追溯。
10.安全施工:施工过程中要严格遵守安全规范,施工人员要进行安全培训,佩戴个人防护装备,并采取必要的防护措施,防止人员伤害和设备损坏。
总之,岩溶钻孔桩施工需要施工人员严格按照相关规范进行操作,并在施工前进行地质勘察和设计,以确保施工质量和安全。
只有科学合理地进行施工,才能保证岩溶钻孔桩的稳定性和使用寿命。
岩溶地层钻孔灌注桩施工技术摘要:随着铁路、公路等大型交通基础设施的规模性建设和桩基础钻孔机械设备水平的提高,桩基础施工机械化程度明显提高,对地质条件的施工适宜性有所增强。
在桥梁基础设计与施工中,钻孔桩以其施工技术要求相对简单、成孔快、质量高、施工安全保障性强等特点,近年来得到广泛应用。
但是,由于岩溶地层复杂的地质条件限制,钻孔灌注桩施工在工艺上还存在着很多棘手的问题,有必要进行施工措施方面的探讨与研究。
关键词:岩溶地层; 钻孔灌注桩;施工技术岩溶地层钻孔灌注桩施工的难点在于岩溶地貌特征破坏了工程地质条件的连续性。
一般情况下,岩溶地层中的溶蚀沟槽或溶洞大多呈水平方向发育,其规模大小不同,形态各异,其断面走势或忽高忽低,或忽宽忽窄,蜿蜒曲折,且多支洞。
施工实践表明,对钻孔灌注桩施工最不利的是岩溶发育完善的溶洞地层。
由于溶洞内普遍分布有钟乳石、石笋、石芽等岩溶状态,并且大部分溶洞内都有地下水或泥砂等充填物,使得钻孔桩的柱状剖面地质构成软硬不均,甚至出现局部断层。
所以,溶洞的存在对钻孔灌注桩的施钻成孔和后续的混凝土水下灌注施工造成很大的困难,有的甚至是难以克服的,如果没有有效的施工技术措施的保证,将严重影响钻孔灌注桩的施工质量和成孔率。
岩溶地区钻孔灌注桩与普通地质条件下钻孔桩基础施工相比,技术难度复杂,病害类型较多,常见的施工病害有漏浆、卡钻、埋钻及漏混凝土等。
由于这些病害均发生在施工过程中,并在地层深处,因此其处理措施多采用溶洞局部填充硬化或孔洞分离的方法跨越溶洞,接续施工。
1岩溶地质条件的确定岩溶地层钻孔灌注桩施工同常规桩基础施工一样,必须在施工前比较准确地掌握桩基础剖面的地质构成,溶洞发育的地层更是如此。
因此,准确判断溶洞的位置、大小和类型是施工作业的前提和质量保证。
目前,确定岩溶地质条件的方法主要有地质钻探法和施工探测法两种。
1.1.1 地质钻探法顾名思义,地质钻探法就是采用工程地质钻探的方法,调查桩基位置岩溶发育的溶槽、溶沟、溶洞等在柱状图上的分布情况。
价值工程0引言福银高速公路九江长江公路大桥北引道工程分路互通E 匝道桥位于湖北省黄梅县分路镇,桥位处地处长江一级阶地。
大桥设计基础型式为钻孔灌注桩,桩长50m 不等,桩径有φ1.2m 和1.4m ,全部为嵌岩桩;下部结构为连续墩和简支墩,肋板式桥台;上部为整体式单幅预应力砼和普通钢筋砼连续箱梁。
桥位处出露、揭露的地层主要为第四系全新统冲湖积(Q4a1+1)、沉积(Q4a1)粘性土层、砂砾层及第三系(E1)泥岩。
2011年4月8日晚,E 匝道桥9-0号桩基灌注时,地面大范围沉陷,发现溶洞。
至此,通过补充钻探发现共有23根桩基处于溶洞区,最后一根溶洞桩基于2011年12月31日钻孔结束。
影响桥梁钻孔灌注桩基础设计最为复杂的因素就要数岩溶地质,这样的地质病害对于施工来说是具有很大的阻力的。
由于桩周土的摩阻力和桩端支承力都一并作用在桩基上。
然后桥梁荷载通过桩基础传输到地层中的时候,桩基的承载能力的大小就要受到地质的影响,如果桥梁处在在岩溶地区,大量的溶洞就会很大程度上的减少桩基的承载力,如果说桩周处在溶洞地段就会极大程度上对桩周土与桩基的摩阻力产生影响;如果溶洞是处在桩基的底部,就极可能的损害到桥梁结构,因为如果说溶洞顶板过薄,无法达标的话,随着桥梁荷载长期的作用,溶洞顶板就会被压碎,如此一来就会大大的降低了桩基承载能力。
于此同时,施工地段的桩基正好处在岩溶地质地貌,那么就会大大的增加了发生垮孔、偏孔、断桩等施工事故的可能性,这些无疑都给施工造成了很多的不利因素。
该课题主要根据现场施工试验,对岩溶地区钻孔灌注桩的施工工艺及成桩检测等方面做一些探讨性研究。
1工程概况1.1概述E 匝道桥基岩埋置较深,为地表下29-34m 左右,为第三系(E1)泥岩,岩溶发育,尤以溶槽、漏斗及小溶洞为多。
本次试验选取的工程桩为9-0和15b-0,其中两根工程桩均采用冲击钻孔。
9-0、15b-0桩长分别为48m 、50m ,设计桩径分别为1.4m 、1.2m ;桩身采用C30混凝土和φ25钢筋。
1.2工程地质条件采取钻孔揭露将地层自上而下划分为第四系全新统冲湖积(Q4a1+1)、冲积(Q4a1)堆积物地层、第三系(E1)泥岩夹砾岩地层及灰岩(T )。
1.3工程地质评价各层力学性质指标如表1。
1.4岩溶分布9-0、10-0桩地质岩层中都出现了岩溶溶蚀和溶槽这样的情况,根据表2的详细数据可以准确的分析出其溶洞埋深、大小和空间的相关情况,一些溶洞和岩溶裂隙出现了漏水这样的不利情况。
1.5研究目的开展本项目的试验调查分析,整合处理好相关的数据,这样做的目的是尽可能的为以后的设计类似地质状况的钻孔灌注桩的提出可供参考或利用的意见、资料、物资、条件等,以帮助其做出更好的方案。
1.6测点布置及元件埋设这一次试验主要使用的是钢弦式钢筋应力计JXG-2。
各桩测试元件的埋设位置布置在土层交界面、溶洞顶———————————————————————作者简介:张艳平(1969-),女,湖北武汉人,高级工程师,研究方向为高速公路建设管理。
岩溶地区钻孔灌注桩施工研究Bored Pile Construction Study in Karst Regions张艳平ZHANG Yan-ping(湖北省交投高速公路发展有限公司,武汉430030)(Hubei Provincial Communication Investment Expressway Development Co.,Ltd.,Wuhan 430030,China )摘要:本课题研究结合福银高速公路九江长江公路大桥北引道工程分路互通E 匝道桥的特点,通过现场施工试验,对岩溶地区钻孔灌注桩的施工工艺及成桩检测等方面做一些探讨性研究。
Abstract:This study combined with the characteristics of North Approach Road project shunt interoperability E-ramp bridge of the Fuyin expressway Jiujiang Yangtze River Bridge,and did some exploratory research on construction technology of bored piles and the pile testing in the karst region through test site construction.关键词:岩溶地区;钻孔桩;施工;研究Key words:karst area ;bored piles ;construction ;research 中图分类号:U41文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)26-0128-03孔号起止孔深(m )对应标高溶洞底部顶板厚度(m )洞高(m )充填情况9-030.851~34.65137.651~40.481-17.58~-21.38-24.38~-27.211.722.83少量细砂充填15b-031.918~37.41839.838~40.10842.108~47.428-17.94~-23.44-25.86~-26.13-28.13~-33.450.71.204.51.33.4片石、粘土充填表2岩层溶洞及溶蚀现象特征表地层名称推荐承载力(kPa)极限摩阻力(kPa)饱和极限抗压强度(Mpa)①第四系全新统冲湖积(Q4a1+1)170~21040②沉积(Q4a1)粘性土层15040③砂砾层500~800④第三系(E1)泥岩1500~200068表1各层力学性质指标·128·Value Engineering部和底部以及桩端,各个断面对称埋设四个元件。
1.7施工监测本次施工监测的主要目的就是研究本工程试桩施工工艺能够的很好的运用于施工,可行性是否良好。
与此同时能够更好的为接下来的实验监测工作的展开备置相关的数据合理性及可行性,并为后续的试验研究准备相关的数据。
这个监测工作的施工进程将由试验人员亲自到施工现场进行观测并如实的做好记录。
2基桩施工2.1概述根据同类地质情况基桩施工及现场9-0号桩地面塌陷范围分析,如采用对溶洞区注浆后施工,成本巨大,通过初步预算拟采用片石粘土填筑和钢护筒跟进法施工。
试验桩钻孔分别采用φ1.2、φ1.4、φ1.7钻头的冲击钻施工,泥浆护壁,对于溶洞高度大于4米的首先采用φ1.7钻头钻进,距溶洞顶部0.5米时下设钢护筒全程支护,洞顶穿透后填粘土、片石及水泥反复冲进至设计标高,空压机清孔至设计要求的桩底沉渣厚度(<50mm)。
放入钢筋笼后,垂直导管法灌注水下混凝土。
2.2冲孔措施2.2.1开孔开孔时需要注意的是,为了保持孔位不偏不离,防止它冲坏护筒冲击钻要尽可能的使用较小的冲程。
而在当孔位基本定型的情况下就可以合理的增加冲程。
只要把孔内的水位一直维持在一定程度并低于护筒顶0.3m上,就能够避免由于突然漏浆造成塌孔这样的情况。
2.2.2溶洞顶板的钻进溶洞顶板的钻进工作是要求比较高的,尤其要注意穿越溶洞顶板时要更加细心,以避免卡钻、掉钻这样的情况的出现。
①溶洞顶板的判定和穿越。
溶洞顶板的判定和穿越是要根据不同的情况采取相应的措施:如果钻头已接触溶洞顶板,那么钻进时钻进速度不高,主绳摆动加大了,而且一定程度上趋向于设计桩中心之外。
这个时候就要使用破除溶洞顶板的技术措施:而冲击钻机在相距溶洞顶板不远的时候要采取0.8~1.2m低冲程将顶板击穿;如果是溶洞很小的话则完全能采用片石、粘土将它填满之后进行反复冲击,一直到破除整个顶板;当溶洞高度大于4米拟采用钢护筒跟进时,再距溶洞顶部1米时采用低冲程冲进,增加进尺量测次数,距设计地质资料提示的标高大约0.5厚度时,下设钢护筒,并且要保证钢护筒定位准确,然后反复投放片石粘土冲进,确保护筒底角挤密,防止洞顶击穿后坍塌。
②穿越过程中的漏浆及探头石问题。
如果在钻到距离溶洞顶以上0.3~0.5m的时候出现漏浆的现象甚至偏孔问题就要把冲程减到0.5~0.8m。
实时的用大量的泥浆和适量的抛填片石、粘土包进行填充;并循环超填1.0m片石处理偏孔、探头石,直到钻头处于平稳状态。
2.2.3溶洞内钻进就在钻孔速度加快的时候没有出现偏孔这样的情况就说明顺利的进入溶洞。
此时就按照溶洞内的填充物安排好适当的冲程和泥浆比重。
在溶洞内升降钻头的时候要减慢速度才能够避免扰动片石形成的临时护壁这样的情况。
2.3清孔清孔的方法采取得适当就能够增加清孔的质量。
本工程之所是选择空压机清孔至设计要求主要是因为孔底沉渣厚度直接影响灌注桩的承载力发挥,空压机清孔是清孔质量最合理和高效的措施。
2.4水下灌注混凝土终孔后要及时灌注砼,溶洞地质灌注砼时临时孔壁失稳造成的扩径则有利于提高桩的承载力。
3基桩承载能力试验3.1试桩资料试验选取工程桩9-0、15b-0二根试桩进行垂直静载试验。
各桩的地质情况及溶洞分布如前所述。
(表3)3.2静载试验3.2.1加载及量测装置垂直荷载试验采用堆载法油压千斤顶加载,反力梁采用最大容许荷载为6000kN和19000kN两种。
由于9-0和15b-0为工程桩,最大加载量取设计荷载乘以1.5。
桩顶荷载由油压表读数控制,油压表及千斤顶都经过率定,率定值如表4所列。
N28-4、N30-3的油压千斤顶数目分别为2、1。
垂直荷载试验中,桩顶沉降量由装设在桩顶的4支百分表量测,百分表的磁性表座安置在两根远离试桩的基准梁上。
百分表对称布置在同一平面上。
应力测点设在钢筋骨架上,分别在特征层面对称布置4个元件。
3.2.2试验方法各试桩的加卸载程序级别见表5。
①沉降观测:每级加荷后第一小时内,每隔15分钟测读一次,以后每隔半小时测读一次。
②应力观测:加载前即0荷载时初读,每级加荷后15分钟测读一次,达沉降稳定时再测读一次。
③沉降稳定标准:每级荷载下沉降量稳定标准按最后30min内不大于0.1mm。
④终止加载标准:a)当试桩总沉降大于40mm且本阶段下沉大于上一阶段下沉量的5倍。
b)本阶段下沉大于上一阶段下沉量的2倍并在24h内不休止。
c)当未达到上述两条,可终止加载。
⑤卸载:每级卸载量为每级加载量的2倍。
开始两次每隔15min记录一次,以后每隔30min记录一次;完全卸载后至少应于2h内每隔30min记录一次。
3.3静载试验数据整理与分析(表6)整理静载试验表3试桩设计资料试桩号桩长(m)桩径(m)砼标号主筋桩端嵌岩深度(m)溶洞总高度(m)持力层顶板厚度(m)9-015b-048501.41.2C30C30φ25φ25872.839.2>3.0>5.0表4桩顶荷载与油压表对应值9-0千斤顶荷载(10kN)油压表读数(MPa)30360690912012150151801821021240242702730030 15b-0千斤顶荷载(10kN)油压表读数(MPa)683.41366.820410.227213.634017.040820.447623.854427.261230.668034表5静载加卸载程序(单位:kN)序号桩号123456789109-0加载卸载6805440136040802040272027201360340040804760544061206800 15b-0加载卸载6002400900180012001200150060018002100240027003000·129·价值工程百分表读数记录,分析荷载是否达到极限。