岩溶地区桩基施工
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岩溶地质情况下桥梁桩基础施工技术研究摘要:岩溶地区的桥梁工程不可避免地要将桥位设置在溶洞溶槽石林发育地区,基于此,以位于岩溶地区的某桥梁工程为例,在分析桥位地质条件的基础上提出冲击钻成孔的施工方案,并着重对冲击成孔及钢护筒跟进施工要点、不同孔径大小溶洞的处理、岩溶注浆、混凝土回填等技术环节进行了分析探讨,为同类工程提供借鉴。
关键词:岩溶地质;桥梁桩基础;桥梁施工;0引言岩溶即喀斯特地貌,主要为白云岩、石灰岩、盐岩、石膏等可溶性岩层遭遇地下水溶蚀后而形成的特殊地质。
岩溶地区一直以来被视为桥梁工程建设的“禁区”,岩溶地区施工建设的桥梁基础必须调整跨径、墩台改位、改用轻型浅基础结构,甚至移动桥位,以避开溶洞区域后进行桥梁基础常规施工。
钻孔灌注桩成桩技术对于各类地质条件均较为适用,承载力高且噪声、振动小,不存在挤土效应,可保证桩基施工质量。
钻孔灌注桩桥梁桩基施工技术应用于岩溶地区,能有效应对复杂的地质条件,在一定程度上降低建桥难度,保证工程施工进度,使桥梁工程社会效益和经济效益得以充分发挥。
1工程概况某大桥为梯形预应力钢筋混凝土简支梁桥,长860m,其主桥墩钻孔桩基础共136根,直径为ϕ200cm,该桥梁位于岩溶发育地段,地表卵石覆盖层厚最大达34m,大部分钻孔桩基础通过溶洞或溶槽,桥梁桩基持力层位于河床以下18~30cm。
溶洞溶槽处理是否得当是桥梁钻孔桩基础施工质量控制的关键。
岩溶地质条件下桥梁桩基础施工方案应根据每根桩基础覆盖层、溶洞溶槽发育、地下水等情况综合确定。
经过对该桥梁桩基地质条件等的分析,最终确定采用冲击钻成孔的施工技术,考虑到桥梁桥位溶洞溶槽情况复杂,桩基范围内岩层起伏多变,必须在施工期间通过冲击锤接触岩层后才能准确判断。
2桥梁桩基础施工技术要点2.1冲击成孔岩溶发育及溶洞较多地区的桥梁桩基施工过程中,容易发生卡钻、斜桩等问题,一些溶洞填充较满而另一些溶洞无填充或未填满,进而形成低压区,一旦溶洞内或裂隙处钻进受到压差作用影响,溶洞内或裂隙处便会渗入泥浆,引发漏浆及埋钻、扩孔、塌孔等事故。
岩溶地区建筑地基基础技术标准标题:岩溶地区建筑地基基础技术标准规范一、引言岩溶地区,由于其独特的地质构造和水文条件,对建筑物地基基础的设计与施工提出了特殊要求。
为确保岩溶地区建筑工程的安全稳定,特制定本“岩溶地区建筑地基基础技术标准”,以指导和规范相关建设活动。
二、基本规定1. 地质勘查:在岩溶地区进行建筑设计前,必须进行全面细致的岩溶地质勘查,查明溶洞、落水洞、地下河等特殊地质体的分布、规模及发育程度,为地基基础设计提供准确依据。
2. 设计原则:地基基础设计应遵循“因地制宜、预防为主、综合治理”的原则,充分考虑岩溶地质特性,避免地基不均匀沉降和地下水突变带来的安全隐患。
3. 地基处理:对于存在溶蚀空洞的地基,应采取填充密实、灌浆加固、桩基支撑等方式进行地基处理,确保地基承载力满足设计要求。
4. 基础形式选择:根据岩溶地貌特点,优先采用能分散荷载且适应性较强的独立基础、筏板基础或桩基础,并结合实际情况选用适宜的基础埋深。
三、施工技术要求1. 施工前应根据地质勘查报告编制详细的岩溶地基处理方案,明确施工工艺、材料以及质量控制措施。
2. 在施工过程中,应严格监控地基处理效果和地下水动态变化,如发现异常情况应及时调整施工方案。
3. 桩基础施工时,应对溶洞区域进行专项探测,确保桩基穿透溶洞并达到稳定持力层;同时,加强桩身完整性检测,防止因溶蚀作用导致的桩基质量问题。
四、验收与维护完成地基基础施工后,须按照国家相关验收标准和技术规范进行严格的工程质量验收。
在建筑使用期间,要定期进行地基监测和维护,防范可能出现的地基变形、地下水渗漏等问题。
总结,岩溶地区建筑地基基础的技术工作是一项系统工程,需科学严谨地对待每一个环节,只有这样,才能确保在复杂多变的岩溶地质环境下,建筑结构的安全可靠。
岩溶地区桥桩基施工为题和处治措施随着我国经济的不断提高,施工技术不断的进步,岩溶地区建设桥梁桩基的事例也越来越常见,面对着岩溶地区施工难度较大,对专业技术的要求更为严格,如若不能及时有效的处理对工期和造价有极大影响的这一难题。
在此,提出相应的好的解决方案。
1 桥梁桩基岩溶导致的一些问题1.1 塌孔在施工中遇到溶洞时,由于溶洞的反复回填漏浆,垮塌范围越来越大,最终导致地面塌陷。
塌孔的主要危害有:钻机倾斜甚至翻倒、人员伤亡、钻锤被埋、工期延误等。
施工时应及时制定相应措施避免塌陷的发生。
具体措施有:钢护筒跟进施工,由钢护筒代替泥浆来保护护壁,因为泥浆在遇到溶洞时会瞬间流失,从而导致护壁裸露在外,再加上地下水的影响,很容易垮塌,泥浆将很长时间起不到保护护壁的作用。
从安全、工期、经济等各个方面分析,钢护筒跟进是最有效最简便的施工方案。
1.2 施工周期长在很多时候一根桩基施工半年多都无法成桩,从而工期也不断延长,甚至导致后续基他工作无法正常施工。
岩溶的治理是很多工艺是无法确认的,多长时间穿过溶洞也是无法确定的,消耗人力、财力和物力也是无法确定的。
2 工程简介某特大桥梁全长约 1.28 km,上部结构为30m、35 m 部分预应力砼组合箱梁,先简支后结构连续,下部结构为柱式墩、肋板式台,钻孔灌注桩基础。
全桥共设置桩基础180 根,其中2 桥台各12 根,1# ~39#桥墩处各设置 4 根。
该桥在大桩号桩基施工中出现不明地质情况,泥浆在几分钟内消失并导致塌孔,初步推测桩位处存在溶洞、褶皱或者盗砂的可能。
为了明确桩位处的地质情况,对岩溶分布区的桩位进行逐桩补充地质勘察,勘察深度为穿透岩溶层以下3 m。
勘察结果表明,以通航河流为分界点,在河流的南岸存在大理岩分布,而在河流的北岸只存在片麻岩分布,在大理岩地层中存在局部岩溶发育,岩溶高度大多在1m 以内,个别岩洞高度达 1.9 m 和 1.6 m根据地质勘察成果,场区普遍分布着强风化大理岩,该岩层有条纹状碳酸盐脉充填在裂隙间,岩芯大部分呈短柱状,部分呈碎块状,用手可掰断。
岩溶地区桩基施工技术探讨摘要:岩溶地区普遍存在地质情况复杂,地下水丰富,土洞、溶洞发育,桩基施工条件复杂,稍有不慎就会造成卡钻、漏浆、钻孔偏斜、塌孔等质量安全事故,因此岩溶地区的桩基施工必须采取充分可靠的施工技术措施和安全可行的应急预防措施。
关键词:岩溶桩基钻孔偏斜岩溶地区普遍存在地质情况复杂,地下水丰富,基岩上部覆盖土层因地下水冲刷易形成土洞,基岩表面溶沟溶槽发育,起伏变化大,基岩内部岩溶发育,溶洞大小不一,深浅不一,溶洞见洞率较高,有的现多层串珠状溶洞,局部岩溶顶板较薄。
1 岩溶地区地质情况分析溶洞、荣操、漏斗、暗河、裂隙以及钟乳石等等都是岩溶的主要形态,是通过化学和物理的作用产生的结果。
同时具有可溶性岩层、流量足够的水、具溶蚀的能力以及地下水流动和下身的途径称之为岩溶发育的基本条件。
一般来说,就现在发展速度较快的是硫酸盐岩层和卤素类岩层,而发展速度较慢的是碳酸盐类岩层。
质量好且岩层厚实的岩层的岩溶发育的强烈,其形态发育齐全良好,规模很大;但是含有泥质物质的还有其他杂志的岩溶发育较慢。
颗粒结晶较大的岩石,其岩溶较为发育齐全,而颗粒结晶小的一般岩溶发育非常的弱。
以为我们所知道的岩溶是发育缓慢的,所以说在建筑使用年限内我们可以认为是不变的。
2 岩溶地区桩基选型分析桩基成孔目前常用方法有人工挖孔,旋转钻机成孔,冲击钻进成孔,冲抓钻进成孔。
人工挖孔,无需钻孔设备,造价低,灵活方便,但局限性大,只适合于无水或地下水量不大,孔深较浅,岩溶发育强度较弱的情况下采用;旋转钻机成孔适用于粘性土、砂类土、含少量砂砾石的土(砂砾石含量少于20%,粒径小于钻杆直径的2/3),孔径为80cm~250cm,孔深30m~100mp若降水不成功,则钻(冲)孔桩施工是比较合理可行的选择。
以下分别对岩溶地区主要桩基选型进行简要分析。
2.1 人工挖孔桩人工挖孔桩是采用人工直接挖孔成孔的一种施工方法,人工挖孔桩具有易于进行持力层鉴别和孔底沉渣控制,桩底易做扩大头以增加单桩承载力,施工现场无噪声干扰,孔径不受施工机具的限制可随需要控制,成孔质量可直接观测,混凝土灌注质量容易保证,施工工期短,造价低等优点。
基于岩溶地区桩基施工的探讨摘要:本文主要对某电厂岩溶地区桩基施工的特点、难点以及常见问题的预防和处理措施进行了分析,可供同行借鉴参考。
关键词:岩溶桩基施工1工程概述某电厂在原有预留扩建场地上扩建,根据场地《岩土工程勘察报告》及厂区总平面布置图,主厂房场地范围内桩基涉及岩性主要为扁豆状灰岩,该岩层岩性特征表现为硬度较大。
由于基岩埋深变化较大,故厂区范围内主要建(构)筑物地基均采用钻孔灌注嵌岩桩和天然地基相结合的方案。
钻(冲)孔灌注嵌岩桩直径均为800mm,持力层为扁豆状灰岩或中风化泥岩,入岩深度为2D~3D;单桩承载力设计值为360t和450t。
2地质条件根据场地《岩土工程勘察报告》及厂区总平面布置图,主厂房地段地层主要有第四系人工堆积层(Qs)(①)、冲积层(Qal) (②、③、④)、坡残积层(Qsl+el ) (⑤1、⑤、⑥);石炭系下统岩关阶(C1y)(⑦、⑧、⑨);泥盆系上统榴江组(D3l)(⑩)。
具体分布如下:①人工素填土:黄褐、黄红色粉质粘土,混较多页岩、泥岩及粉砂岩碎石,经人工压密后呈可塑~硬塑状,据勘探揭露和资料分析,厚度为0.66~11.70m。
分布于厂区内原地形的冲沟低洼地段,为一期工程平整场地填土,填筑时间约5年。
②粘土:黄色、灰黄色,湿,可塑状,土质不均匀,揭露厚度0.2~1.0m。
主要见于场地南侧。
③粉质粘土:主要分布于相思江两岸的一级阶地;呈黄色、黄褐色,稍湿-湿,可塑-硬塑,土质不均,局部夹粘土,厂区内揭露的厚度0.40~5.80m。
④含泥质卵砾石:主要见于场区内河流南岸的一级阶地底部,在场区内河流河床亦有分布,分布不均,在阶地上仅K258、K267、K210+1孔有揭露;呈灰黄色、褐黄色,局部为灰黑色,中密状,含卵石约30%,粒径20~100mm,浑圆状;砾石的含量20%~40%,粒径2~10mm,磨圆度较差,以灰岩、石英砂岩等为主;含泥质约20%,可塑状;厚度0.8~2.2m。
建筑规划与设针岩溶地区建筑桩基的设计及施工措施黄保斌广西荣泰建筑设计有限责任公司摘要:岩溶地貌即喀斯特地貌,主要分布在我国西南部地区。
从我国所有的建筑工程建设的角度来看,岩溶地区桩基设计和施工自始至终就是一个较大的难题。
伴随着最近几年我国西南地区建筑业突飞猛进地迅速发展,加强对岩溶地区建筑桩基设计及施工措施的研究是大家一直关注的焦点。
根据自身多年从事此工作的经验总结,本文围绕岩溶地区建筑桩基的设计及施工措施进行浅述,望能够有一定的可参考价值。
关键词:岩溶地区;桩基;设计;施工措施1岩溶地区建筑桩基设计1.1桩基设计原则岩溶地区的桩基设计原则应符合下列规定:1)岩溶地区 的桩基,宜采用钻、冲孔桩;2)当单桩荷载较大,岩层埋深较浅 时,宜采用嵌岩桩或墩基础;3)当基岩面起伏很大且埋深较大 时,宜采用摩擦型灌注桩;4)岩溶发育较弱,基岩面起伏不大,且上覆土层较厚且较好时,可采用预应力管桩。
1.2岩溶地区桩基设计要点岩溶地区桩基设计要点主要有以下几点:1)在桩基布置 时,宜使桩群承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合,并使基桩受水平力和弯矩较大方向有较大抗弯截面模量;2)对于剪力墙结构桩筏(含平板和梁板式承台)基础,宜将桩布置 在墙下;3)对于嵌岩桩,嵌人倾斜的完整和较完整岩的全断面 深度不宜小于0.4d且不小于0.5m,倾斜度大于30%的中风化 岩,宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度;对于嵌人 平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d,且不应小 于 0.2m〇通过总结多年工作经验,岩溶地区高层建筑桩基设计过 程中要遵循以下基木原则:第一,桩基设计过程中要以桩钻孔相关地质资料作为依 据,确定科学合理的桩基桩长。
第二,当基桩直接落在溶蚀、有严重裂缝的溶洞顶板的时 候,应按照摩擦桩来进行计算,不应考虑溶洞顶板的端承作 用;针对没有仟何裂缝、溶蚀情况的持力层,在复核溶洞顶板 受力时一定要有足够的安全富裕度,以不小于3m~4m微风化 完整顶板,作为桩基底部溶洞顶板的最小控制厚度。
岩溶桩基安全风险评估
岩溶桩基安全风险评估是对岩溶地区进行桩基施工前的风险评估,旨在确定岩溶地区桩基施工可能面临的安全风险,并提前采取措施以减少可能的风险。
岩溶地区是指由于溶蚀作用而形成的地貌,其地质特点容易引发桩基施工安全风险,主要包括以下几方面:
1. 地下水位变化:岩溶地区地下水位的变化较大,可能会导致桩基施工过程中地下水涌入桩孔,影响施工质量。
2. 土质条件不稳定:岩溶地区常常有较多的岩溶溶洞和溶蚀坑洞存在,这些地质特征会导致土层的不稳定,可能会引发桩基的沉降或倾斜。
3. 岩溶地下河:岩溶地区地下水流动较为活跃,可能存在地下河流经桩基工地,造成桩基的周围土体冲刷,引发桩基失稳。
4. 工程地质条件不确定:岩溶地区的地质条件复杂多变,地下洞穴和裂隙较多,可能导致桩基施工过程中的遇洞和遇碎石等问题,增加施工难度。
对于岩溶地区桩基安全风险评估,通常采取以下步骤:
1. 收集地质资料:获取岩溶地区的地质调查报告和地质勘察资料,了解地层结构、岩溶洞穴和地下水位等信息。
2. 风险评估方法:采用定性和定量风险评估方法,对可能的风险进行评估,确定各项风险的可能性和影响程度。
3. 风险管控对策:根据风险评估结果,制定相应的风险管控对策,如加强对地下水位的管控、进行地质灾害治理等。
4. 施工方案优化:根据风险评估结果,对原有施工方案进行优化,调整施工顺序和方法,减少风险发生的可能性。
5. 监测和预警措施:在施工过程中,加强对桩基的监测和预警,及时发现并处理施工中可能存在的风险,确保施工安全。
总之,岩溶桩基安全风险评估是对岩溶地区桩基施工前的风险评估,通过科学的方法对可能的风险进行预估和管控,保障施工安全。
岩溶桩基施工工艺流程一、施工工艺各桩基范围内,溶洞大小不一,所穿过溶洞数量也不一样。
对于高度小于3m的小溶洞,不论单层或多层,不论溶洞内有无填充物,都需要在冲穿溶洞顶板时,向溶洞内投放片石、碎石加粘土,甚至投入整袋水泥充填溶洞,并用冲击钻冲砸密实,起到护壁作用,保证钻进时泥浆不流失,使钻头顺利钻进通过岩溶区成孔。
对于高度大于3m的较大溶洞,若溶洞内无填充物并且为单层,需从地面至第一层溶洞顶板上埋设内径大于桩径(一般大20cm)的外护筒,当钻穿溶洞顶板后泥浆急遽渗漏的情况下,护可起到护壁作用,从而保证孔壁不坍塌。
在冲穿溶洞顶板后,采取向溶洞内投放大量片石、碎石加粘土,以填塞溶洞,并用冲击钻冲砸密实,之后再进行钻孔;若溶洞内无填充物并且为多层时,按照单层大溶洞的处理方法,处理完第一层溶洞之后,再沉放第二层钢护筒至第二层溶洞顶板之上,其内径大于下层内护筒外径、外径小于上层钢护筒内径,当钻穿第二层溶洞顶板后泥浆急遽渗漏的情况下,中护筒可起到护壁作用,从而保证上一层溶洞内孔壁不坍塌。
在冲穿溶洞顶板后,仍采取投放大量片石、碎石加粘土,以填塞溶洞,并用冲击钻冲砸密实,之后再进行钻孔;对于三层以上的无填充物多层大溶洞,均参考仍需投双层大溶洞的处理方法:对于有填充物的单层或多层大溶洞,放片石、碎石夹粘土,甚至投入整袋水泥,使用冲击钻冲砸密实,起到加强护壁的作用,保证钻进时不漏浆,使钻孔顺利通过岩溶区成孔。
成孔后采用沉放内护筒(直径不小于桩径)进行灌注,内钢护筒在灌注桩身砼的时候起到防止砼流失的作用。
二、施工要点首先做好前期技术准备和施工准备工作。
每根桩施工前必须详细核对地质钻机钻探记录、地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型,并画图列表,为制定具体的施工措施提供详实依据。
对填充物进行土工试验,分析其物理力学特性,检测容重、含水量、孔隙率等,为填充物参数计算提供有力依据。
根据地质钻探资料和填充物情况,对每根桩按照溶洞处理方法,制定出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工应急补救措施。
岩溶地区桥梁桩基施工技术摘要:桥梁桩基施工技术要点主要包括搭设钻孔平台、测量放样、护筒埋设、制备泥浆、旋挖钻孔、冲击钻孔、钢筋笼制作与安装、混凝土灌注等,从三方面提出了岩溶地区桥梁桩基施工的质量控制措施,旨在保证岩溶地区桥梁桩基施工质量。
关键词:岩溶地区;桥梁;桩基施工1桥梁桩基施工技术要点1.1施工准备1.1.1搭设钻孔平台为方便钻孔施工,应结合地形及地质条件搭设钻孔平台。
钻孔平台除了要确保稳定之外,还应保证平台底座能够有效支撑钻孔机械设备的重量。
钻孔平台可以利用钢管桩作为基础,并用木料、型钢以及各种杆件搭设平台顶面的纵、横梁及支撑架。
此外,在设置水上钻孔平台时,应当充分考虑泥浆的循环及排放要求。
1.1.2测量放样在桥梁钻孔灌注桩施工中,测量放样直接关系到孔位的准确性。
具体的实施要点如下:按照设计测控点,对施工测量控制网进行布设,在此基础上开展测量放样工作,先测放出桥梁墩位的中心线,再测放出各个桩位的中心线,并在稳定的基础上设置护桩。
1.1.3埋设护筒桥梁工程大多采用钢护筒,其埋设质量对钻孔施工有着直接影响。
钢护筒埋设的具体实施要点如下:钢护筒的内径应当略大于桩径,当钻孔机械为旋挖钻机时,钢护筒的内径应当大于钻头直径20cm;当使用冲击钻机时,钢护筒的内径应当大于钻头直径40cm;钢护筒的顶面应当高出施工地面50cm;钢护筒的接头应当耐压、不漏水;钢护筒的中心轴线与桩位中心的最大偏差不得超过5cm,同时要确保护筒竖直。
1.1.4制备泥浆泥浆的性能不但会对护壁效果产生影响,而且还会间接影响成孔质量。
所以在制备泥浆时,必须严格控制性能指标,以保障成孔质量。
可以选用水化速度快、黏度大、造浆能力强的膨润土作为黏土,并在浆液制备前,将黏土中的大块全部打碎,以便搅拌时能够快速成浆,从而达到缩短搅拌时间、提高泥浆质量的目的。
1.2施工技术1.2.1旋挖钻孔旋挖钻孔的实施要点如下:(1)正式钻进前,可在钢护筒内存入适量的泥浆,然后先以低档慢速进行钻进,当钻至护筒下1.0m 左右后,便可用正常速度钻进。
岩溶桩基施工方案一、工程概述岩溶桩基施工方案适用于在岩溶地质条件下进行桩基施工的工程。
岩溶地质是指由于地下水侵蚀作用而形成的溶蚀作用,导致地质构造不稳定、岩层脆弱、泥土层较薄等特点。
岩溶桩基是一种在岩溶地质条件下,通过利用钻机或者铲斗挖掘机对岩层进行穿孔、安装钢桩,然后灌注混凝土的桩基施工方法。
二、施工步骤1.前期准备a.编制施工方案和施工组织设计。
b.租赁或购买相应的施工设备和工具,包括钻机、铲斗挖掘机、混凝土搅拌机等。
c.对施工现场进行清理和平整,确保施工道路畅通。
d.准备相关材料,如钢桩、混凝土、钢筋等。
2.钻孔a.根据设计要求进行标定钻孔位置,并确定钻孔深度。
b.使用钻机或铲斗挖掘机进行钻孔作业,尽量避免对周围环境和结构物造成破坏。
c.钻孔过程中,注意观察岩体情况,记录岩石成分和岩层厚度等信息。
3.安装钢桩a.根据设计要求选择合适的钢桩,并在钻孔底部留下预埋桩底接头。
b.将钢桩送入钻孔中,并与接头连接,确保稳固。
c.根据需要,在钢桩顶部进行剪切和焊接处理。
4.灌注混凝土a.在钢桩顶部设置施工模板,以确保混凝土浇筑的准确性和一致性。
b.准备混凝土,并使用混凝土搅拌机进行搅拌。
c.在混凝土浇筑前,对钢桩进行清洁和浸湿处理,以提高混凝土与钢桩之间的粘结强度。
d.将混凝土缓慢浇注至模板中,确保混凝土完全填充钢桩孔洞,并使用振动棒排气。
e.等待混凝土凝固并达到设计强度后,拆除施工模板。
5.后期处理a.清理施工现场,清除多余的材料和设备。
b.对施工过程进行记录和整理,保存相关的施工记录和验收文件。
c.进行检验和验收,确保施工质量符合设计要求和相关标准。
三、施工注意事项1.在进行钻孔和钢桩安装时,要密切关注岩溶地质的特点,避免因钻孔和钢桩安装而对岩层造成进一步的破坏。
2.钢桩的选择应根据设计要求和地质条件进行合理搭配,以确保钢桩的抗压、抗弯、抗震等性能符合要求。
3.在混凝土浇筑过程中,要注意控制混凝土的浇筑速度和浇筑厚度,以免出现空鼓、裂缝等质量问题。
收稿日期:20040927作者简介:高歌今(1961—),男,工程师。
岩溶地区桥梁桩基础设计及施工技术措施高歌今(贵阳铁路分局贵阳工务段 贵州贵阳) 摘 要:岩溶地基对桥梁的危害性非常大,设计与施工时必须高度重视。
通过某铁路大桥溶洞桩基设计及施工,结合岩溶地质发育形态,总结岩溶发育地区桥梁基础地质勘探、洞顶板安全厚度计算、桩基设计及施工等应注意的问题,确保桥梁建设及运营的安全。
关键词:桥梁基础;岩溶地区;桩基础;设计;施工 中图分类号:U443115 文献标识码:B 文章编号:10042954(2004)120058031 概述在西南地区修建铁路、公路,不可避免地会遇到岩溶地基。
对于岩溶发育地区的桩基,如何准确确定桩基持力层高程,如何在桩基设计、施工过程中确保桩基工程质量,如何采用安全、经济、合理的桩基设计及溶洞处理方案,是桩基设计人员普遍关注的问题。
本文以某穿越岩溶地区的铁路大桥桩基础的设计及施工为例,探讨岩溶地区桥梁桩基础设计及施工的技术措施。
该桥桥区地质条件复杂,基岩起伏较大,岩溶极为发育,存在暗河和多层溶洞。
根据地质钻孔揭露,桥区上覆地层为第四系冲积层,下伏基岩为石炭系灰岩,地层自上而下可分为:①第四系冲积层,亚粘土、粉细砂、圆砾卵石层交错分布,层厚116~1019m ;②强风化页岩,半岩半土破碎块状,层厚3120~3212m ;③弱风化灰岩,岩芯呈碎块状,裂隙发育,层厚1110~5100m ;④微风化灰岩,块状构造。
节理裂隙发育,溶隙及溶洞极发育。
本区溶洞层数最多达11层,一般在7~8层,溶洞最高约10m 。
全桥30根桩基处于溶洞区,在桩基施工过程中增加了10根溶洞桩基。
2 岩溶发育区桥梁基础地质勘探溶洞问题的存在本身就有三大难点期待解决:(1)溶洞的孔壁情况以及大小、位置不清等会对冲击钻头运行情况造成隐患,如卡钻、掉钻等;(2)溶洞的连通情况无法准确了解,这会造成孔内泥浆急剧下沉,钻孔过程中的内外水头失去平衡,有可能造成孔壁坍塌事故的发生;(3)溶洞的走向不明,加上施工超前钻只能在桩位以外进行地质层的揭示,从某种意义上来说,勘探资料无法提供准确的地质分布状况,正是这种模糊的参考资料,造成施工中极大的盲目性。
岩溶地区桩基设计通常情况下,岩溶地区的桩基设计考虑两种情况:①岩溶现象只在埋深较浅的局部出现,桩基可以穿过溶洞嵌入完整的持力层内,桩尖以下没有溶洞,与一般的嵌岩桩差别不大。
②溶洞埋深较深或者多层溶洞出现,桩基贯穿所有溶洞困难,桩底持力层除了要有嵌岩深度外,还要考虑桩底岩层的抗冲切力,保证桩尖至溶洞顶有一定安全厚度,这一安全厚度设计中甚至要达到5倍桩径。
上述设计处理方案能够满足一般岩溶发育情况,但当岩溶特别发育,例如多层溶洞出现,钻孔深度30多米尚无厚度8m以上的完整岩层时,就无法在满足嵌岩深度1~2d的同时保证5倍桩径的溶洞顶板厚度。
1 桩基设计的一般原则由于岩溶及隐伏岩溶发育,如何确定桩基持力层标高、确定施工方案,是本项目桥梁设计的重点,必须充分重视。
设计应根据逐桩钻孔的地质资料,合理确定桩基型式和桩长,以及处治措施。
一般,桩基设计遵循以下原则:(1)对于溶蚀、裂隙严重的溶洞顶板,按摩擦桩计算,对于无溶蚀、裂隙现象的持力层,溶洞顶板按嵌岩桩计算,考虑安全系数后,以3~4m 微风化完整顶板,作为桩基最终最小控制溶洞顶板厚度。
(2)对于独立的、非串通的溶洞,一般采用充填片石、压浆填充的方式进行处理,但必须确保空洞充填密实,此时可考虑溶洞段的桩周摩阻力,否则,不能考虑桩周摩阻力。
(3)对于大型的、串通且无充填或充填为流塑状物质的溶洞,则应考虑采用钢护筒跟进的处理措施。
(4)对于串珠桩溶洞,一般采用充填片石、压浆填充的方式进行处理。
若无明显完整基岩持力层,则按摩擦桩进行考虑。
(5)桩长计算时,给予合理的安全储备。
(6)如果溶洞顶板很薄,而溶洞内的底面很深,且洞内填充土密实稳定,具有足够强度,则桩底可穿过溶洞的顶板置于溶洞内的填充土层内而不置于溶洞的底板上,桩基可按摩擦桩设计。
2 嵌岩桩的单桩容许承载力计算公式根据行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94- 2008 第5.3.9条及对应条文说明,其嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值计算公式为:上述公式中是嵌岩段侧阻力;端阻力修正系数;是嵌岩段侧阻和端阻综合系数,与嵌岩深径比、岩石软硬程度和成桩工艺有关。
钻孔灌注桩施工方案
摘要:钻孔灌注桩施工方案第一节 施工要点(一)、测量定位测量是桥梁工程非常关键的工作,必须密切配合业主和监理方作好本工程测量工作,确保每个钢护筒和每个结构物定位准确。(二)、施工测量1、桥梁施工准备阶段和施工过程中进行的测量工作有:(1)对测量仪器进行精度标定和检校。(2)对设计单位交付的桩位和水准基点及其测量资料进行核查。(3)建立满足精度要求的施工控制网,并进行平差计算。(4)补充施工需要的桥梁中线桩和水准点。(5)测定墩(台)纵横向中线及基础桩的位置。(6)进行高程测量和施工放样。(7)桥梁进行施工变形观测和......
钻孔灌注桩施工方案 第一节 施工要点 (一)、测量定位 测量是桥梁工程非常关键的工作,必须密切配合业主和监理方作好本工程测量工作,确保每个钢护筒和每个结构物定位准确。 (二)、施工测量 1、桥梁施工准备阶段和施工过程中进行的测量工作有: (1)对测量仪器进行精度标定和检校。 (2)对设计单位交付的桩位和水准基点及其测量资料进行核查。 (3)建立满足精度要求的施工控制网,并进行平差计算。 (4)补充施工需要的桥梁中线桩和水准点。 (5)测定墩(台)纵横向中线及基础桩的位置。 (6)进行高程测量和施工放样。 (7)桥梁进行施工变形观测和精度控制。 (8)测定并检查施工部分的位置和标高。 (9)对已完工程进行竣工测量。 2、施工放样的主要内容有: (1)墩台纵横向轴线的确定; (2)桩基础的桩位放样; (3)基坑的开挖及墩台的放样; (4)承台及墩身立柱结构尺寸,位置放样; (5)台帽及支座垫石的结构尺寸,位置放样; (6)各种桥形的上部结构中线及细部尺寸放样; (7)桥面系结构的位置,尺寸放样; (8)各阶段高程放样。 3、使用的测量仪器 3水准仪、南方公司3000测距仪和02电子经纬仪,使用前按要求进行标定。 4、测量过程中应注意的问题: (1)测量控制点的埋设必须保证稳定、可靠。 (2)测量控制点包括:设计单位元元交给的线路控制桩、水准点,施工单位线路复测加密控制点、水准点;桥梁施工控制网点、水准点等。 (3)测量控制点的埋设地点必须远离施工现场,不能受到现场施工的干扰,并且要有保护措施。 (4)桥梁墩台中心桩的护桩、线路中心桩等,采用混凝土包木桩或混凝土包铁心,但要随放随用,不作长期测量的依据。路基边桩用长木桩钉设。 (5)在进行施工测量前,必须对测量控制点进行检查。 (6)必须对测量控制点作定期和经常性的检查,发现问题及时纠正,避免给工程施工造成不良影响。 (三)桩基施工 1、钻孔灌注桩施工 水中墩桩基采用钻孔灌注桩。根据地段水深较浅、桩长较短且入基岩比例大等工程特点,为避免或减少水位变化对基础施工影响,均通过从两岸修筑便道和墩位围堰筑岛并预留湘江航道的方法进行施工;航道缺口采用贝雷组装活动便桥边通,避免采用搭设固定工作平台的施工方法;钻孔施工工艺以冲击成孔为主。 (1)准备工作:内容包括修筑便道、围堰筑岛和埋设护筒等施工项目。埋设的钢护筒顶端标高应高出原地面或围堰面50,护筒底端埋入原南百以下不少于1m范围内必须保证为粘性土并至少护筒底0.5m以下。 水中钢护筒施工:在围堰上准确定位并严格控制好钢护筒入土深度。钢护筒分节制作,分节振埋。如遇抛石,采用冲抓或潜水工等方法清除。 人工水中围堰筑岛填心,以草袋装土堆码,其平面尺寸为8×15m,围堰顶标高比施工水位高出50以上,钢护筒埋设应埋入河床下50以上,周围应夯填粘性土并比施工水位高出1m。 (2)钻孔施工 钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,确保桩位准确无误。在钻孔方法上,根据本工程桩基础为嵌岩桩,优先采用冲击成孔法。在钻孔过程中始终严格控制和保持孔内水头,高出地下水位或施工水位2m以上,以保持孔壁稳固。 冲击成孔注意事项: a、开钻前,向护筒内注满水,用冲击锤小冲程(1.0-1.5m)反复冲击造浆,必要时添加黄土或膨润土造浆,待护筒内泥浆保持一定浓度后开钻; b、正常钻进时要注意及时松放钢丝绳的长度。 c、不同土质采用不同的冲程和泥浆,最大冲程不超过6m; d、成孔过程中,应经常检查孔内有无异常情况,钻架有无倾斜,各部连接是否松动; e、钻孔至设计标高后,对孔底岩样、孔径、孔深进行自检,合格后进行清孔,以确保孔底沉淀、泥浆指针满足设计规范要求。 f、岩层中钻进时,尽量提高孔底的泥浆比重和额度,使孔底泥浆由一般的钻渣托浮力变为握裹力,使钻头冲击下的岩块裹于泥浆中,以减少岩石的重复破碎。施工中反复投粘土、冲击和掏渣,以提高钻进速度。水头控制一般以高出地下水位或河面1.5m左右为宜。采用及时补浆、抽浆、掏渣的办法始终保持与孔外水面有1.5m的固定高差,以保证孔内水压的稳定和孔壁的安全。 (3)钢筋笼制安 清孔完毕,经检查孔深、孔径和竖直度检查符合要求后,即进行钢筋笼施工。 钢筋笼在岸上集中分节预制,设专人负责,确保钢筋骨架的几何尺寸和绑扎质量。为保证在运输过程中不变形,钢筋笼内用十字支撑加固。钢筋笼用吊车吊入孔内,在孔口对焊接长,并保持上下节在一条轴线上。钢筋笼下到设计标高后,用悬挂器将其与护筒或平台连接牢固,防止钢筋笼发生掉笼或浮笼现象。 钢筋笼安装要认真对中,保证桩壁砼保护屋的厚度及钢筋笼标高符合设计要求。钢筋笼安装完毕,进行二次清孔。清孔后泥浆性能指针报现场监理工程师验收。 (4)灌注水下砼 水下砼采用灌浆导管法灌注,导管直径30,管间连接为法兰盘;隔水采用拔球法。导管在使用前要对其规格、质量和拼接构造进行压水试验。要求压水试验时的压力应不小于灌注砼时导管可能承受的最大压力。 灌注砼时,在大灌浆斗颈部设置一个隔水木球栓,下面垫一层塑料布,球栓由细钢丝绳栓住挂在横梁上,大灌浆斗装满足够的混凝土,起拔球栓,利用初灌砼的压力排水,以保证导管埋深,从而保证水下砼的质量。 进行水下砼的灌注时,导管接头不得漏水或漏气;提升导管时,不得有摇动,要维持孔内静水状态,起拔导管要保证导管底部埋深不少于2m,并不得大于6m,灌注完成后的钻孔桩桩顶应比设计高度至少高出50,以便清除桩头浮浆砼后,保证截面处砼有良好的质量。 (5)钻孔灌注桩工程施工隐蔽在河床底下,属于特殊过程。施工中,必须严格按照特殊过程的要求进行施工质量控制,对每一道工序的施工质量实行严格监控,确保大桥钻孔灌注桩这一分项工程的施工质量达到优良等级标准。 第二节 施工工艺措施 一、桥梁轴线便道填筑、墩位围堰和钢护筒施工 从东岸桥头开始,沿桥轴线位上游侧修筑4.5m宽施工便道一条,以便于水中墩下部结构施工。便道顶面标高应高出勘测水位0.5m以上,迎水面应有木桩加袋装粘性土料密实以确保施工安全。 于各墩钻孔桩位采用土袋围堰填芯筑岛变水中施工为陆上施工。岛面应高出河 水面0.5m以上。填芯料以粘性土、砂土和砂砾为主。 钢护筒分节制作,分节振埋,节与节现场焊接。 二、钻孔灌注桩施工 选用8冲击钻机3台套冲击成孔;另配备-20型钻机1台套,采用泵吸反循环回转钻进成孔。 1、钻机安装 钻机就位前,应对钻孔前的各项准备工作进行检查,包括主要机具设备的检查和维修。采用枕木、钢轨作为钻机运行轨道,钢轨枕木连接紧寄存牢靠,确保钻机在钢轨上运行平稳。钻机安装就位必须做到天车中心、转盘中心、钻孔中心在一垂直线上。钻机安装就位后,底座和顶端应平稳,不得产生位移和沉陷。 2、泥浆及泥浆循环系统 本工程地层上部为松散的中粗砾砂层,地层造浆困难,孔壁不易稳定可能出现漏浆,故施工中孔内泥浆应始终保持良好的性能指针。施工中孔内泥浆以黄粘土或膨润土人工造浆为主。钻进泥浆性能指针一般为:粘度20-26s,比重1.20-1.35,含砂率小于4%。根据本工程特点,拟采用抽砂筒捞渣、粘土造浆后立泵回灌循环组成泥浆循环系统,并需在墩台围堰中设一个约10m3的滤渣池,以便钻渣及时清除,还可以备漏浆时能及时补充泥浆。 3、钻进成孔 根据本工程及地层特点,拟采用冲击钻成孔为主要施工工艺。钻孔前应有技术人员对其进行技术和安全交底后方可开始钻进。开钻时应稍提冲击钻头,在护筒内加入黄粘土打浆,并开动泥浆泵进行循环,待泥浆均匀后方可开始钻进。施工过程中应注意控制水头高度在1.5-2.0m之间;在钻进过程中,要严防各类事故,并要防止异物掉入孔内,损坏钻机钻头。冲击锥每冲击一次应转动一个角度以保证成孔时得到圆桩孔。在砂层和园砾层中使用较大粘度和比重的泥浆,以防止垮孔和漏浆等事故。操作人员必须认真贯彻执行操作规程和施工规范,随时填写钻孔施工记录,交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项。 4、成孔后的清孔、下笼、灌注 (1)清孔 钻孔至设计标高后,稍提起钻具,离孔底20厘米处反复冲击,采用正循环进行换浆清孔,并保持一定水头高度,以防止塌孔。砼灌注前进行二次清孔,确保孔底沉碴和泥浆参数满足设计和规范要求。清孔后的孔底沉渣应小于5,泥浆指针:相对密度为1.03-1.1,粘度为17-20s,含砂率小于2%。可利用压风机配合风管清孔,以满足嵌岩桩设计和规范要求。 (2)钢筋笼制安 钢筋笼采用在岸上分节制作,孔口吊装准确定位后焊接成整体。焊接采用单面焊,焊缝长度须满足施工技术规范的要求。钢筋笼严格按照设计图纸制作,各项指针符合设计和规范要求。为控制钢筋保护层厚度,在钢筋上设置“耳环”,串上混凝土滚轮,焊接在钢筋骨架上,每隔四米设置一组,每组四块对称安装。护筒内的上部钢筋骨架,由于与护筒间隙较大,必须在其顶圈上对称焊四个与之间距相匹配的“耳环”以保证钢筋骨架定位准确。钢筋骨架在下放时应注意防止碰撞孔壁,如放入困难,不得强行插入,应查明原因,排除阻力后再下入。钢筋骨架安放后的顶面和底面标高应符合设计要求。 (3)水下砼灌注 A、根据现场条件及水上施工方案,水下砼采用砼运输车或拖式砼泵输送至孔口漏斗的水下导管灌注成桩工艺。 B、现场采用直径275壁厚5的法兰连接导管灌浆。下管时,做到导管内涂油光滑,导管之间连接处放置橡胶密封圈,确保密封。导管使用前必须做水密试验和抗拉试验。