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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2010-09-04 14:32 熱度:
摘要:本文通過對高速公路施工過程中常遇到的溶洞問題的具體分析,并結合施工實際,對溶洞處理在鉆孔灌注樁施工中相關施工技術進行了闡述。
關鍵詞:溶洞處理;鉆孔灌注樁;施工;方案;
一、 溶洞
溶洞是指可溶性巖層,如白云巖、石灰巖、白云質灰巖、石膏、巖鹽等,經過水的化學以及機械作用后產生的溝槽、裂縫、空洞以及因為空洞頂部塌落導致的地表陷穴、洼地等類現象及作用。在湖南汝郴高速的修建中,就遇到了很多由于溶洞所引起的麻煩,其中在汝郴高速公路第十五合同段K69+420~K69+520位置共計4個溶洞,每個溶洞約10×6米(矩形)。我國石灰巖分布極廣,而湖南地區則是石灰巖的一個主要分布地,因此,這些地區的工程施工中,要特別注重對溶洞處理的鉆孔灌注樁施工。
二、溶洞危害的一般特征
因為溶洞一般是存在地下,其屬于隱蔽物,因而不能被人直觀的認識,雖然可以使用地質勘探技術進行對其研究,但是地質勘探也只是能夠對其存在及大概位置給予確定,而無法準確的測出溶洞的大小以及形狀,因此很難避免溶洞給施工帶來的諸多困擾,具體在樁基礎的施工中,當遇到有地下溶洞的時候,往往會出現以下現象:
(1)孔內的泥漿水面下降緩慢并最后達到了穩定,這就表明地下溶洞有間斷、不發育且洞體積比較小。這種溶洞一般危害比較小,對于地面路基施工不會造成實質上的影響,因此可以不作處理。
(2)孔內的泥漿下降即為迅速,這時地面可能出現了兩種情況,第一種就是洞口無異常,表明了溶洞頂以上的覆蓋層比較結實,能夠很好的支撐地面的重物,但是為了保證安全,還是要立即把機械移走;第二種情況是洞口有了崩塌現象出現,這種問題將更為嚴峻,此時就應當立即迅速的把機械移出。
(3)孔內的泥漿突然消失,且地面的機械伴隨著洞口附近的地面塌陷,這種情況一般發生在溶洞的位置比較淺而且體積大,溶洞頂部地質較為軟弱,不能夠對地面重物提供足夠的支撐力,一般此類危害的突發性比較強,使施工人員來不及對其作出反應,因而對于人和機都會造成較大的危害,而此種現象在施工中也較為常見。
三、鉆孔樁施工溶洞處理的一般方法
樁基施工中最大的難題就是遇到溶洞,因此,經歷過溶洞危害的施工技術人員對于溶洞的種種危害都會深有體會而其頗為畏懼,但是作為施工中所不能夠避免的現象之一,我們所應當做到的首先就是敢于正視這個苦難,要做好充分的思想準備,做好安全防患未然的相關措施,并在具體的操作中實施有效地策略和措施,確保能夠安全的解決這一施工難題,力求把其施工的危險系數降到最低,把經濟的損失最大限度的減少,同時要在保證樁基質量的時候也要確保施工的進度。
(1)施工前要做好的工作很多,主要有以下幾點:要根據所涉及的勘探資料,進行對地質條件的認真分析,以確定溶洞的大概位置和形狀規模,并選擇鉆機的種類以及型號;依據所掌握分析的相關數據,準備好充足的泥土以及回填片石,這樣可以保證在溶洞出現時能夠及時的進行回填處理;施工的現場要有足夠噸位的拖拉設備和吊裝設備;如果是在水下施工,還要考慮平臺的面積以及其穩固性;要保證在施工現場,設備移走的線路能夠平整順暢且沒有障礙物,在緊急的情況下要令人和機器設備能夠迅速的從現場撤離;在成孔之前,孔位的附近地面上不要放置比較重要的機械物品,這樣可以避免塌孔時所造成的損失。
(2)在溶洞出現時,常常采取以下的措施:當溶洞體積比較小的時候,可以通過直接加泥漿來保持孔內水位的壓力,來防止塌孔的出現,然后拋片石,繼續施工;如果溶洞比較大,當其空間的垂直高度超過1.5米的時候給,因為覆蓋層比較厚,達到10米以上,且地面沒有產生塌崩,這時可以在溶洞層加入鋼護筒,來隔絕溶洞,防止灌注混凝土時大量流失;如果孔口地面崩塌,應當清理崩塌范圍內的雜物,然后用土進行回填,準確測出其樁位,然后埋置鋼護筒,重新進行鉆進。
總之,在對施工中所遇的溶洞進行處理時,要結合實際的情況及經驗進行加泥漿、拋片石和埋置護筒等相關工作,并養成在施工中做好記錄的習慣,保證能夠較為準確的測定出溶洞深度和體積,這樣可以再溶洞的處理中,能夠有比較可靠地數據,以避免走彎路,并提高效率,加快施工的進度。
四、鉆孔樁施工溶洞處理施工技術
1、常規的拋填處理方案
(1)在材料的準備上
拋填材料一般采用混合料較好,通過將粘土、磚坯、片石、土包(編織袋裝粘土)混合堆放,比例一般為0.5:2:1:1。拋填材料要堆放在距樁孔比較容易取放的地方,并且數量要足夠,同時要配備好隨時待命的運輸車。此外還要配備大于80立方米的泥漿池以及相應的抽講設備,這樣可以在發現漏漿的時候及時補漿。
(2)溶洞頂部沖孔
當沖孔到離溶洞的頂板還有1米左右的時候,應加大泥漿所占的比重,并采用低沖程(高度在1m內)慢速沖進逐漸擊穿頂蓋,以防止卡鉆。此外,還要安排專人來觀察護筒內泥漿面的變化,如果發現泥漿面出現下降,應當立即提錘并及時進行補漿和拋填混合料,等到泥漿面不再下降達到穩定的時候,應繼續使用低沖程慢沖擠混合料,使其能夠形成泥石孔壁穩定的穿過溶地區。如果溶洞的面積比較大,使用一次拋填就很難達到成孔的目的,因此必須通過反復拋填處理才能夠使其成孔。
(3)技術要點
在對此類溶洞進行處理的時候,要在發現漏漿的第一時間用最快的速度處理,采取先拋填比重較大的材料,來防止因為泥漿的比重和浮力較大所產生的阻礙拋填填材料不能順利進入孔底。同時,為了避免回填少了起不到堵住漏漿的作用,而回填太高又會浪費材料并導致重新沖進的進度比較緩慢,因此,回填的高度一般應該大于淤泥層底面5到10米或者是能穩住泥漿為宜。
為了防止萬一溶洞漏漿時誘發地面沉陷使鉆機機身發生傾翻,達到施工安全并確保人機安全,在采用這個方案的同時,必須增加鉆機剛性平臺的輔助方案。該方案的主要使用材料為156#工字鋼,采取平臥井字型的布置,其平臺的面積一般要比樁機加寬2-4米。
2、注漿加固方案
使用注漿方法來處理鉆孔樁溶洞,主要是通過設計院所提供的地質勘察資料,填充和加固鉆孔樁穿過的溶洞,注漿加固方法在大溶洞的處理中有很好的效果。
(1)注漿孔的布設:要依據設計院所提供的設計資料,首先找出最大的溶洞,并對其進行注漿加固,此外,還可以通過鉆注漿孔來進一步勘探地質情況,通過取芯來探明溶洞的高度和填充物詳細情況。
(2)注漿壓力的控制:注漿泵注漿時要控制在0.5~1.0MPa的范圍,確保注漿的壓力不過于大,具體的壓力值應由現場試驗來確定。其注漿速度保持在15~20L/min,目的是使漿液滲透到填充物之內,然后固結,其滲透最小直徑定為310m,確保沖鉆成孔時能夠有足夠的固結體。在進行注漿時,注漿管要插在填充物的底部,邊注漿邊緩慢的上提,保證提管的速度不致太快,且應使滲透的半徑控制在允許的范圍之內。注漿液選用32.5級水泥,其配合比為水:水泥=0.8:1.0,如果需要水泥砂漿,那么其配合比要采用水:水泥:砂=1:1:0.8,當需要使用雙漿液的時候,其水玻璃的用量要根據現場的實驗來進行確定。
(3)注漿施工所需注意的事項:通過采用間歇注漿方式來防止漿液流失太遠所造成的浪費,使先注入的漿液和砂子初步達到膠結之后再進行注漿,并循環多次注漿,達到規定最小注漿量和注漿壓力控制值之時結束。當注完一個孔之后,要繼續對其他孔進行注漿,但是,后注漿的壓力要比先注漿的壓力提高,最后封孔,注漿的順序應根據現場進行自行控制。
五、結語
我國溶洞的分布范圍較大,在高速公路施工的過程中難免會遇到有關溶洞的問題,因此研究溶洞處理在鉆孔灌注樁施工中應用在施工實踐上具有很重要的意義。
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文章標題:對溶洞處理在鉆孔灌注樁施工中應用的看法
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