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岩溶地区桥梁超长钻孔灌注桩施工技术摘要:高速铁路客运专线质量要求高特别是对桥梁桩基采用了超长桩设计武汉至广州高速铁路客运专线白土特大桥桩基设计为穿越岩溶地区的冲击钻孔桩部分桩长达63米且溶洞较多在施工中对岩溶地区桥梁超长钻孔灌注桩施工技术及经验进行了总结 关键词:本文来自毕业论文网www.slgz.cn高速铁路钻孔桩溶洞处理
1.工程概况 新建武汉至广州铁路客运专线白土特大桥位于广东省韶关市曲江区白土镇境内全长
1548.58米起迄里程为DK1996+
769.71~DK1998+
318.29基础采用钻孔灌注桩基础共322根由于地质情况复杂溶洞较多桥梁桩长设计不等桩长最长达63米桩基直径
1.25米桩底嵌入完整基岩2米以上墩柱高度10米以上为空心墩墩柱最高为
11.5米梁体采用无碴轨道32m后张法预应力混凝土双线整体简支箱梁盆式橡胶支座轨道采用双块式无碴轨道
2.施工工艺 钻孔桩施工工艺流程为:平整场地→测定桩位→埋设护筒→桩机就位→钻孔设泥浆池制备泥浆、沉淀池清渣及溶洞处理→第一次清孔→下钢筋笼→下导管→第二次清孔→灌注混凝土
3.施工机械选择 钻机应根据桩径和地质条件选择钻机选用冲击钻钻头宜选用十字丝钻头;钢丝绳应考虑到安全系数安全系数不得小于16钢丝绳不得有断丝、脱丝超过1/3现象;钻架应焊接牢固基底应平稳地质松软时应远离桩孔以免造成侧压力而导致塌孔;钢护筒采用5mm厚钢板制作为增加刚度防止护筒变形在护筒上、中、下部各焊一道箍筋进行加强
4.成孔质量控制 成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分其质量如控制得不好则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等还将直接影响桩身混凝土灌注质量和造成桩承载力下降因此在岩溶地区超长钻孔桩成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作
4.1采取隔孔施工程序 钻孔混凝土灌注桩和锤击桩不同锤击桩是将周围土体挤开桩身具有很高的强度土体对桩产生被动土压力钻孔灌注桩则是先成孔然后在孔内成桩周围土移向桩身土体对桩产生动压力尤其是在成桩初始桩身混凝土的强度很低且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施对同一墩台上不同桩位钻孔应采用对角钻孔隔孔施工
4.2先施工较长、溶洞较多的桩孔 溶洞即为岩层中夹有的土质、砂土裂隙或空洞钻孔桩施工中遇有溶洞会出现孔内泥浆面下降而无法施工施工中应根据设计图纸及地质报告同一墩台上不等桩长设计时应先行施工桩长较长、溶洞较多、施工较难的桩孔钻孔桩中有溶洞的桩一般第一颗桩孔施工时较困难一定要保证所遇到的溶洞都处理好了之后才能进行混凝土灌注
4.3确保桩身成孔垂直精度 为了保证成孔垂直精度满足设计要求应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固经常校核钻架及钻杆的垂直度施工过程中经常进行测量检查校对护桩等措施并于成孔后下放钢筋笼前作井径、井斜超声波测试可采用验孔器对桩孔孔径、倾斜度进行检查
4.4确保桩位、桩顶标高、成孔深度及第一次清孔 在冲击钻孔过程中应做好冲击钻孔记录应每两小时记录一次标明各类土石层所处位置及厚度特别是应记录好遇到溶洞时的位置及深度 虽然钻头到达的深度已反映了成孔深度但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当或在提升钻头时碰撞了孔壁就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象这将给第二次清孔带来很大的困难有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣因此在提出钻头后应用测绳复核成孔深度如测绳的测深比钻杆的钻探小就要重新下钻头复钻并清孔同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水或拉伸的问题因其最大收缩率达
1.2%为提高测绳的测量精度在使用前要预湿后重新标定并在使用中经常用钢尺进行复核
5.成桩质量控制 高性能混凝土以其有较好的施工和易性、较高的后期强度、抗侵蚀性能好、较长的耐久性为特点是客运专线混凝土施工中应采用的原材料白土特大桥其耐久性设计为一百年普通混凝土很难达到要求在混凝土中掺入一定量的矿物掺和料可以有效改善和提高混凝土工作性和耐久性并能对提高混凝土抵抗盐、酸等化学化学腐蚀介质的能力有很大的作用施工中采用高性能混凝土配合比保证混凝土质量 对有溶洞的钻孔桩首先在钻孔施工中应将溶洞堵塞保证钻孔安全及混凝土的顺利灌注在钻孔过程中应注明溶洞所处的深度及高度在混凝土灌注中在遇有溶洞处应适当把导管埋深加大并随时观察混凝土下落速度、孔内泥浆面及泥浆溢出量
6.溶洞判断 主要通过以下方法进行判断1准确的地质资料图;2听声音看气泡:如遇岩溶空洞时能听到咚咚的声音并能看到有大量气泡往上冒;3孔内水位突然下降;4与其相邻的孔内水位下降至同一个水平面:下部岩溶已连成一体形成空洞;5钻孔钻进速度遇有溶洞时钻进速度较快;6当击穿面超过中心面钻头突然倾斜、突然下落;7地面沉降、塌方
7.溶洞处理 钻孔过程中遇有溶洞时必须对溶洞堵塞以保证钻孔过程中的安全及混凝土的顺利灌注溶洞处理可采用以下几种方法: 1抽浆补浆:主要处理缓慢漏浆或机械回填不及时如裂隙漏浆等; 2回填黄粘土:回填的黄粘土必须采用机械加水拌和成块状往孔内回填如是松散黄粘土不成整体会对孔内形成造浆起不到溶洞堵塞作用; 3回填黄粘土加片石拌和:片石与黄粘土必须拌和后回填; 4水泥、黄粘土加片石拌和; 5岩溶注浆:对溶洞所处的高度进行超前岩溶注水泥浆:需有准确的地质资料; 6混凝土围圈法:可先在溶洞处先浇筑混凝土进行围蔽; 7钢护筒跟进:下6米以上的钢护筒至溶洞位置代价较大; 8地表冷冻法:工艺不成熟一般不采用; 9以上几种方法混合采用 溶洞处理方法:由简到繁
8.超长钻孔桩施工及常见故障处理 超长钻孔桩在施工中应对桩径、桩长、桩位偏差及桩倾徐度进行严格控制在施工中要随时对桩位进行测量检查护桩对发现有偏孔的应及时进行处理 钻孔桩常见故障及处理如下: 1地表塌孔:应查明原因和位置进行分析处理坍孔不严重时可采用加大泥浆比重、加高水头、加深护筒等措施后继续钻进;坍孔严重时先用片石挤压夯填后再进行钻孔必要时回填重新钻孔。