跨威烏高速公路特大橋巖溶地段鉆孔灌注樁施工技術(shù)總結(jié)

【摘要】隨著鐵路事業(yè)的高速發(fā)展，跨威烏高速公路特大橋巖溶地段施工作為海青鐵路工程建設(shè)的重要內(nèi)容，鉆孔灌注樁施工技術(shù)水平的高低對工程整體質(zhì)量的提高具有重要意義。本文主要介紹了跨威烏高速公路特大橋DK8+996.8～DK9+582.0段鉆孔灌注樁的施工過程。該段地質(zhì)大理巖分布，個別鉆孔存在巖溶現(xiàn)象，巖溶形態(tài)以小型溶洞、溶蝕裂隙為主，溶洞多被角閃片巖風(fēng)化物充填。

【關(guān)鍵詞】巖溶地區(qū)；溶洞；鉆孔灌注樁；鐵路工程

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鐵路工程已經(jīng)成為我國基礎(chǔ)建設(shè)中的一項重要建設(shè)項目，鉆孔灌注樁技術(shù)作為鐵路工程施工中主要技術(shù)之一，其施工技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著工程的整體質(zhì)量。在鐵路工程施工中企業(yè)必須嚴(yán)格按照每一道工序的規(guī)范要求，對各環(huán)節(jié)質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，防止各種質(zhì)量通病的發(fā)生，確保整體工程施工質(zhì)量達(dá)到合格水平，并努力實現(xiàn)創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)。因此，我們必須加快研究，不斷采用新技術(shù)、新工藝，改善工作條件，提高工作效率，促使鐵路工程事業(yè)的快速發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)的增長奉獻(xiàn)一份力量。

一、鉆孔灌注樁的概況

鉆孔灌注樁自問世以來，廣泛應(yīng)用用于工業(yè)建筑、高層樓宇、水利水電及橋梁碼頭等工程建設(shè)中。同時，在這些工程實踐活動中，鉆孔灌注樁的設(shè)計理論和施工技術(shù)也在不斷發(fā)展和完善。鉆孔灌注樁是通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。灌注樁系是指在工程現(xiàn)場通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。其特點為以下幾點：

1、與沉入樁中的錘擊法相比，施工噪聲和震動要小的多；

2、能建造比預(yù)制樁的直徑大的多的樁；

3、在各種地基上均可使用；

4、施工質(zhì)量的好壞對樁的承載力影響很大；

5、因混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土質(zhì)量較難控制。

二、跨威烏高速公路特大橋巖溶地段鉆孔灌注樁施工技術(shù)的應(yīng)用

隨著我國鐵路工程事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，鐵路施工技術(shù)水平的高低在工程建設(shè)中的地位也越來越重要，為滿足社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求，鉆孔灌注樁施工技術(shù)作為工程施工的主要組成部分，其施工技術(shù)水平地高低將直接影響到工程施工的整體質(zhì)量。為確保鐵路工程的質(zhì)量，施工企業(yè)必須重視其施工技術(shù)的選擇，做好施工準(zhǔn)備工作，只有這樣才能提高工程的整體質(zhì)量，實現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益。

1、工程簡介

新建海青鐵路跨威烏高速公路特大橋中心里程DK9+756.8，橋梁全長1376.315m，橋址所在位置為沖積平原，地勢平緩。本橋主要為跨越威烏高速公路及山東省膠東地區(qū)引黃調(diào)水工程干渠而設(shè)。本橋共設(shè)樁基礎(chǔ)206根，墩臺46座，孔跨類型為：22-32m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁+1-64m鋼管混凝土系桿拱+1-32m+18-24m+3-32m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。

橋址區(qū)DK8+996.8～DK9+582.0即：0#臺～17#墩附近大理巖分布，個別鉆孔存在巖溶現(xiàn)象，巖溶形態(tài)以小型溶洞、溶蝕裂隙為主，溶洞多被角閃片巖風(fēng)化物充填。周邊一定范圍內(nèi)基本沒有地表水體和地下徑流，巖溶地下水活動跡象微弱，巖溶發(fā)育程度弱。該段地區(qū)共設(shè)樁基76根，巖溶現(xiàn)象處理的成敗是關(guān)系到樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

2、巖溶地層鉆孔施工準(zhǔn)備工作

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，鐵路工程已經(jīng)成為我國基礎(chǔ)建設(shè)中的一項重要建設(shè)項目，鉆孔施工作為鐵路工程施工的重要環(huán)節(jié)，其施工技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著工程的整體質(zhì)量。

（1）內(nèi)業(yè)施工準(zhǔn)備

鉆孔前應(yīng)根據(jù)地質(zhì)資料列出孔位的地質(zhì)柱狀圖，包括溶洞的大小、位置、填充情況、是否存在易塌孔地層等。結(jié)合地質(zhì)鉆探資料，為每根樁制定出相應(yīng)的地表加固、溶洞處理方案、鉆孔方法。

（2）外業(yè)施工準(zhǔn)備

鉆孔作業(yè)選用沖擊鉆機(jī)，準(zhǔn)備足夠的袋裝水泥、片石和黏土等回填材料。機(jī)械設(shè)備挖掘機(jī)、水泵等提前準(zhǔn)備好。泥漿池容量考慮溶洞漏水補(bǔ)給要求。泥漿池、排水溝、施工場地進(jìn)行地表防水處理，防止地表水滲入地下。

清除鉆孔場地雜物、換除軟土、平整壓實。使用全站儀準(zhǔn)確測設(shè)墩位及鉆孔灌注樁位，用標(biāo)準(zhǔn)鋼尺檢查各墩位之間、各樁位之間關(guān)系符合設(shè)計及規(guī)范要求后在縱橫向設(shè)護(hù)樁，以備對樁位進(jìn)行復(fù)核；采用自動安平水準(zhǔn)儀，及時準(zhǔn)確的定出各點位施工標(biāo)高。鉆孔前在孔口設(shè)置鋼護(hù)筒。鋼護(hù)筒根據(jù)設(shè)計要求采取長3m，厚8mm，φ1.2m。護(hù)筒地面上外露20～30cm，四周采用黏土回填并分層夯實。

安裝鉆機(jī)前，底架墊平，保持穩(wěn)定，不得產(chǎn)生位移和沉陷。鉆機(jī)頂端用纜風(fēng)繩對稱拉緊，鉆頭或鉆桿中心與護(hù)筒中心偏差不得大于5cm。每鉆進(jìn)2m及巖層發(fā)生變化時掏渣，均要檢查并保存地層渣樣，記錄土層變化情況，遇地質(zhì)情況與設(shè)計發(fā)生差異及時報請設(shè)計及監(jiān)理單位，研究處理措施后方能繼續(xù)施工。為防止沖擊振動導(dǎo)致鄰孔孔壁坍塌或影響鄰孔已澆筑混凝土強(qiáng)度，應(yīng)待鄰孔混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后方可施鉆。

3、巖溶地段鉆孔灌注樁施工工藝

（1）沖擊鉆鉆孔

鉆孔灌注樁施工通過巖溶地層時采取如下處理措施：

巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工宜按照先長樁后短樁的順序進(jìn)行。采用投入黏土塊、片石等加大泥漿稠度，并使之?dāng)D入松散破碎土層、溶洞及其裂縫中，保持孔壁穩(wěn)定。同時應(yīng)及時向孔內(nèi)補(bǔ)水，保持孔內(nèi)水位高度，防止坍塌。密切注意觀察鉆機(jī)工作情況、周圍地表沉降和護(hù)筒內(nèi)水位變化，防止異常情況發(fā)生。接近巖溶時主繩應(yīng)采用較小松繩量1～2cm，防止擊穿巖殼時卡鉆。

鉆孔過程中應(yīng)及時抽渣，并對鉆渣取樣分析，核對設(shè)計地質(zhì)資料。當(dāng)實際地質(zhì)情況與設(shè)計不吻合時應(yīng)通知設(shè)計單位進(jìn)行現(xiàn)場補(bǔ)堪。當(dāng)鉆至設(shè)計樁底高程時，應(yīng)聯(lián)系設(shè)計部門進(jìn)行樁底地質(zhì)確認(rèn)。施工中應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗，改進(jìn)鉆頭，合理選配泥漿指標(biāo)。

（2）溶洞處理

該段地質(zhì)巖溶形態(tài)以小型溶洞、溶蝕裂隙為主宜采取拋填袋裝水泥、黏土等混合料進(jìn)行堵填。根據(jù)地質(zhì)柱狀圖，在接近溶洞時勤觀察、勤檢查，在擊穿無填充或半填充溶洞頂前，密切注意護(hù)筒內(nèi)泥漿面的變化。若泥漿面下降，應(yīng)迅速補(bǔ)漿補(bǔ)水，根據(jù)溶洞的大小按一定比例回填黏土、片石和水泥后反復(fù)沖擊擠壓密實。當(dāng)泥漿不再漏失后方可轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)。

填充物為軟弱黏性土或淤泥的一般溶洞應(yīng)向孔內(nèi)投入一定比例的黏土、片石混合料，并反復(fù)沖擊形成護(hù)壁，鉆頭穿越溶洞時應(yīng)防止發(fā)生偏鉆。若發(fā)生偏鉆，應(yīng)回填黏土和片石至偏孔位0.5m以上，再重新鉆進(jìn)。對拋填片石、黏土等混合料進(jìn)行堵填的樁基做好原始記錄，并經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理工程師確認(rèn)。

4、施工總結(jié)

跨威烏高速公路特大橋DK8+996.8～DK9+582.0為巖溶地段，該段共設(shè)樁基76根，根據(jù)樁基檢測結(jié)果，其中一類樁74根，二類樁2根。通過在該段的鉆孔灌注樁施工，為小型溶洞、溶蝕裂隙地區(qū)施工提供了施工經(jīng)驗。

三、巖溶地區(qū)施工注意事項

隨著我國交通事業(yè)發(fā)展速度的不斷提升，鐵路工程作為交通運輸事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，如何提升其質(zhì)量與安全性，是鐵路工程建設(shè)面臨的重要挑戰(zhàn)。作為鐵路工程質(zhì)量提升的重要技術(shù)，鉆孔灌注樁技術(shù)水平的提升是確保公工程整體質(zhì)量及延長使用年限的重要保障。鉆孔過程中，要備足袋裝水泥、片石、黏土等回填材料及挖掘機(jī)、水泵等機(jī)械設(shè)備。發(fā)生泥漿面下降時，應(yīng)迅速補(bǔ)漿補(bǔ)水，并回填黏土、片石和水泥后反復(fù)沖擊擠壓密實。

混凝土澆筑過程中，根據(jù)泥漿上翻情況，在鋼筋籠不上浮的情況下，適當(dāng)增加導(dǎo)管埋深，避免因混凝土面突然下降，造成斷樁事故發(fā)生。根據(jù)施工經(jīng)驗，在澆筑完成后樁頭應(yīng)加高，控制在1m左右，并延長導(dǎo)管拔出時間；防止因混凝土擠壓護(hù)壁，導(dǎo)致溶洞壁破裂混凝土面突然下降，造成斷樁及樁長達(dá)不到設(shè)計要求情況發(fā)生。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在鐵路工程施工中，只有根據(jù)施工現(xiàn)場的具體要求，選擇與之相適應(yīng)的施工方式技術(shù)，才能更好地提升工程的質(zhì)量，這也是施工的重點內(nèi)容。將鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用到跨威烏高速公路特大橋巖溶地段工程施工中，不僅可以縮短施工工期，還可以提高工程質(zhì)量，為工程經(jīng)濟(jì)效益與社會效益的實現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的保障。作為鐵路工程施工的重要技術(shù)，鉆孔灌注樁技術(shù)在跨威烏高速公路特大橋巖溶地段施工中得到了大量地應(yīng)用。在施工中應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)施工要求進(jìn)行施工，只有這樣才能確保施工的有效性，才能有效提升施工的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]孫愛民，李維兵，張吉新.溶洞地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁的施工方法[A]；中國公路學(xué)會2002年學(xué)術(shù)交流論文集[C].2002年

[2]任回興，歐陽效勇，劉喜田，李海.蘇通長江公路大橋5號主塔深水鉆孔平臺設(shè)計與施工[A].中國公路學(xué)會2004年學(xué)術(shù)年會論文集[C].2004年

[3]李世清，王江.溶洞地區(qū)鉆孔灌注樁施工措施[A].中國土木工程學(xué)會第十一屆、隧道及地下工程分會第十三屆年會論文集[C].2004年

[4]李治國.圓梁山隧道2號高壓、富水溶洞注漿技術(shù)[A].中國土木工程學(xué)會第十一屆、隧道及地下工程分會第十三屆年會論文集[C].2004年

[5]李治國.圓梁山隧道高水壓、粉細(xì)砂充填溶洞注漿技術(shù)研究[A]；第八次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會論文集[C].2004年

[6]陳光新，何雨微，陳威.荊州長江公路大橋鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究[A].二○○○年湖北省橋梁學(xué)術(shù)討論會論文集（上冊）[C].2000年