淺談隧道不良地質(zhì)段樹(shù)根樁基底加固施工

摘? 要：隧道不良地質(zhì)包括基底富水、松散軟弱、大變形、斷層或隧底溶蝕破碎帶等，為避免隧道無(wú)砟道床出現(xiàn)病害，需采用隧底加固措施?；诖?，本文主要探討了樹(shù)根樁基底加固的施工工藝和質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：樹(shù)根樁;基底加固;注漿;施工

中圖分類(lèi)號(hào)：U452.11? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）09-0000-00

1 背景資料

某隧道主要穿越的圍巖性質(zhì)為千枚巖、夾板巖等軟質(zhì)巖，且節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，地下水豐富。隧道施工后地下水系貫通，受水侵蝕造成地基軟化，承載力降低，因此存在二襯開(kāi)裂問(wèn)題隱患，為消除隱患，在兩側(cè)邊墻底部增設(shè)樹(shù)根樁補(bǔ)強(qiáng)，樁長(zhǎng)不小于8m。因仰拱開(kāi)挖后底部為弧形，單線隧道空間狹小，且仰拱初支面上機(jī)械行走與操作困難，故導(dǎo)致施工緩慢，因此選擇在仰拱施作完成后打設(shè)樹(shù)根樁。

2 樹(shù)根樁施工

2.1 施工工藝流程

平整場(chǎng)地→測(cè)量放樣、地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)鋼架和鋼筋位置→樁位確定→鉆設(shè)定位孔→鉆機(jī)就位→鉆進(jìn)→測(cè)量鉆孔深度、斜度、孔徑→鋼筋籠制作檢驗(yàn)→吊放鋼筋籠→M35微膨脹水泥砂漿灌注→封孔。

2.2 鉆孔

（1）鉆定位孔：采用Φ150mm取芯鉆機(jī)在樹(shù)根樁設(shè)計(jì)位置分別施作定位孔，定位孔直徑為150mm，深度為50cm，傾斜度與樹(shù)根樁設(shè)計(jì)角度相同。（2）鉆機(jī)就位：樹(shù)根樁采用ZGYX-420S-履帶式露天潛孔鉆機(jī)，根據(jù)試樁實(shí)驗(yàn)要求配備Φ150mm回轉(zhuǎn)式鉆頭。設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后，按照對(duì)中、整平、固定的程序使鉆機(jī)準(zhǔn)確就位，就位時(shí)樁位誤差不大于5cm，樁的傾斜角要滿足設(shè)計(jì)要求，允許偏差少于1%。（3）鉆孔：鉆孔由經(jīng)培訓(xùn)合格的施工人員操作。鉆孔前，由技術(shù)人員對(duì)操作人員進(jìn)行技術(shù)交底，孔位的布置、孔深、孔徑及地質(zhì)情況作為重點(diǎn)交底內(nèi)容。鉆具下放前，做好檢查工作，鉆進(jìn)過(guò)程中，注意第一、二根鉆桿的進(jìn)尺，保證鉆具與孔的中心垂直，均勻鉆進(jìn)。鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)采取鉆完一段后復(fù)鉆一遍的方法，保證鉆孔樁孔徑要求。鉆進(jìn)中，通過(guò)調(diào)整鉆機(jī)動(dòng)力頭輸出的轉(zhuǎn)速變化來(lái)適應(yīng)巖層的變化，使鉆進(jìn)過(guò)程中鉆機(jī)平穩(wěn)。鉆進(jìn)過(guò)程中，隨著鉆孔深度的增加，相應(yīng)接長(zhǎng)鉆桿，每節(jié)鉆桿長(zhǎng)度為2.Om。在樹(shù)根樁的施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，因鉆孔有一定傾斜度，直接用鉆機(jī)鉆孔，容易造成偏孔和傾斜度不滿足設(shè)計(jì)要求等問(wèn)題，為了保證樹(shù)根樁樁孔的角度采用φ150mm取芯鉆機(jī)在樁位處提前鉆設(shè)50cm深定位孔。且在鉆孔過(guò)程中因圍巖較軟、受水浸泡，在基巖的鉆進(jìn)過(guò)程易卡鉆、成孔難，因樁長(zhǎng)較淺，在鉆進(jìn)過(guò)程中設(shè)置套管跟進(jìn)，待鉆孔完成后，將鋼筋籠下放至設(shè)計(jì)位置，然后取出套管，此方法雖解決了鉆孔問(wèn)題，但孔徑較設(shè)計(jì)孔徑增大。（4）成孔檢驗(yàn)。在鉆孔完成后，對(duì)孔深、孔徑和傾斜度等進(jìn)行檢查，未經(jīng)驗(yàn)收或驗(yàn)收不合格的鉆孔不得進(jìn)行砂漿灌注施工;孔深、孔徑、孔位、孔型和斜度等必須符合圖紙要求。

2.3 鋼筋籠

（1）制作安裝。鋼筋籠采取在加工場(chǎng)整體加工成型，驗(yàn)收合格后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。為了保證注漿管的固定，避免在注漿過(guò)程中鋼管移位。故鋼筋籠采用將3根φ16鋼筋均勻焊于φ48鋼管（外徑）四周，φ16鋼筋每1m設(shè)置一圈φ6圓鋼箍筋。φ48鋼管及φ16鋼筋長(zhǎng)度為8m，鋼筋在底部制作成L型（防止鋼筋籠插入巖層），鋼筋籠底部與φ48鋼管孔口的距離10cm;鋼筋籠外側(cè)設(shè)長(zhǎng)度為30cm耳筋，環(huán)向均勻設(shè)置3個(gè)，縱向間距2m一道，確保保護(hù)層厚度為2.5cm。

（2）吊放。因洞內(nèi)條件限制，不能使用吊車(chē)等機(jī)械設(shè)備，鋼筋籠安放采取人工配合機(jī)械形式進(jìn)行安裝。1）吊放鋼筋籠時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，保持相對(duì)垂直，慢放入孔。入孔后不宜左右旋轉(zhuǎn)，徐徐下放，保持平穩(wěn)并嚴(yán)防孔口坍塌。若遇阻礙應(yīng)停止下放，嚴(yán)禁猛提和強(qiáng)制下放，并在查明原因后及時(shí)進(jìn)行處理。2）鋼筋籠下放后容許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定：①鋼筋籠中心與樁孔中心偏差≦10mm;②鋼筋籠底面高程偏差≦±50mm。3）在鋼筋籠入孔后，要采取一定的加固措施，防止鋼筋籠在灌注過(guò)程中上浮。4）使用的鋼筋表面應(yīng)潔凈、平直，無(wú)局部彎折。5）從事鋼筋籠焊接施工的焊工必須持有焊工考試合格證，方能上崗作業(yè)。6）仔細(xì)施工作業(yè)，提高焊逢質(zhì)量，防止焊點(diǎn)脫落、漏焊等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.4 M35微膨脹砂漿灌注

砂漿采用罐車(chē)運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)CR10-30型液壓輸送泵進(jìn)行泵送，采用外徑φ80mm軟管與導(dǎo)管密封連接對(duì)樹(shù)根樁進(jìn)行澆筑。澆筑方量根據(jù)量筒內(nèi)砂漿高度進(jìn)行計(jì)算，砂漿灌注原理同灌注水下樁基混凝土相似，要保證砂漿由孔底向孔頂由下向上翻，灌注砂漿應(yīng)連續(xù)澆筑，保證樁身的完整性和密實(shí)度。但在施工過(guò)程中，因加固地段富水，在灌注過(guò)程中發(fā)現(xiàn)溢出的砂漿受水稀釋濃度較低，達(dá)不到灌注要求，不能保證灌注質(zhì)量，且周邊圍巖破碎，漿液從底部往上返時(shí)摩擦力較大，因此注漿壓力較低的情況下無(wú)法達(dá)到灌注要求。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)和總結(jié)，采用水下灌注砼工藝，使用CR10-30型-臥式液壓二次構(gòu)造柱輸送泵，工作壓力為10MPa，泵管與小導(dǎo)管采用抱箍連接（采用絲扣連接時(shí)，灌注完成后不易拆卸）;砂漿灌注泵送管采用鋼絲軟管，軟管內(nèi)徑控制在5cm，泵送速度控制在10m3/h，每根灌注時(shí)間維持在4min以上。發(fā)現(xiàn)在灌注過(guò)程中，先從孔內(nèi)溢出水，再溢出砂漿和水的混合物，最后溢出砂漿，待溢出物全部為砂漿且溢出的砂漿和灌入的砂漿完全一致時(shí)，確定灌注完成。

2.5 樁頂封孔錨固

樹(shù)根樁灌注砂漿初凝后，鑿除樁頂孔口以下15cm的砂漿，采用手持電鉆對(duì)二襯進(jìn)行鉆孔植筋并對(duì)孔壁二襯進(jìn)行鑿毛，孔口部位鑿成鍥形狀（圓錐形），因手持電鉆鉆進(jìn)長(zhǎng)度限制，鉆孔植筋深度15cm，鉆孔后植入C16鋼筋后再采用C35微膨脹細(xì)石混凝土進(jìn)行封孔。

2.6 施工事故應(yīng)急處理

（1）塌孔。塌孔主要表現(xiàn)在孔內(nèi)水位突然下降又回升、孔口出現(xiàn)水泡、出碴顯著增加而不見(jiàn)進(jìn)尺、鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加等現(xiàn)象。主要原因?yàn)槟酀{性能不符合要求、孔內(nèi)水頭未能保證，機(jī)具碰撞孔壁、圍巖軟弱破碎等。發(fā)生塌孔后應(yīng)立即查明塌孔深度，塌孔的處理方法為：向孔內(nèi)不斷地投入黏土塊石混合料、反復(fù)填入，重新進(jìn)行鉆孔。（2）孔位偏斜。1）因樹(shù)根樁有一定傾斜度，直接用鉆機(jī)鉆孔，容易造成偏孔和傾斜度不滿足設(shè)計(jì)要求，先采用φ150mm取芯鉆機(jī)在樁位處鉆設(shè)50cm深定位孔，可以有效保證樹(shù)根樁孔的角度。2）孔位偏斜是由于地質(zhì)巖面傾斜、鉆架不穩(wěn)、安裝未平等原因造成?？稍谄碧幏磸?fù)掃孔，使鉆孔正直。偏斜嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)回填粘質(zhì)土到偏斜處頂面，待沖擊壓實(shí)后重新鉆孔。（3）鉆頭卡塞。在鉆進(jìn)過(guò)程中，若發(fā)生鉆頭卡緊，而無(wú)法繼續(xù)鉆進(jìn)的情況，主要采用以下幾點(diǎn)措施：1）使用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)配以小型挖機(jī)，采用鋼絲繩套緊鉆桿，向上牽引鉆頭，將鉆頭從孔內(nèi)取出;2）加強(qiáng)泥漿液的循環(huán)，清理孔內(nèi)淤積，減緩鉆頭卡塞程度。（4）灌注過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題的處理。1）在注漿過(guò)程中，要防止出現(xiàn)串孔現(xiàn)象。串孔是指注漿從鄰近已鉆孔的樁內(nèi)冒漿.為了避免出現(xiàn)該現(xiàn)象。一般采用跳孔施工。即間隔一個(gè)或兩個(gè)孔位施工，并在水泥漿中加入適量的早強(qiáng)劑，加快漿液的凝固時(shí)間。2）初期導(dǎo)管堵塞。因微膨脹砂漿和易性較差，注漿壓力太大，φ48鋼管注漿管輸出量不夠，導(dǎo)致堵管，可使用減水劑進(jìn)行調(diào)解或初始輸出壓力調(diào)小再進(jìn)行灌注。3）中期導(dǎo)管堵塞。灌注時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，漿液在導(dǎo)管停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而發(fā)生堵管。具體處理方法是：調(diào)節(jié)砂漿和易性，調(diào)小注漿壓力在導(dǎo)管內(nèi)持續(xù)繼續(xù)灌注，最后溢出砂漿，待溢出物全部為砂漿且溢出的砂漿和灌入的砂漿完全一致時(shí)，灌注完成。4）灌注過(guò)程中出現(xiàn)塌孔。一般采用小型挖機(jī)或人工將鋼筋籠提出，用粘土填滿鉆孔，再鉆孔施工。5）鋼筋籠上升。一般按要求嚴(yán)格控制灌注速度及壓力或在空口預(yù)埋鋼筋與鋼筋籠焊接固定牢固。

3 結(jié)語(yǔ)

樹(shù)根樁施工工藝過(guò)程中每一道工序都必須重視。本文以某隧道施工為例，可以看出該施工工藝滿足隧道樹(shù)根樁加固的質(zhì)量要求，為今后樹(shù)根樁施工提供了參考，確保了樹(shù)根樁的施工質(zhì)量。

收稿日期：2020-08-03

作者簡(jiǎn)介：曾海銀（1985—），男，四川遂寧人，本科，工程師，研究方向：不良地質(zhì)條件隧道基底加固。