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【摘 要】桥梁进行施工时会遇到溶洞的情况,如果不能正确的进行处理,就会引发很多事故发生,埋下桥梁质量隐患,因此需要我们进一步加强对其的研究,从而避免事故发生及减少事故造成的损失保证工程能顺利展开。基于此本文分析了桥梁钻孔灌注桩溶洞处理方法。
【关键词】桥梁;钻孔灌注桩;溶洞处理
1、溶洞的危害性
溶洞是由雨水或地下水溶解侵蚀石灰岩层所形成的空洞。由于溶洞常存在于地下,所以不能直接被发现;并且目前的地质勘探技术只能对溶洞的存在及其大概位置做定性的探查,溶洞的大小和形状则无法准确测量。因此在钻孔灌注桩施工过程中经常遇到地下溶洞。
1)孔内泥浆水面缓慢下降,直到最后慢慢趋于稳定。这种状况的危害性比较小若其没有对地面施工造成影响则暂时不用对它进行处理。
2)孔内泥浆迅速下降消失。此时若洞口没有发生其他异常情况,说明此溶洞顶的覆盖层比较结实,可以安全的支撑地面重物;若洞口开始出现塌崩则可能会发生安全事故。
3)孔内泥浆突然消失。这种情况常出现在施工过程中,突发性强,危害性大,在泥浆消失的同时地面机械也随着洞口附近的地面塌陷遭受损失。
2、桩基施工溶洞处理的原则
在桩基施工过程中处理溶洞时,我们应主要遵循以下五大原则
a.对需要进行填充的物质必须进行土工试验保证含水量、空隙率和容重等参数的有效性;
b.为保证所制定的施工方案有序进行应详细的勘测每一根桩汇;
c.无论是采取了哪一种溶洞处理方案,在正式施工前都要进行详细的计算,不断的改进并且完善施工方案;
d.在详细的勘测完每一根桩后应分别制定出相应的成孔方法和处理对策;
e.施工过程中如果遇到大溶洞应让设计人员和监理人员对现场进行审查监理单位批准后才可继续施工。
3、桩基施工中溶洞处理的常用方法
3.1、钢护筒跟进的处理方法。
钢护筒跟进是一种常见的处理溶洞的方法。通常情况下钢护筒应是由材料供应商直接供应的,其壁厚应在12一15mm的范围内,应在考虑到溶洞的层数和桩的直径的基础上确定钢护筒的直径。如果是多层钢护筒的跟进,应依据护筒的直径不断的改进冲锤的直径。钢护筒的长度一般都很长,对于护筒制作、拼接和加工的准确性和精度有着很高要求,特别是在施工现场应严格控制其拼接的质量。因此拼接护筒之前应认真的检查各个护筒的长度和筒径,同时设置好导向钢板,从而最大限度的保证其顺直度,应逐段进行拼接并慢慢的施放护筒,其不能自行下落时应立即用振动锤将其捶打到指定的深度。
3.2、灌注水泥混合物的处理方法
在桩基的施工过程中,灌注水泥混合物也是一种最为常见的处理溶洞方法。采用这一方法能够大大提高溶洞地区的整体承载能力,处理时应重点解决漏浆太快以及钻孔穿越溶洞等问题,从而取得较好的加固效果。施工中还应采用集中抛填的方法:指将混凝土、钻土、袋装水泥和片石等材料都集中填入但必须保证其填入的时间短且集中。如果溶洞是在2一5m的高度范围内并且洞内没有填充物时,应先冲孔到溶洞顶板宕层的位置处。加果泥浆骤降并且无法回升那么就应填充袋装水泥、碎石和砂石的混合物使其成为一个自然的圆锥体。
3.3、片石钻土筑壁的处理方法
在桩基的施工过程中加果采用了这一方法处理溶洞,那么就应在钻到距离溶洞顶部还有1m左右的位置时准备大量的钻土和片石,在刚一穿过溶洞的顶板时应立即提出钻头,并于孔内投入大量的钻土和片石,根据分层的比例将它们投入到孔中,在孔壁中挤入大量的片石和钻土从而实现所谓的人工造壁。在冲击的过程中应实时的掌握孔内水位的变化情况,如果泥浆的下降速度过快,那么就应及时的补充泥浆,当冲孔的深度距离溶洞顶部小于50cm时应将冲锤提出之后继续填充钻土和片石之后再进行冲孔的施工作业,如此反复操作直到穿过溶洞并恢复到正常的冲孔速度。
3.4、注入水泥砂浆的处理方法
通常情况下注入水泥砂浆这一处理溶洞的方法更加适用于地形复杂的溶洞地区。在这类地区其溶洞层的数量很多又含有很厚的圆砾土层、淤泥层和砂层。所以,要想尽可能的保证所勘测的溶洞位置的准确性就应采用这一方法,有效的利用水泥形成的泥浆。
第一步操作是将岩溶的裂隙全部填充完成,之后进行溶洞空腔的回填作业。为了更加有效并且准确的进行地质情况的勘探工作,还应进行钻注浆孔的作业,在溶洞内的充填物通常都呈现出软塑或是松散的状态,可以将水泥浆直接注入其中,对于那些空隙较大的部位则应注入水泥砂浆。同时为了有效避免洞内的高压阻止灌砂的现象出现,应将其他类型的孔作为减压孔,有效的降低孔内的压力并且当压力稳定时便可以停止操作了。
4、溶洞处理注意事项
4.1、坍孔
由于坐落在砂砾和卵石层上的钢护筒短的只有1~2m高当溶洞受到冲击后会造成突然的漏浆使得水头高度急剧下降并使砂砾和卵石层失稳形成漏斗状的坍孔。
4.2、卡钻
如果在钻进的过程中发生卡钻(见图l),一般可以采用两种方法解决:一是在水下割护筒底口以挡住钻头部分;二是将钢护筒上拔或着顶起一定的高度腾出空间后将钻头拉出。
4.3、漏浆
在钻孔时有的溶洞与其他溶洞相连,有的溶洞与地下暗河相连。在这种情况下施工往往刚刚注入泥浆就会迅速沿溶洞或地下河流漏浆。因此,施工前需要设计准备足够的粘土和片石,一旦出现漏浆,马上回填片石,及时补水,阻止水头高度继续下降。
5、施工质量控制要点
5.1、施工地的准备
钻孔灌注桩施工前,对于施工地,我们要做的第一点就是平整场地,以便安装钻架进行钻孔。对于不同的位置,采用不同的平整方法。例如,当土地平整但是土质松软不利于钻架的安放时,我们要运用夯土机,将基脚处理平实,对于深水中钻架的安放,如果水流相对平稳,可以考虑在水面搭建浮船,但是事前必须测算相关的数据,对于船只的浮力,钻架的重量及此结构的稳定性都要有科学的计划。
5.2、钻孔
使用XY—1钻机开孔,钻孔要求如下:
(1)孔位:对桩基放样和孔位进行验证,孔位误差不大于5cm;(2)孔径:钻孔孔径应满足护壁管的要求;(3)钻孔倾斜度:钻孔应尽量保持垂直,钻孔斜率不超过1%;(4)钻进方式:采用回旋钻进的方法,钻进时应详细记录孔位、终孔深度及地层情况;钻进暂停或终孔等待喷浆时,孔口应加盖保护,若时间较长,应采取措以防出现堵孔、坍孔现象。
在钻孔过程中,及时全面地记录各项数据,钻孔施工过程要连续,尽量不要中断,以免发生坍孔,在一次性施工完成后,对于钻孔机械,要及时清孔,防止泥浆和钻渣在下次使用时难以清洗。为了保证灌注桩承重能力以及灌注的钢筋混凝土质量合格,在每一次清孔完成后,需要泥浆性能检测。
5.3、旋喷注水泥浆和双液高压旋喷注浆
旋喷注水泥浆和双液高压旋喷注浆需注意以下事项:(1)双液高压旋喷注浆应分顺序进行,相邻孔高压旋喷注浆间隔时间不宜少于48h,保证不影响相邻孔的浆液固结成桩;(2)若发生串浆,应填堵被串孔,待灌浆孔高压旋喷注浆结束,应尽快进行被串孔的扫孔、灌浆或继续钻进;(3)孔内严重漏浆可采取以下措施进行处理:①降低喷射管提升速度或停止提升;②降低喷浆压力、流量进行原地灌浆;③加大浆液浓度或水玻璃的掺入比例。
总之,溶洞处理技术的成熟及其效果将直接关系到桩基的承载能力,进而影响整座桥梁的安全通行,因此需要引起我们的重视,加强对其的研究。
参考文献:
[1]李裕文.桥梁钻孔灌注桩溶洞处理方法探讨[J].技术与市场,2014,05:129-130.
[2]路向,孫易,姜永娟.桥梁钻孔灌注桩溶洞处理方法探讨[J].山西建筑,2012,20:184-185.
[3]曾荣.桥梁钻孔灌注桩溶洞处理方法[J].广东建材,2007,05:86-88.
【关键词】桥梁;钻孔灌注桩;溶洞处理
1、溶洞的危害性
溶洞是由雨水或地下水溶解侵蚀石灰岩层所形成的空洞。由于溶洞常存在于地下,所以不能直接被发现;并且目前的地质勘探技术只能对溶洞的存在及其大概位置做定性的探查,溶洞的大小和形状则无法准确测量。因此在钻孔灌注桩施工过程中经常遇到地下溶洞。
1)孔内泥浆水面缓慢下降,直到最后慢慢趋于稳定。这种状况的危害性比较小若其没有对地面施工造成影响则暂时不用对它进行处理。
2)孔内泥浆迅速下降消失。此时若洞口没有发生其他异常情况,说明此溶洞顶的覆盖层比较结实,可以安全的支撑地面重物;若洞口开始出现塌崩则可能会发生安全事故。
3)孔内泥浆突然消失。这种情况常出现在施工过程中,突发性强,危害性大,在泥浆消失的同时地面机械也随着洞口附近的地面塌陷遭受损失。
2、桩基施工溶洞处理的原则
在桩基施工过程中处理溶洞时,我们应主要遵循以下五大原则
a.对需要进行填充的物质必须进行土工试验保证含水量、空隙率和容重等参数的有效性;
b.为保证所制定的施工方案有序进行应详细的勘测每一根桩汇;
c.无论是采取了哪一种溶洞处理方案,在正式施工前都要进行详细的计算,不断的改进并且完善施工方案;
d.在详细的勘测完每一根桩后应分别制定出相应的成孔方法和处理对策;
e.施工过程中如果遇到大溶洞应让设计人员和监理人员对现场进行审查监理单位批准后才可继续施工。
3、桩基施工中溶洞处理的常用方法
3.1、钢护筒跟进的处理方法。
钢护筒跟进是一种常见的处理溶洞的方法。通常情况下钢护筒应是由材料供应商直接供应的,其壁厚应在12一15mm的范围内,应在考虑到溶洞的层数和桩的直径的基础上确定钢护筒的直径。如果是多层钢护筒的跟进,应依据护筒的直径不断的改进冲锤的直径。钢护筒的长度一般都很长,对于护筒制作、拼接和加工的准确性和精度有着很高要求,特别是在施工现场应严格控制其拼接的质量。因此拼接护筒之前应认真的检查各个护筒的长度和筒径,同时设置好导向钢板,从而最大限度的保证其顺直度,应逐段进行拼接并慢慢的施放护筒,其不能自行下落时应立即用振动锤将其捶打到指定的深度。
3.2、灌注水泥混合物的处理方法
在桩基的施工过程中,灌注水泥混合物也是一种最为常见的处理溶洞方法。采用这一方法能够大大提高溶洞地区的整体承载能力,处理时应重点解决漏浆太快以及钻孔穿越溶洞等问题,从而取得较好的加固效果。施工中还应采用集中抛填的方法:指将混凝土、钻土、袋装水泥和片石等材料都集中填入但必须保证其填入的时间短且集中。如果溶洞是在2一5m的高度范围内并且洞内没有填充物时,应先冲孔到溶洞顶板宕层的位置处。加果泥浆骤降并且无法回升那么就应填充袋装水泥、碎石和砂石的混合物使其成为一个自然的圆锥体。
3.3、片石钻土筑壁的处理方法
在桩基的施工过程中加果采用了这一方法处理溶洞,那么就应在钻到距离溶洞顶部还有1m左右的位置时准备大量的钻土和片石,在刚一穿过溶洞的顶板时应立即提出钻头,并于孔内投入大量的钻土和片石,根据分层的比例将它们投入到孔中,在孔壁中挤入大量的片石和钻土从而实现所谓的人工造壁。在冲击的过程中应实时的掌握孔内水位的变化情况,如果泥浆的下降速度过快,那么就应及时的补充泥浆,当冲孔的深度距离溶洞顶部小于50cm时应将冲锤提出之后继续填充钻土和片石之后再进行冲孔的施工作业,如此反复操作直到穿过溶洞并恢复到正常的冲孔速度。
3.4、注入水泥砂浆的处理方法
通常情况下注入水泥砂浆这一处理溶洞的方法更加适用于地形复杂的溶洞地区。在这类地区其溶洞层的数量很多又含有很厚的圆砾土层、淤泥层和砂层。所以,要想尽可能的保证所勘测的溶洞位置的准确性就应采用这一方法,有效的利用水泥形成的泥浆。
第一步操作是将岩溶的裂隙全部填充完成,之后进行溶洞空腔的回填作业。为了更加有效并且准确的进行地质情况的勘探工作,还应进行钻注浆孔的作业,在溶洞内的充填物通常都呈现出软塑或是松散的状态,可以将水泥浆直接注入其中,对于那些空隙较大的部位则应注入水泥砂浆。同时为了有效避免洞内的高压阻止灌砂的现象出现,应将其他类型的孔作为减压孔,有效的降低孔内的压力并且当压力稳定时便可以停止操作了。
4、溶洞处理注意事项
4.1、坍孔
由于坐落在砂砾和卵石层上的钢护筒短的只有1~2m高当溶洞受到冲击后会造成突然的漏浆使得水头高度急剧下降并使砂砾和卵石层失稳形成漏斗状的坍孔。
4.2、卡钻
如果在钻进的过程中发生卡钻(见图l),一般可以采用两种方法解决:一是在水下割护筒底口以挡住钻头部分;二是将钢护筒上拔或着顶起一定的高度腾出空间后将钻头拉出。
4.3、漏浆
在钻孔时有的溶洞与其他溶洞相连,有的溶洞与地下暗河相连。在这种情况下施工往往刚刚注入泥浆就会迅速沿溶洞或地下河流漏浆。因此,施工前需要设计准备足够的粘土和片石,一旦出现漏浆,马上回填片石,及时补水,阻止水头高度继续下降。
5、施工质量控制要点
5.1、施工地的准备
钻孔灌注桩施工前,对于施工地,我们要做的第一点就是平整场地,以便安装钻架进行钻孔。对于不同的位置,采用不同的平整方法。例如,当土地平整但是土质松软不利于钻架的安放时,我们要运用夯土机,将基脚处理平实,对于深水中钻架的安放,如果水流相对平稳,可以考虑在水面搭建浮船,但是事前必须测算相关的数据,对于船只的浮力,钻架的重量及此结构的稳定性都要有科学的计划。
5.2、钻孔
使用XY—1钻机开孔,钻孔要求如下:
(1)孔位:对桩基放样和孔位进行验证,孔位误差不大于5cm;(2)孔径:钻孔孔径应满足护壁管的要求;(3)钻孔倾斜度:钻孔应尽量保持垂直,钻孔斜率不超过1%;(4)钻进方式:采用回旋钻进的方法,钻进时应详细记录孔位、终孔深度及地层情况;钻进暂停或终孔等待喷浆时,孔口应加盖保护,若时间较长,应采取措以防出现堵孔、坍孔现象。
在钻孔过程中,及时全面地记录各项数据,钻孔施工过程要连续,尽量不要中断,以免发生坍孔,在一次性施工完成后,对于钻孔机械,要及时清孔,防止泥浆和钻渣在下次使用时难以清洗。为了保证灌注桩承重能力以及灌注的钢筋混凝土质量合格,在每一次清孔完成后,需要泥浆性能检测。
5.3、旋喷注水泥浆和双液高压旋喷注浆
旋喷注水泥浆和双液高压旋喷注浆需注意以下事项:(1)双液高压旋喷注浆应分顺序进行,相邻孔高压旋喷注浆间隔时间不宜少于48h,保证不影响相邻孔的浆液固结成桩;(2)若发生串浆,应填堵被串孔,待灌浆孔高压旋喷注浆结束,应尽快进行被串孔的扫孔、灌浆或继续钻进;(3)孔内严重漏浆可采取以下措施进行处理:①降低喷射管提升速度或停止提升;②降低喷浆压力、流量进行原地灌浆;③加大浆液浓度或水玻璃的掺入比例。
总之,溶洞处理技术的成熟及其效果将直接关系到桩基的承载能力,进而影响整座桥梁的安全通行,因此需要引起我们的重视,加强对其的研究。
参考文献:
[1]李裕文.桥梁钻孔灌注桩溶洞处理方法探讨[J].技术与市场,2014,05:129-130.
[2]路向,孫易,姜永娟.桥梁钻孔灌注桩溶洞处理方法探讨[J].山西建筑,2012,20:184-185.
[3]曾荣.桥梁钻孔灌注桩溶洞处理方法[J].广东建材,2007,05:86-88.