2024-01-16 1855 0
**部分 巖溶的形成及特征
巖溶又名喀斯特(Karst),是水對(duì)可溶性巖石(石灰?guī)r、白云巖、碳酸鹽巖、石膏等)進(jìn)行以化學(xué)溶蝕作用為主,流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機(jī)械作用為輔的地質(zhì)作用,以及由這些作用所產(chǎn)生溝槽、裂隙、洞穴、地表陷穴等現(xiàn)象的總稱(chēng)。
1.1 巖溶的形成
巖溶形成與發(fā)育的條件有:可溶性巖層的存在、地下水活動(dòng)、潮濕氣候、地質(zhì)構(gòu)造與地形等,其中可溶性巖層的存在和地下水活動(dòng)是巖溶形成的最主要條件。
(1)可溶性巖層的存在
可溶性巖層是巖溶形成的物質(zhì)基礎(chǔ),而且本身要能透水(如存在裂隙),當(dāng)受到地下水(巖溶水)的溶蝕時(shí),形成巖溶現(xiàn)象。
(2)地下水活動(dòng)
巖溶發(fā)育必須要具有侵蝕性的、處于不斷流動(dòng)狀態(tài)的地下水活動(dòng),含水量增大溶解碳酸鈣的能力,使巖溶發(fā)育較快。當(dāng)富含CO2的大氣降水和地表水滲入地下后,不斷替換原有水質(zhì),保持地下水侵蝕力,加速巖溶的發(fā)展。
(3)潮濕氣候
大氣降水豐富,氣候潮濕的地區(qū),地下水經(jīng)常得到地表水的補(bǔ)給,加速了巖溶的發(fā)育。
(4)地質(zhì)構(gòu)造
具有裂隙的背斜頂部和向斜軸部、斷層破碎帶、巖層接觸面以及構(gòu)造裂隙分布等地帶,由于地下水沿裂隙流動(dòng),使這些地帶利于巖溶發(fā)生和發(fā)育。
(5)地形
地形的起伏影響著地下水的補(bǔ)給量與流速,陡峻的坡地,地下水的補(bǔ)給量少,地表徑流大,巖溶的地表形態(tài)較發(fā)育;平緩地帶,地下水補(bǔ)給量多,流速稍緩,但侵蝕作用強(qiáng)烈,有利于巖溶的發(fā)育。
1.2 巖溶的特征

(1)地表形態(tài)
①溶溝、溶槽和石芽、石林
地表水沿可溶性巖層表面的裂隙流動(dòng),進(jìn)行溶蝕、沖蝕、使巖層表面形成一些大小不同的溝槽,分別稱(chēng)為溶溝和溶槽;溶溝、溶槽進(jìn)一步發(fā)展后,溝槽間的石脊遭受切割破壞,殘留著頂尖下粗的錐狀柱體,稱(chēng)為石芽;石芽林立則稱(chēng)石林。
②漏斗、落水洞、豎井
由于水侵蝕作用,巖層塌陷成碗碟狀或倒錐狀的地貌形態(tài),稱(chēng)為漏斗;而在溶蝕作用和機(jī)械侵蝕作用下,形成地表水能流向地下暗河或溶洞的通道,稱(chēng)為落水洞;不起地表水流入地下的通道作用者稱(chēng)為豎井。
③溶蝕洼地、坡立谷
由于溶蝕作用而形成的面積為數(shù)平立公里或數(shù)十平方公里的盆狀洼地,
稱(chēng)為溶蝕洼地;面積較大(數(shù)十或百余平方公里)四周邊緣陡峭而谷底平坦的封閉洼地稱(chēng)為坡立谷。
(2)地下形態(tài)
①溶蝕裂隙 水在巖層裂隙中運(yùn)動(dòng)被溶蝕作用所擴(kuò)大的裂隙。
②溶洞、暗河、石鐘乳、石筍
地下水在流動(dòng)過(guò)程中,對(duì)巖石以溶蝕作用為主,間有沖蝕、潛蝕和塌陷作用而造成的地下洞穴,稱(chēng)為溶洞。含有CaCO3的水從洞頂?shù)蜗聛?lái)時(shí)水分蒸發(fā)、二氧化碳逸出,使被溶解的鈣質(zhì)又變成固體,久而久之,在洞頂自上而下形成的長(zhǎng)條形懸掛物,稱(chēng)為鐘乳石;由于含碳酸的水不斷滴到一處,碳酸鈣發(fā)生沉淀,洞底自下而上形成的竹筍狀突起,稱(chēng)為石筍;由于上下進(jìn)一步沉淀的結(jié)果,石鐘乳和石筍連接起來(lái)成為“頂天立地”的柱體,稱(chēng)為石柱。在溶洞中經(jīng)常有流量較大的水流形成地下河,稱(chēng)為暗河。
1.3 巖溶的發(fā)育分布規(guī)律
巖溶的發(fā)育及分布規(guī)律主要影響因素包括巖石類(lèi)型、水流活動(dòng)、節(jié)理裂隙及斷裂帶情況、地殼活動(dòng)等。
(1)巖石類(lèi)型
可溶性巖層由于成分、形成條件和組織結(jié)構(gòu)等不同,巖溶的發(fā)育分布也不一致。一般情況下,質(zhì)純層厚的石灰?guī)r中,巖溶發(fā)育形態(tài)齊全,規(guī)模較大;含泥質(zhì)或其他雜質(zhì)(鎂、硅、鋁等)及薄層的巖層,巖溶發(fā)育較弱。在巖鹽、石膏中巖溶發(fā)育較快;石灰?guī)r、白云巖、大理巖、泥灰?guī)r中逐次發(fā)育較慢。
(2)水流活動(dòng)
在巖石裸露的分水嶺和地形陡峻斜坡地帶,地表徑流大,水以表面侵蝕為主,溶溝、溶槽、石芽等發(fā)育。在地形平緩地帶,地表水易下滲,地表、地下巖溶形態(tài)一般均較發(fā)育,多漏斗、豎井、落水洞、溶洞以及溶蝕洼地;當(dāng)巖層層面平行于水流流向時(shí),巖溶易發(fā)育;垂直于水流流向,不易發(fā)育。
(3)節(jié)理裂隙、斷裂帶
在節(jié)理裂隙的交叉處或密集帶,以及沿?cái)嗔褞r溶顯著發(fā)育。沿?cái)嗔褞С7植嫉穆┒贰⒇Q井、落水洞以及溶洞、暗河等。一般情況下,正斷層處巖溶發(fā)育,逆斷層處較弱;褶皺軸部一般巖溶較發(fā)育。單斜地層,巖溶一般順層面發(fā)育。在不對(duì)稱(chēng)褶曲中,陡的一翼較發(fā)育;產(chǎn)狀陡傾的巖層,一般巖溶發(fā)育較強(qiáng)烈;緩傾的巖層,當(dāng)上覆或下伏有非可溶性巖層時(shí),巖溶發(fā)育較弱;巖層的接觸面或不整合面巖溶發(fā)育。
(4)地殼活動(dòng)
地殼強(qiáng)烈上升地區(qū),侵蝕基準(zhǔn)面相對(duì)下降,下切作用強(qiáng)烈,巖溶以垂直方向發(fā)育為主;處于下降地區(qū),原來(lái)垂直發(fā)育的巖溶可能增加了水平發(fā)育,使巖溶更加復(fù)雜;處于相對(duì)穩(wěn)定的地區(qū),巖溶以水平發(fā)育為主。
第二部分 巖溶地基的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
巖溶地基的穩(wěn)定性評(píng)價(jià),分建設(shè)場(chǎng)地的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和建筑地基的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)兩部分。
2.1 建設(shè)場(chǎng)地的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
這是指可行性研究和初勘階段的地區(qū)性評(píng)價(jià)。著重研究建設(shè)場(chǎng)地形成巖溶的巖性和水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并結(jié)合地區(qū)的地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖溶發(fā)育過(guò)程以及巖溶形態(tài)的分布等進(jìn)行綜合分析,在較大的擬建范圍內(nèi),按巖溶發(fā)育程度在平面上劃出對(duì)建設(shè)物穩(wěn)定性不同影響的地段,用來(lái)作為選擇建設(shè)場(chǎng)地、總圖布置的依據(jù)。下列地段屬于建設(shè)不利的地段:
(1) 有淺層、處于極限平衡狀態(tài)的洞體或溶洞群,洞徑大、頂板破碎且可見(jiàn)變形跡象,洞底有新近塌落物等。
(2) 地表水沿土中裂隙下滲或地下水自然升降變化使上覆土層被沖蝕,
形成成片或成帶土洞塌陷。
(3) 有規(guī)模較大的淺層隱伏巖溶如漏斗、洼地、槽谷中充填軟弱土體或地面出現(xiàn)明顯變形現(xiàn)象。
(4) 有覆蓋土地段內(nèi),降水工程的降落漏斗中最低動(dòng)水位高于基巖面的范圍。
(5) 巖溶通道排水不暢或上涌導(dǎo)致暫時(shí)淹沒(méi)。
2.2 建設(shè)地基的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
這是在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的詳勘階段,針對(duì)具體建設(shè)物下及其附近對(duì)穩(wěn)定性有影響的個(gè)體巖溶形態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。天然溶洞穩(wěn)定性分級(jí)表(表2-1)可供評(píng)價(jià)洞體穩(wěn)定性參考。

第三部分 巖溶地區(qū)橋梁樁基礎(chǔ)

巖溶地區(qū)橋梁鉆(沖)孔灌注樁
3.1.1 適用條件
目前鉆(沖)孔灌注樁在巖溶地區(qū)應(yīng)用最為廣泛,盡管其有費(fèi)用高、對(duì)場(chǎng)地環(huán)境影響大等不足,但因其容許承載能力可達(dá)數(shù)千至數(shù)萬(wàn)kN以上,并能滿(mǎn)足水平荷載要求等優(yōu)點(diǎn),在滿(mǎn)足相對(duì)經(jīng)濟(jì)性、可靠性前提下大部分巖溶地區(qū)的橋梁均建議采用鉆(沖)孔灌注樁,針對(duì)不同巖溶規(guī)模、地質(zhì)情況等實(shí)際條件鉆(沖)孔灌注樁可靈活選取相應(yīng)的施工方法,溶洞高度在0~3m可以選用,溶洞高度大于10m時(shí)也可以選用。在巖溶發(fā)育、有多層溶洞且每層溶洞頂板厚度不均勻的地基,主要采用鉆孔樁基礎(chǔ),使鉆孔樁穿過(guò)多層溶洞,樁底置于基巖或有足夠厚度的溶洞頂板上。
3.1.2 施工工藝
1)逐樁核對(duì)設(shè)計(jì)地質(zhì)資料
由于巖溶地區(qū)地質(zhì)情況的不確定性,在收到施工圖后,對(duì)每根樁的設(shè)計(jì)地質(zhì)柱狀圖進(jìn)行分析核對(duì),確定溶洞、溶穴的發(fā)育規(guī)模和走勢(shì);對(duì)缺少地質(zhì)資料或地質(zhì)資料有疑問(wèn)的樁位及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充鉆探,根據(jù)鉆探芯樣分析繪制地質(zhì)柱狀圖后,報(bào)請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)監(jiān)理工程師簽認(rèn)并上報(bào)設(shè)計(jì)單位;設(shè)計(jì)單位根據(jù)補(bǔ)充鉆探結(jié)果對(duì)原設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)進(jìn)行驗(yàn)證或修改。根據(jù)樁位處地質(zhì)資料逐樁細(xì)化鉆孔方案和工藝,準(zhǔn)備必要的機(jī)具和材料,確保能夠順利穿越溶洞、溶穴。
2)護(hù)筒埋設(shè)(圖3-1)
護(hù)筒垂直度以及中心位置嚴(yán)格按照規(guī)范和驗(yàn)收評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。

3)沖擊鉆孔(圖3-2)
鉆進(jìn)過(guò)程中,一方面及時(shí)撈取渣樣并做好分析與記錄,與設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)資料或地質(zhì)鉆探資料進(jìn)行對(duì)比,如果發(fā)現(xiàn)有較大差異,及時(shí)報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位到場(chǎng)進(jìn)行會(huì)議論證;另一方面經(jīng)常對(duì)孔位、孔徑以及垂直度和孔底高程進(jìn)行檢查,保證鉆孔質(zhì)量。當(dāng)沖擊鉆進(jìn)至溶洞溶穴處時(shí),按以下工藝進(jìn)行鉆進(jìn)。
(1)在鉆進(jìn)至距溶洞、溶穴0.8 m處時(shí),根據(jù)溶洞、溶穴的發(fā)育情況,對(duì)施工方案進(jìn)行調(diào)整,對(duì)準(zhǔn)備的材料或機(jī)具進(jìn)行檢查。當(dāng)施工方案和準(zhǔn)備的機(jī)具與材料能夠滿(mǎn)足溶洞、溶穴處理時(shí),以0.8~ 1.2 m沖程沖擊開(kāi)溶洞、溶穴頂蓋。
(2)對(duì)充填物為黏土的溶洞、溶穴,將塊徑為30 cm左右的堅(jiān)硬片石投入鉆孔中,每次投入量以超過(guò)頂蓋0.6 m為宜,然后利用小沖程反復(fù)沖砸;對(duì)充填物為碎石的溶洞、溶穴,投入黏土塊或水泥,每次投入量以超過(guò)頂蓋0.4 m為宜,以小沖程反復(fù)沖砸,必要時(shí)可重復(fù)回填2~3次,確保回填物擠入孔壁。
(3)對(duì)無(wú)充填物且規(guī)模小于0.8 m的溶洞、溶穴,投入片石和袋裝水泥,并摻加速凝劑,片石塊徑不大于30 cm,速凝劑摻量為水泥投入量的6%,水泥與片石投入量比例為1:0.4(體積比);每次投入量以超過(guò)溶洞、溶穴頂蓋1.0 m為宜,以小沖程反復(fù)沖砸,保證溶洞、溶穴處孔壁堅(jiān)固圓順。
(4)對(duì)無(wú)充填物且發(fā)育規(guī)模超過(guò)0.8 m的溶洞,將提前準(zhǔn)備好的鋼護(hù)筒沉入鉆孔,護(hù)筒鋼板厚度8 mm,護(hù)筒直徑比設(shè)計(jì)樁徑大4 cm,護(hù)筒的中心及垂直度應(yīng)滿(mǎn)足施工規(guī)范和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,護(hù)筒應(yīng)穿過(guò)溶洞并嵌入其下部完整基巖面。沖擊鉆進(jìn)通過(guò)溶洞、溶穴后,進(jìn)行正常鉆進(jìn),掏渣筒清渣,直至鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)高程。

4)鉆孔檢驗(yàn)(圖3-3)
鉆進(jìn)時(shí)除按常規(guī)對(duì)樁孔進(jìn)行檢驗(yàn)外,在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)高程后,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)撈取的渣樣與鉆孔記錄,繪制鉆孔樁地質(zhì)柱狀圖,報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位地質(zhì)工程師,現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)確認(rèn)與設(shè)計(jì)相符后方可進(jìn)行下道工序。

5)混凝土澆筑與分析(圖3-4)
及時(shí)做好混凝土澆筑記錄,特別是在澆筑至溶洞、溶穴部位時(shí),要及時(shí)對(duì)混凝土用量進(jìn)行分析,以確定溶洞、溶穴的處理情況,并為樁基檢測(cè)分析提供必要的依據(jù)。混凝土澆筑完成后,在混凝土終凝前,應(yīng)拔除內(nèi)護(hù)筒。

6)樁基檢測(cè)(圖3-5)
樁基檢測(cè)采用低應(yīng)變法,對(duì)波形有疑問(wèn)樁身部位的鉆孔記錄與混凝土澆筑記錄進(jìn)行分析,以便更好地分析擴(kuò)徑或縮徑等現(xiàn)象,準(zhǔn)確評(píng)價(jià)樁身質(zhì)量。

綜上所述,巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工工藝流程如圖3-6所示。

3.1.3 存在的問(wèn)題
鉆(沖)孔灌注樁存在的問(wèn)題是孔底清渣困難,發(fā)育的溶洞給鉆(沖)孔灌注樁施工帶來(lái)困難,施工不當(dāng)還容易誘發(fā)地面塌陷,施工時(shí)也會(huì)造成漏漿、塌孔、埋鉆(錘)、偏孔、斜孔、卡鉆(錘)、掉鉆(錘)、沉渣超標(biāo)、灌注混凝土超方等事故,造成施工成本高、質(zhì)量差、效率低、工期長(zhǎng)。
(1)漏漿、塌孔(圖3-7)
巖溶沖孔樁施工時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)孔內(nèi)泥漿迅速流失孔內(nèi)水頭迅速下降(幾分鐘之內(nèi)水頭下降可能超過(guò)10m)的現(xiàn)象,即為漏漿,原因一是當(dāng)巖層中存在貫通裂隙、小型溶槽等,裂隙可能與溶洞或地下水連通;二是遇到溶洞、溶穴、土洞等,護(hù)壁泥漿會(huì)沿這些通道流失從而形成漏漿。

(2)埋鉆
當(dāng)巖溶地區(qū)覆蓋層較厚時(shí),成孔過(guò)程中,因基巖附近覆蓋土體多為疏松多孔,巖溶地下水沿裂隙涌入樁孔形成孔壁坍塌,或者當(dāng)樁基施工至貫通的裂隙或溶洞時(shí),洞穴頂板被意外揭穿或揭穿裂隙通道后,孔內(nèi)會(huì)突然失水造成泥漿水頭急劇下降,如補(bǔ)漿不及時(shí),覆蓋層形成負(fù)壓,地下水從孔壁滲出,破壞了護(hù)壁泥皮,上部覆蓋層由于護(hù)壁失穩(wěn)而造成孔壁坍塌,嚴(yán)重者造成大規(guī)??卓诘孛嫠?,造成埋鉆。
(3)偏孔
偏孔指在施工鉆孔過(guò)程中,孔位中心偏距超出“標(biāo)準(zhǔn)”允許范圍。當(dāng)樁側(cè)或樁底發(fā)育有孤石、鷹嘴巖、半邊巖、巖溶裂隙、起伏不平的巖溶面、傾斜巖層面、石筍等巖溶形態(tài)時(shí),由于樁基橫截面的不均勻性,鉆頭極易滑向較軟的一邊,從而造成偏孔。
(4)斜孔、彎孔
通過(guò)溶洞時(shí)未及時(shí)拋填黏土片石,洞位測(cè)量不準(zhǔn)確,以至鉆頭沿著軟弱部位往下滑,造成斜孔;隔層相向的探頭石,在鉆進(jìn)時(shí)相互擴(kuò)孔,使鉆成的孔豎向成“S”型。
(5)卡鉆、掉鉆
當(dāng)樁身存在溶溝、溶槽、溶洞或有半邊溶洞側(cè)壁侵入樁身,鉆孔樁穿過(guò)這些巖溶形態(tài)時(shí),鉆錘極易被卡住,特別是在鉆穿溶洞頂板后,形成探頭石或臺(tái)階,或溶洞內(nèi)的孤石、落石,會(huì)卡住鉆頭。掉鉆一般多由卡鉆時(shí)強(qiáng)行提拉導(dǎo)致鋼絲繩超負(fù)荷斷裂造成,當(dāng)溶洞較大時(shí),如突然鉆穿,因重力和慣性力作用拉斷鋼繩也會(huì)產(chǎn)生掉鉆的情況,有時(shí)鉆頭會(huì)順溶洞滑走,無(wú)法找到。
(6)沉渣超標(biāo)
巖溶地區(qū)樁基沖孔施工時(shí),為了泥漿護(hù)壁的穩(wěn)定性,往往加大泥漿的濃度,而在清孔時(shí)也不能輕易降低濃度,從而造成清孔困難,沉渣超標(biāo)現(xiàn)象。當(dāng)采用沖擊鉆機(jī)沖擊成孔工藝,特別是樁徑2.5m以上大樁基成孔后,怎樣清孔達(dá)到沉渣厚度及泥漿性能指標(biāo)要求是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。有時(shí),換漿達(dá)到規(guī)范要求時(shí),由于泥漿比重降低、粘度下降,又重新發(fā)生滲漏、塌孔的事故,這在以往橋梁樁基施工中發(fā)生較多。
(7)灌注混凝土泄漏、超方
對(duì)于洞高較大且填充物為流塑狀的溶洞,由于洞高較高,在泥漿護(hù)壁作用下形成的臨界平衡狀態(tài)穩(wěn)定性較差,灌注混凝土?xí)r,孔內(nèi)側(cè)壓力增大可能導(dǎo)致護(hù)壁破壞而產(chǎn)生混凝土泄漏,或混凝土涌入溶洞,尤其是互相貫通的溶洞,混凝土嚴(yán)重流失必然造成灌注混凝土大量超方。
3.1.4 處理方法
(1)漏漿、塌孔的處理方法
當(dāng)穿越多層溶洞時(shí),鉆(沖)孔灌注樁施工過(guò)程中漏漿、塌孔現(xiàn)象極易發(fā)生,針對(duì)這種情況可以采用全護(hù)筒跟進(jìn)及內(nèi)護(hù)筒處理的方法,在護(hù)筒開(kāi)口與江水、水池等通連,采用清水鉆進(jìn),可避免漏漿、塌孔事故。當(dāng)不能采用全護(hù)筒時(shí),泥漿池盡可能做大,保證有50m3以上貯漿量,同時(shí)準(zhǔn)備足夠的黃泥、粘土、塊石等填充物,補(bǔ)水管網(wǎng)接至孔口。一旦發(fā)生漏漿,迅速補(bǔ)給泥漿、清水,同時(shí)大量填充。
對(duì)于特別難于處理的孔位,可采取埋置深護(hù)筒(約7~8m到粘土層)的措施,防止上部反復(fù)塌孔。因裂隙或泥漿置換后而少量漏漿的,采用拋填袋裝水泥,用沖錘小沖程反復(fù)沖搗的辦法,處理效果較明顯。
(2)埋鉆的處理方法
當(dāng)埋鉆上覆土體較少時(shí),可用鉆機(jī)硬拉,或者配合其他輔助設(shè)施進(jìn)行硬拉;當(dāng)硬拉不能解決問(wèn)題時(shí),可采用高壓水或空壓機(jī)沖刷清渣,把掩埋在鉆具上的覆蓋物經(jīng)過(guò)導(dǎo)管沖刷出樁孔外,之后再拔出鉆具;當(dāng)覆蓋物所剩無(wú)幾時(shí),仍無(wú)法拉動(dòng)鉆具,鉆具很可能被石塊卡死,可以采用小包炸藥松動(dòng)鉆具周?chē)馏w,之后再拔出鉆具;假若以上方法均不能解決問(wèn)題,可在樁孔內(nèi)安放鋼護(hù)筒,進(jìn)行人工挖掘。
(3)偏孔的處理方法
首先向孔內(nèi)拋填大量片石、泥塊,理論上拋入量要比石質(zhì)表面一般高出0.3~0.5m即可,拋填完成之后采取密擊低錘的方式繼續(xù)沖孔施工;若在多次拋填片石、泥塊后,糾偏效果不明顯則采用混凝土澆筑的方法糾偏,主要作用是在石質(zhì)表面形成一個(gè)均勻緊密的平整面,如此可以把偏孔問(wèn)題有效地解決,但此方法操作比較麻煩;假若是由于機(jī)械、人為原因?qū)е碌钠?,且偏孔不?yán)重時(shí),可采用沖錘修邊的方法,沖錘不能過(guò)猛且不能提錘過(guò)高,否則容易產(chǎn)生卡錘。
(4)斜孔、彎孔的處理方法
回填片石、粘土重鉆,反復(fù)數(shù)次,逐漸截彎取直,該方法對(duì)于輕微的斜孔是行之有效的;灌注水下素混凝土至彎曲部分以上一定高度,待強(qiáng)度合格后重新施鉆。
(5)卡鉆、掉鉆的處理方法
無(wú)論回轉(zhuǎn)鉆或沖擊鉆都應(yīng)布置防掉鉆、卡鉆后的打撈環(huán)。打撈方法可采用偏心鉤、鋼繩套及潛水員打撈等常規(guī)方法??ㄣ@嚴(yán)重時(shí),可采用“振動(dòng)爆破法”處理。“振動(dòng)爆破法”處理是將經(jīng)過(guò)周密計(jì)算并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)所確定的一定藥量的藥卷用重鉈或鋼筋或請(qǐng)潛水員送至卡鉆處,通過(guò)導(dǎo)線(xiàn),接通電源起爆。在爆破振動(dòng)力作用下,使鉆具松動(dòng)、扭轉(zhuǎn),可立即將鉆頭提起來(lái)。
(6)沉碴超標(biāo)的處理方法
**次清孔應(yīng)徹底清干凈,其方法:成孔后用打碴筒盡量將孔底沉碴打盡,采用專(zhuān)門(mén)清孔的氣舉反循環(huán)設(shè)備第二次清孔3~5h,后靜置2~3h,再清孔一次,下完鋼筋籠,澆注混凝土前進(jìn)行第二次清孔。
(7)灌注混凝土超方的處理方法
對(duì)于能預(yù)計(jì)的小溶洞,成孔后直接灌注混凝土填充,有少量超方是正常的;當(dāng)溶洞高度較高,體積較大時(shí),為防止?jié)沧⒊竭^(guò)多或發(fā)生事故,應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算溶洞高程后,在鋼筋籠的相應(yīng)位置用薄鐵板作包裹處理或在整個(gè)施工過(guò)程中鋼護(hù)筒持續(xù)跟進(jìn)。
巖溶地區(qū)橋梁人工挖孔樁
3.2.1 適用條件
人工挖孔灌注樁適用于基巖埋深較淺且地下水不豐富的地區(qū)。巖溶地區(qū)通常存在較豐富的地下水或軟弱夾層,樁基開(kāi)挖過(guò)程中易出現(xiàn)涌水、涌砂、掉入土洞等現(xiàn)象,所以人工挖孔樁在巖溶區(qū)的使用受到限制,一般僅在基巖淺埋的情況使用。在巖溶淺埋地區(qū)橋梁工程中,挖孔樁與鉆(沖)孔樁相結(jié)合是較為常見(jiàn)的做法。
3.2.2 施工工藝
1)定位
開(kāi)始挖孔前,布置好控制網(wǎng),根據(jù)監(jiān)理復(fù)核過(guò)的樁基位置,采用十字交叉法確定每一孔樁的位置,并在樁位處設(shè)置定位龍門(mén)樁。
2)護(hù)壁
根據(jù)樁身井口段土質(zhì)情況將井口挖至1.0 m深時(shí),即可立模澆筑壁厚20cm~30cm的**節(jié)鋼筋混凝土護(hù)壁。此節(jié)護(hù)壁在井口0.5 m~1.0 m高度范圍內(nèi)加厚至50 cm,這部分稱(chēng)為鎖口,用來(lái)防止下節(jié)井壁開(kāi)挖時(shí)井口沉陷?;炷磷o(hù)壁施工采用兩個(gè)半圓形鋼模,用U形卡鉸接。澆筑混凝土?xí)r拆上節(jié),支撐下節(jié),自上而下周轉(zhuǎn)使用。
3)樁孔掘進(jìn)
采取邊挖邊護(hù)的方法,一般每節(jié)挖深1 m左右后,沿井壁立模灌注一節(jié)鋼筋混凝土護(hù)壁形成環(huán)形框架。
4)溶洞的確定與暴露
當(dāng)挖孔進(jìn)尺到巖層時(shí),仔細(xì)研究地質(zhì)超前鉆探的結(jié)果,如無(wú)溶洞,則按正常爆破方法進(jìn)行開(kāi)挖。如有溶洞,必須先確定溶洞的埋置深度,根據(jù)溶洞埋深,確定開(kāi)挖深度。挖至溶洞頂面1 m以上范圍時(shí),采用爆破法施工,爆破必須洞穿溶洞頂部(離溶洞較近后采用淺眼松動(dòng)爆破法),將溶洞暴露。
5)檢測(cè)溶洞內(nèi)空氣和水位
在溶洞部位開(kāi)始施工前,應(yīng)對(duì)孔內(nèi)有毒有害氣體情況用專(zhuān)業(yè)儀器進(jìn)行檢查;或用吊籃放下敏感的小動(dòng)物(鴿子或活雞等)進(jìn)行檢測(cè),確定可安全操作時(shí)方可下洞施工。溶洞部位施工,首先要送風(fēng)1 h左右,并檢查孔內(nèi)氧氣是否充足。施工人員身上安全帶要與井口上的掛梯或安全繩牢固聯(lián)系,然后下去查看溶洞內(nèi)是否有承壓水,若有,人員則應(yīng)迅速撤到地面等其自然排除,水位穩(wěn)定后再進(jìn)行抽水,然后繼續(xù)開(kāi)挖。
6)溶洞的處理
(1)若為空溶洞,首先將積水抽干;其次將作業(yè)人員用鋼筋吊籠放入空溶洞中,用磚砌外圍,且其要有足夠的壁厚、剛度,以防止灌注混凝土?xí)r護(hù)壁被擠垮;然后立模板澆筑鋼筋混凝土護(hù)壁。溶洞處理完成后,繼續(xù)向下挖進(jìn)。
(2)溶洞內(nèi)有填充物,則根據(jù)填充物的種類(lèi)分別采取不同的措施:填充物是中粗砂、粉細(xì)砂時(shí),開(kāi)挖應(yīng)淺進(jìn)尺,強(qiáng)支護(hù),沿上層護(hù)壁外圍每20 cm打入φ20的鋼釬,然后鋼釬上綁扎草袋作為防護(hù)。每節(jié)最大高度0.5 m。填充物為軟塑狀黏土、含碎石粉質(zhì)黏土?xí)r,采用短柄鐵鍬進(jìn)行開(kāi)挖,每挖深0.5 m左右就及時(shí)護(hù)壁。挖孔穿越弱風(fēng)化結(jié)晶巖和微風(fēng)化結(jié)晶灰?guī)r時(shí)須采用松動(dòng)爆破的方式進(jìn)行開(kāi)挖。當(dāng)進(jìn)入爆破施工階段,應(yīng)讓護(hù)壁混凝土有一定的強(qiáng)度后再進(jìn)行另一個(gè)孔的爆破施工。
3.2.3 存在的問(wèn)題
(1)人工挖孔灌注樁開(kāi)挖過(guò)程中容易出現(xiàn)涌水、涌砂、掉入土洞等問(wèn)題,輕則導(dǎo)致施工停頓,重則可能導(dǎo)致施工人員死亡;
(2)樁孔內(nèi)混凝土護(hù)壁開(kāi)裂、變形、下墜、塌落,造成坍孔現(xiàn)象;
(3)若地下水較發(fā)育,且水位較高,巖溶水易與地面徑流、湖、塘水連通,大量抽水,導(dǎo)致地面大范圍沉陷或無(wú)法降低孔內(nèi)水位,使施工難以進(jìn)行下去;
(4)溶洞內(nèi)可能存在有害氣體,對(duì)施工人員人身安全造成威脅。
3.2.4 處理方法
(1)采用注漿法封堵暗流、溶洞,解決涌沙或排水困難的問(wèn)題。
(2)為防止溶洞內(nèi)發(fā)生坍孔事故,在混凝土護(hù)壁內(nèi)增加網(wǎng)狀拉筋。
(3)挖孔如遇到涌水量較大的潛水層承壓水時(shí),可采用水泥砂漿壓灌卵石環(huán)圈將潛水層進(jìn)行封閉處理。
(4)溶洞內(nèi)存在有害氣體或挖孔深度超過(guò)10m時(shí),應(yīng)采取鼓風(fēng)機(jī)等機(jī)械通風(fēng)將孔內(nèi)空氣排出置換。
巖溶地區(qū)橋梁預(yù)應(yīng)力管樁
3.3.1 適用條件
在巖溶地區(qū)采用預(yù)應(yīng)力管樁,目前并不是常規(guī)方法,特殊情況下除外:
(1)巖溶不發(fā)育和地下有淤泥、土洞、流砂、溶洞連通暗河等情況;
(2)雖然基巖溶洞發(fā)育,微風(fēng)化巖層埋深較深,但上覆土層較厚,能提供承載性能較好的持力層(標(biāo)貫值大于25擊),宜采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ);
(3)在覆蓋層較厚、持力層為強(qiáng)風(fēng)化條件下,也適合采用預(yù)應(yīng)力管樁。
在特定的條件下預(yù)應(yīng)力管樁能實(shí)現(xiàn)較理想的效果,可避免鉆孔樁施工時(shí)的漏漿塌孔等風(fēng)險(xiǎn)。一般采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁(PHC樁)和鋼管樁,通常設(shè)計(jì)為群樁基礎(chǔ)形式,如圖3-8所示。采用群樁可以縮短樁長(zhǎng),從而可避開(kāi)溶洞,同時(shí)能增加基礎(chǔ)抵抗水平力及彎矩的能力。施工中,應(yīng)注意巖面是否傾斜等不利情況,傾斜巖面容易導(dǎo)致樁體傾斜甚至斷裂。采用PHC樁時(shí),樁底不能直接打到基巖面以避免樁體受損。

3.3.2 存在的問(wèn)題
(1)由于巖溶基巖面高低不平,預(yù)制樁或預(yù)應(yīng)力管樁在施壓過(guò)程中,樁下端碰到基巖面后,樁端巖土體軟硬不均,導(dǎo)致斜樁;
(2)遇到較大溶洞,樁穿過(guò)溶洞頂板后,突然快速下滑導(dǎo)致突沉滑樁;
(3)碰到溶洞、溶槽、石筍等不規(guī)則層面,當(dāng)施加較大壓力值時(shí),樁易陷入溶溝、溶槽內(nèi)發(fā)生斷裂。
(4)當(dāng)溶洞上覆土層厚度較小、溶洞頂板厚度及強(qiáng)度不足等原因,存在樁端承載力和樁側(cè)承載力不足的問(wèn)題,從而嚴(yán)重影響預(yù)應(yīng)力管樁承載性能。
3.3.3 處理方法
(1)發(fā)生斷樁事故,一般按報(bào)廢樁處理,采用加樁處理,打入新樁;
(2)嚴(yán)格按照地質(zhì)勘查資料顯示的基巖面深度確定預(yù)計(jì)樁長(zhǎng),施壓時(shí)當(dāng)樁入土深度接近預(yù)計(jì)樁長(zhǎng)或壓力表反應(yīng)樁入土壓力急劇增大時(shí),要謹(jǐn)慎控制入土速度,避免樁端突然碰到傾斜巖面發(fā)生傾斜;
(3)靜力壓樁機(jī)宜控制管樁的承載力,通常情況下為**,但相對(duì)笨重且費(fèi)用高;動(dòng)力打樁應(yīng)根據(jù)溶洞埋深、頂板強(qiáng)度等控制貫入度,避免樁基打到基巖面出現(xiàn)傾斜、斷樁或樁頭破損等情況,根據(jù)實(shí)際工程情況選擇合適的施工機(jī)械。
(4)當(dāng)管樁樁端持力層下伏溶洞頂離樁端較近,或持力層承載力不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,而持力層土質(zhì)適合注漿加固時(shí),宜對(duì)樁底持力層注漿加固,或注漿填充溶洞,以提高管樁的單樁承載能力;
(5)當(dāng)管樁較長(zhǎng),樁端持力層承載力不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求且持力層土質(zhì)不適合注漿,或注漿后仍不能滿(mǎn)足承載力要求時(shí),需通過(guò)增加樁側(cè)摩阻力以保證管樁達(dá)到設(shè)計(jì)承載能力,宜對(duì)管樁樁側(cè)注漿加固。
第四部分 巖溶地區(qū)橋梁樁基施工監(jiān)測(cè)




4.1 護(hù)筒振設(shè)施工的監(jiān)測(cè)
(1)監(jiān)測(cè)內(nèi)容
護(hù)筒振設(shè)施工中需對(duì)周邊的建筑物、地下水位、路基及水庫(kù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其中,建筑物進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè);地下水位進(jìn)行水位變化監(jiān)測(cè);路基進(jìn)行測(cè)斜監(jiān)測(cè);水庫(kù)壩體進(jìn)行沉降和水平位移監(jiān)測(cè)。
(2)監(jiān)測(cè)范圍
監(jiān)測(cè)范圍按照不同情況(正常情況、異常情況、危險(xiǎn)情況)進(jìn)行分類(lèi)。在鋼護(hù)筒振設(shè)施工過(guò)程中,正常情況下應(yīng)對(duì)其周邊100 m范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)(包括建筑物沉降點(diǎn)、路基測(cè)斜點(diǎn)、地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)等)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。異常情況下,(如遇到土洞)則對(duì)150 m范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,并適當(dāng)提高監(jiān)測(cè)頻率。當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí),則應(yīng)對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)范圍擴(kuò)大到200 m范圍,地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)的范圍應(yīng)加大至300 m范圍,同時(shí)應(yīng)對(duì)200 m范圍內(nèi)的建筑物進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。直至各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降、水位變化逐漸趨于穩(wěn)定后,監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)范圍恢復(fù)至正常監(jiān)測(cè)范圍、頻率。
4.2 覆蓋層成孔施工監(jiān)測(cè)
(1)監(jiān)測(cè)內(nèi)容
對(duì)周邊的路基、建筑物及地下水進(jìn)行監(jiān)測(cè)。路基對(duì)測(cè)斜點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè),并配合人工巡查;建筑物沉降測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè);地下水位變化進(jìn)行監(jiān)測(cè);水庫(kù)壩體沉降及水平位移測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
(2)監(jiān)測(cè)范圍
監(jiān)測(cè)范圍按不同情況(正常情況、異常情況、危險(xiǎn)情況)進(jìn)行分類(lèi)。正常情況下對(duì)100 m范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。異常情況下(如出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象)對(duì)150 m范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,并適當(dāng)提高監(jiān)測(cè)頻率。當(dāng)覆蓋層流動(dòng)變化過(guò)快,測(cè)斜管測(cè)試水平位移每晝夜大于5 mm時(shí),則應(yīng)對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)范圍擴(kuò)大到200 m范圍,地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)的范圍應(yīng)加大至300 m范圍,同時(shí)應(yīng)對(duì)200 m范圍內(nèi)的建筑物進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。直至各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降、水位變化逐漸趨于穩(wěn)定后,監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)范圍恢復(fù)至正常監(jiān)測(cè)范圍、頻率。
4.3 巖層成孔施工監(jiān)測(cè)
(1)監(jiān)測(cè)內(nèi)容
對(duì)樁基周邊的地下水位、建筑物及路基進(jìn)行監(jiān)測(cè),建筑物在有必要的情況下(如出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象)進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。地下水位變化進(jìn)行監(jiān)測(cè);建筑物對(duì)沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè);路基監(jiān)測(cè)以人工巡查為主。
(2)監(jiān)測(cè)范圍
監(jiān)測(cè)范圍按照不同情況(正常情況、異常情況、危險(xiǎn)情況)進(jìn)行分類(lèi)。正常情況下對(duì)100 m范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。異常情況下 (如出現(xiàn)漏漿時(shí))對(duì)150 m范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,并適當(dāng)提高監(jiān)測(cè)頻率。當(dāng)施工樁基周?chē)乃怀霈F(xiàn)較大變化時(shí),則應(yīng)對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)范圍擴(kuò)大到200 m范圍,地下水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)的范圍應(yīng)加大至300 m范圍, 同時(shí)應(yīng)對(duì)200 m范圍內(nèi)的建筑物進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。直至各監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降、水位變化逐漸趨于穩(wěn)定后,監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)范圍恢復(fù)至正常監(jiān)測(cè)范圍、頻率。
4.4 清孔過(guò)程中監(jiān)測(cè)
(1)監(jiān)測(cè)內(nèi)容
清孔過(guò)程中需對(duì)樁基周邊的地下水位、建筑物及路基進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
(2) 監(jiān)測(cè)范圍
正常情況下,對(duì)其周邊100 m范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。異常情況,(如出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象)對(duì)150 m范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試,并適當(dāng)提高監(jiān)測(cè)頻率。
4.5 樁基施工完成后監(jiān)測(cè)
(1) 監(jiān)測(cè)內(nèi)容
樁基施工完成后需對(duì)樁基周邊的地下水位、建筑物及路基進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
(2) 監(jiān)測(cè)范圍
對(duì)其周邊100 m范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試。
綜上所述,形成了巖溶塌陷評(píng)價(jià)體系如圖4-4所示。

第五部分 巖溶地區(qū)橋梁樁基施工質(zhì)量控制技術(shù)
5.1 巖溶地區(qū)橋梁樁基成孔質(zhì)量控制技術(shù)
由于巖溶地區(qū)的地質(zhì)情況的特殊性,樁基礎(chǔ)因其獨(dú)特的特點(diǎn)在巖溶地區(qū)被廣泛采用,但由于施工技術(shù)還不盡完善、適用,在施工過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,避免出現(xiàn)塌孔、漏漿等問(wèn)題。
(1)為保證鉆機(jī)不因塌孔、擴(kuò)孔、漏漿等因素而傾斜。鉆機(jī)縱橫向支撐應(yīng)加長(zhǎng),超出預(yù)計(jì)的塌孔范圍,一般采用型鋼或鋼管,同時(shí)鉆機(jī)應(yīng)用攬風(fēng)繩進(jìn)行拴拉。鉆機(jī)安裝就位后,底座和頂端應(yīng)平穩(wěn),不得產(chǎn)生位移或沉陷。
(2)采用逐樁鉆探的方法,充分發(fā)現(xiàn)溶洞的發(fā)育情況。當(dāng)鉆至溶洞頂1 m左右時(shí),應(yīng)準(zhǔn)備足夠的片石和粘土。用沖擊鉆沖孔時(shí),要輕錘慢打,使孔壁圓滑堅(jiān)固,提升高度一般不超過(guò)50 cm。所有卡扣及鋼絲繩必須預(yù)先進(jìn)行測(cè)試檢查,逐漸將其擊穿,以防止卡鉆。
(3)泥漿必須采用膨潤(rùn)土,容重達(dá)1.2 g/cm3以上,減少孔壁內(nèi)外的壓力差,有效護(hù)壁,防止塌孔。另外為防止泥漿沉淀,易在泥漿中摻入0.1%~0.4%的純堿。
(4)對(duì)于上層砂層較厚時(shí),為防止鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生坍孔現(xiàn)象,應(yīng)增大泥漿比重,使相對(duì)密度不小于1.4,以增強(qiáng)護(hù)壁。坍孔嚴(yán)重時(shí)可將護(hù)筒增長(zhǎng)至穿過(guò)砂層厚度,然后繼續(xù)鉆進(jìn)。
(5)采用間斷式循環(huán)排渣。一方面保證孔底有一定厚度的沉渣,遇小裂隙或小溶洞可隨時(shí)封堵;另一方面可保證泥漿濃度,防止塌孔。
(6) 根據(jù)鉆孔的進(jìn)尺情況,在擊穿洞頂之前,要安排專(zhuān)人觀(guān)測(cè)護(hù)筒內(nèi)泥漿面的變化,或制作漂浮標(biāo)志物,隨時(shí)進(jìn)行觀(guān)察,一旦泥漿面下降,應(yīng)迅速補(bǔ)漿、補(bǔ)水。擊穿洞頂后,在溶洞內(nèi)鉆進(jìn)時(shí),根據(jù)填充物的不同,采取不同的鉆進(jìn)方法。當(dāng)填充物為軟弱粘土或淤泥時(shí),應(yīng)向孔內(nèi)投入粘土、片石混合(比例1:1),沖砸固壁;當(dāng)為砂層、卵石層時(shí)還應(yīng)提高泥漿的粘度和相對(duì)密度;當(dāng)為空腹溶洞時(shí),在擊穿后,應(yīng)迅速將鉆頭提出孔外,同時(shí)大規(guī)模填筑粘土和片石,并同時(shí)注入泥漿和水,待穩(wěn)定后,再重新進(jìn)行沖孔。如此反復(fù)使鉆孔順利穿過(guò)溶洞。
(7)溶洞頂板的擊穿采用小沖程,一般80 cm以下,溶洞內(nèi)進(jìn)尺采用輕壓鉆進(jìn),每進(jìn)尺2.0 m回填2.0 m,循環(huán)至樁底,使孔壁充分積壓密實(shí),防止擴(kuò)孔。
(8)鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)漏漿時(shí),應(yīng)迅速提錘,操作手離開(kāi)鉆機(jī),避免安全事故的發(fā)生,同時(shí)采用多個(gè)大泥漿泵補(bǔ)漿,并用裝載機(jī)投入事先準(zhǔn)備好的粘土包、水泥包、片石強(qiáng)行堵漏,防止塌孔,直至泥漿面穩(wěn)定為止。
(9)根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)資料,對(duì)大型溶洞或半充填的溶洞或上方有較厚砂礫層的溶洞,為防止泥漿突然流失,造成孔壁坍塌,采取護(hù)筒跟進(jìn)法施工。
當(dāng)沖擊穿過(guò)溶洞頂部時(shí)要反復(fù)提升沖錘,在頂部厚度范圍上下慢放輕提,沖錘不明顯受障礙,說(shuō)明頂部已成孔并且是圓滑垂直的,此時(shí)用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護(hù)筒,用沖擊鉆把內(nèi)護(hù)筒放入外護(hù)筒內(nèi)至孔底。然后回填粘土片石混合物(比例1:1),采用1~1.5 m的沖程將沖砸密實(shí),再轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)。
(10)對(duì)小型或多層溶洞,為防止其與相鄰孔竄孔或成孔后孔型呈葫蘆狀,必要時(shí)可灌注低標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行填充,等強(qiáng)度提高后再鉆進(jìn)。
(11)如果發(fā)生卡鉆等情況,可采用小爆破的方法,沖擊巖石松動(dòng),提拔出鉆頭。
(12)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高并且嵌入完整基巖后,對(duì)孔徑、孔深、孔形、豎直高和孔底地質(zhì)是否與設(shè)計(jì)相符合。符合之后進(jìn)行成孔。
(13) **次清孔采用掏渣法進(jìn)行清孔,最好安排在白天進(jìn)行,要求用手摸泥漿無(wú)2~3 mm大的顆粒為止,并使泥漿的相對(duì)密度減小到1.1~1.2。降低相對(duì)密度的方法是在掏渣后有一根水管插到孔底注入高壓水,使水流將泥漿沖稀,泥漿相對(duì)密度逐漸降低達(dá)到所要求的清孔標(biāo)準(zhǔn)后,即可停止清孔。
(14)鋼筋籠的就位及混凝土的灌注要迅速、及時(shí)。灌注混凝土?xí)r,應(yīng)派專(zhuān)人觀(guān)察混凝土面上升情況和出漿量的變化?;炷辽仙叨群统鰸{量與混凝土的灌入量成正比,若有異常,應(yīng)分析原因并采取相應(yīng)對(duì)策。
5.2 巖溶地區(qū)橋梁樁基施工地面沉陷控制技術(shù)
(1)施工前的預(yù)防技術(shù)
施工前可采取疏導(dǎo)巖溶承壓水的辦法,使承壓水在公路線(xiàn)位兩側(cè)處于平衡狀態(tài)而相對(duì)穩(wěn)定;堵塞隱含巖溶發(fā)育的小洞,防止地下巖溶水向上潛蝕土路基而形成土洞塌陷;截?cái)嗟叵聨r溶水源頭,消除誘發(fā)土洞的水動(dòng)力因素;硬化上覆土層(路基底層),預(yù)防土洞的產(chǎn)生和發(fā)展??傊?,破壞土洞形成和發(fā)展的條件,從而保持路基或類(lèi)似結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定。
(2)施工時(shí)的控制技術(shù)
在巖溶裂隙、溶洞、土洞發(fā)育的巖溶區(qū)成孔時(shí),鉆進(jìn)時(shí)孔內(nèi)泥漿迅速消失或泥漿濃度快速降低,引起孔口及地面沉陷時(shí),可采取以下處理措施:
①遇較大巖溶裂隙時(shí),在接近基巖面處預(yù)先填入粘土和級(jí)配較好碎石,每鉆進(jìn)50~60 cm左右投入一次,直致終孔。在急劇漏漿情況下,投入袋裝粘土、水泥使其快速沉入孔底,并按比例投入片石,采用沖錘或重錘擠壓、封堵裂隙后施工,必要時(shí)設(shè)置護(hù)筒并及時(shí)跟進(jìn)。在漏漿情況下為保證及時(shí)回填的止?jié){效果,粘土宜采用袋裝或泥球狀拋入,碎石被沖入到裂隙中起骨架作用,穩(wěn)定充填物,使孔壁趨于密實(shí)、穩(wěn)定。為保證回填及時(shí),必須準(zhǔn)備足夠的編織袋,將粘土與碎石放在鉆孔周?chē)S時(shí)準(zhǔn)備投入。粘土應(yīng)具有一定的膨脹性,以提高漿材性能。
②遇地下水位以下洞高小于1.0 m且充填物呈軟流塑狀的溶洞(土洞)時(shí),在鉆穿溶洞頂板后采用片石和粘土混合物回填至洞頂以上0.5 m左右后開(kāi)鉆,在鉆進(jìn)過(guò)程中保持泥漿的稠度,若**次加填的混合料不能完全填充溶洞時(shí),可再次回填使混合物填充溶洞。
③遇地下水位以下洞高較大且充填物呈軟流塑狀的溶洞(土洞)時(shí),在鉆穿溶洞頂板后采用片石和粘土回填溶洞,回填高度每次1.5~2.0 m為宜,每回填一次采用小沖程擠壓,再回填再擠壓,如此反復(fù)進(jìn)行,直至完全填充溶洞后再鉆進(jìn),在鉆進(jìn)過(guò)程中適當(dāng)增加粘土數(shù)量,提高泥漿密度(以1.25~ 1.35 g/cm3為宜)?;虿捎没靥钏槭惩粱旌狭虾笥米o(hù)管跟進(jìn)鉆進(jìn)?;虿捎锰畛浠炷梁筱@進(jìn),即在鉆孔(沖)至溶洞底板后,不清孔,用水下灌注方式向孔內(nèi)灌注C20細(xì)石混凝土,每灌1 m左右振動(dòng)使混凝土向四周擠壓,一直灌到超過(guò)洞頂0.5 m左右。待混凝土達(dá)一定強(qiáng)度后重新鉆探。灌注細(xì)石混凝土在樁孔四周形成一個(gè)圓形或半圓形圍護(hù),有效地防止洞內(nèi)流塑狀充填物涌入或泥漿流失。
④遇地下水位以下且無(wú)充填或半充填的土洞、溶洞時(shí),在鉆到溶洞、土洞頂板時(shí),鉆一小孔使樁孔與溶洞、土洞相連且加大泥漿濃度以防泥漿濃度快速變稀引起樁孔塌陷。待泥漿濃度與土洞、溶洞平衡后再鉆穿頂板。
⑤遇地下水位以上且無(wú)充填或半充填的土洞、溶洞時(shí),為防止鉆孔漿泥快速消失引起地面塌陷和樁孔塌陷,在鉆到溶洞、土洞頂板時(shí),鉆一小孔使樁孔與溶洞、土洞相連且加大泥漿濃度以防泥漿濃度快速變稀引起樁孔塌陷。待泥漿濃度與土洞、溶洞平衡后再鉆穿頂板。
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