桥梁桩基岩溶处理施工技术论文_陈学忠

桥梁桩基岩溶处理施工技术论文_陈学忠

陈学忠

中铁十一局集团第一工程有限公司

摘要:新建南宁至崇左铁路为南凭铁路通道的重要一段,位于广西西南部(南宁、崇左),线路东起南宁枢纽内南宁站,经吴圩机场、扶绥、渠黎,至崇左南站,远期延伸至凭祥。线路全长约119.294km,桥隧占比56.34%,由于桥梁桩大多经过岩溶地貌比较多,且处于地质结构较为复杂的地区。由于施工技术的不成熟,在施工的过程中常常会出现塌孔、卡钻、埋钻等方面的问题,不仅不利于施工安全,而且还影响施工的进程。借此,本文以新建南宁至崇左铁路项目NCZQ5标岩溶地区桥梁桩基作为研究对象,就该区域桥梁桩基岩溶施工出现的问题及应对对策进行探究和分析。

关键词:桥梁桩基;岩溶;问题;应对对策

引言

岩溶指的是可溶性的岩石,包含了水的机械侵蚀和物质的移动及沉淀,主要分布于新建南宁至崇左铁路项目沿线属碳酸盐岩地区。下文就当前桥梁桩基岩溶问题进行了解和分析,并根据存在的问题提出行之有效的应对措施,希望能够为进一步的施工做好理论方面的指导。

1、工程概括

新建南宁至崇左铁路为南凭铁路通道的重要一段,位于广西西南部(南宁、崇左),线路东起南宁枢纽内南宁站,经吴圩机场、扶绥、渠黎,至崇左南站,远期延伸至凭祥。南宁(不含)至崇左南(含)线路全长119.294km。本施工标段为新建南宁至崇左铁路项目NCZQ5标,里程范围为DK75+500~DK100+000段站前工程以及DK100+000~DK120+220段制梁、架梁工程。主要工程内容有路基、桥涵、隧道工程。主要工程量有包括区间路基土石方237.2211万断面方,站场土石75.5704万断面方及相关区间、站场附属工程;新建桥梁6321.93m/17座,其中特大桥3414.55延长米/4座,大桥2662.99延长米/9座,中桥218.76延长米/2座,框架桥25.63延长米/2座;新建双线隧道5.86公里/5座,其中L>4km的隧道有4.275公里/1座,≤1公里的隧道有1.585公里/4座。在NCZQ5施工标段中,特殊性岩土主要为岩溶,岩溶中等发育,地表分布有岩溶洼地、漏斗等。岩溶路基段落需进行岩溶整治,避免发生岩溶塌陷;桥梁段落桩基础需穿过溶洞底板且保证桩尖以下有一定完整基岩;隧道开挖可能遭遇溶洞大厅及发生突水涌泥现象,需加强超前地质预报。

2、岩溶地貌的影响

2.1漏浆

在岩溶地区,常常会出现浆液流失的情况,进而浆液的流失导致地质结构不稳定,出现孔壁坍塌、孔口坍塌,或者是钻孔钻被埋。所以,下面就不同的漏浆情况进行认知。第一,无填充或者是半填充的溶洞,当浆液流失到一定程度之后,不仅要回填片石,或者是粘土,而且还要补充相应的溶液,防止其塌孔;第二,无填充或者是半填充且连贯的溶洞,在浆液流失后,表面无任何液面,则需要将片石、粘土回填到砂层以上,进行浆液的复打;第三,有填充物的溶洞,浆液流失一般是在钻孔的期间流失,所以,钻孔过程被浸泡之后,溶洞内就会出现填充物软化流失、填充松散及溶沟;第四,漏浆不仅会造成坍塌,而且还会延长施工周期,增加孔壁的不稳定性。

2.2孔壁坍塌

首先,孔壁坍塌主要是因为护壁浆液流失,孔壁自身失去了支撑力而造成;其次,在施工区域的卵石层,其埋藏深,反复填充片石和粘土的过程,会削弱卵石层护壁的作用;再者,由于项目贯穿地区较多,施工周期长,覆盖层夹带的砂层护壁,会在长期的锤击作用下被不断削弱,最终液化;最后,施工过程中使用的钢筋笼等护壁措施。

2.3地面塌陷

地面塌陷主要是因为护壁的泥浆流失,使得覆盖层内夹带的砂层失去支撑力造成的塌陷,并且这种塌陷的危害性是极大的。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第一,安全问题,地面塌陷极易造成人员及设备方面的安全事故;第二,施工周期,一旦发生地面塌陷事故,需要耗费大量的时间对塌陷区域进行填充,如果造成人员伤亡,还需要进行事故处理,这些事情都需要时间,而且填充区域不能直接投入使用,需要静置一段时间,保证其稳定之后,才能够继续使用;第三,地面塌陷并不能控制塌陷区域,也有可能塌陷区处于基础设施建设区域,极易出现基础性设施埋藏、卡钻等。

2.4卡钻、埋钻、掉钻

第一,在覆土层分布区域,大多有砂砾层,下伏基岩岩溶地貌发育强烈,在冲击振动的作用下,塌孔、埋钻事故频发在所难免;第二,在冲击锤进入岩溶地貌区域之后,尤其是在竖向的岩溶区域,洞隙过大,极易造成锤倾倒事件;第三,在上部岩溶发育区域,冲击振动作用下掉下来的异物,极易将冲击锤卡住;第四,在泥浆浓度高的情况下,冲击过程中产生的梅花孔易造成钻孔事故。

2.5混凝土浇筑过多

由于溶洞反复性的出现漏浆、塌孔,极易造成桩基扩径,充盈系数过大,在粘土和片石回填的过程中,溶洞和溶隙清洗期间,回填物流失,混凝土建筑过多在所难免。

2.6施工工期长

漏浆、孔口坍塌、孔壁坍塌、卡钻、掉钻及埋钻等问题的出现,会造成桩基成孔时间延长,工作量增大,工期延长在所难免。当然,在施工周期内,为了保证工程项目正常交付,施工单位会通过增加施工机械设备和穿越溶洞工作平台,实现同时开工,但是,由于机械设备和工作平台的增加,会在一定程度上,增加冲击振动的作用,所以,在不必要的情况下,不可采用增加多台钻孔的方法。

3、桥梁桩基岩溶问题应对措施

3.1钢护筒跟进

钢护筒主要是用整张的钢板卷制形成的,在出厂之前,每四节连成一个整体,不仅可以有效的控制钢护筒下设时的垂直度,而且还可以减少施工现场的焊接工作量,虽然在一定程度上缩减了工作时间,但是,启用的起重设备过多,所以,也可以通过冲击钻机起吊钢护筒的方式,一节一节的进行安装。在钢护筒安装的过程中,必须要确保每节之间都能够有效的焊接在一起,在遇到意外情况时,极易造成钢护筒偏斜、挤扁的问题出现,所以,拔护筒期间,必须要防止护筒被拔断。

3.2填充片石和粘土

在钢护筒下设完成之后,需要更换设计桩的十字锥,向基岩内钻进。当钻进距离溶洞顶部约有1米的范围时,可以准备较多的片石和粘土,将其制成泥球,所以,半填充和无填充的溶洞必须要组织充足的水源。另外,对于空的溶洞,或者是半填充的溶洞,在击穿洞顶之前,必须要安排专门的人密切关注钢护筒内部泥浆面的变化情况,一旦泥浆出现下降情况,那么,就必须要进行补水作业,在此期间,需要按照1:1的比例进行片石和粘土的回填,冲砸堵漏,只有泥浆漏失情况消失之后,才能够正常继续进行钻进活动,最终完成穿越溶洞的作业。

3.3填充水泥或混凝土

在进行填充水泥,或者是混凝土的过程中,对于这种漏浆严重且回填粘土与片石不发挥任何作用时,可以通过直接回填水泥,或者是混凝土的方式,将空隙区域堵塞。另外,混凝土或者是水泥需要提至孔口5米以上的位置,在空置两小时以后水泥,或者是混凝土凝固之后,再次进行钻进作业。

4、结束语

综上所述,在进行桥梁桩基岩溶处理施工技术研究的过程中,要清晰的认识到岩溶处理的目的是堵塞钻孔过程中遇到的一切溶洞、流沙层等,为了能够进一步增强护壁的强度,防止其钻孔期间出现漏浆、塌孔、卡钻、掉钻、埋钻、混凝土浇筑过多,工期较长等问题。所以,在钻孔桩施工期间,岩溶处理办法的制定和实施,是有效保障施工质量、进度、安全的重要措施。

参考文献:

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[4]王琦.蒙河大桥岩溶地质桥梁桩基施工处理技术[D].山东大学,2015-12-02.

论文作者:陈学忠

论文发表刊物:《防护工程》2019年13期

论文发表时间:2019/11/12

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