岩溶地质钻孔桩二次成孔护壁法施工技术

(整期优先)网络出版时间:2014-09-19
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岩溶地质钻孔桩二次成孔护壁法施工技术

陈震

陈震CHENZhen(中铁十二局集团第一工程公司,西安710038)(TheFirstEngineeringCo.,Ltd.ofthe12thBureauGroupofChinaRailway,Xi'an710038,China)

摘要院通过对大湖下行联络线岩溶地质钻孔桩施工出现问题的论述,结合岩溶地质钻孔桩常用的处理方法,提出了适应本区域岩溶地质环境的二次成孔护壁法在钻孔桩施工中的应用,并得到了成功的验证。

Abstract院ThroughthediscussionoftheprobleminkarstgeologydrillingpileconstructionofBigLakedownwardcontactline,andcombinedwiththecommonprocessingmethodofthekarstgeologydrillingpile,thispaperproposedtheapplicationofsecondarypore-formingwallprotectionmethodadaptedtothekarstgeologyinthisregioninthedrillingpileconstruction,whichhasbeensuccessfullyverified.关键词院岩溶地质;钻孔桩;二次成孔护壁法Keywords院karstgeology;drillingpile;secondarypore-formingwallprotectionmethod中图分类号院TU473.1文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)27-0107-02

1工程概况新建郑州至徐州铁路客运专线徐州枢纽相关工程ZXZH-玉标包含有:一般单线特大桥4.358km/4座,一般双线特大桥2.534km/1座。

标段内共有钻孔灌注桩共计1424根,据不完全统计,75%以上的涉及岩溶地质。本文以大湖下行联络线特大桥28墩钻孔桩为例,结合施工过程汇总出现的问题及最后成功的处理,对本施工技术进行阐述。

2钻孔区域地质情况2.1根据设计图纸及中铁第四勘察设计院提供的地质资料表明,大湖下行联络线特大桥区域内,地震加速度值为0.1g,该桥范围内上部饱和粉土、粉细砂层为可液化土,当发生喻级地震时会发生液化,液化深度为0耀15m。

2.2桥址区下伏基岩为奥陶系(0)灰岩和寒武系(沂)灰岩,岩溶较为发育,据钻孔揭露,岩溶主要为岩隙、溶沟溶槽、溶洞形态存在。溶洞多为半充填和全充填,部分为空洞,充填物主要为可塑耀硬塑粉质黏土、含砾粉质黏土、碎石土。根据《铁路工程不良地质勘察规程》TB10027-2001判定,本桥岩溶中等发育,局部强烈发育。

2.3大湖下行联络线特大桥钻孔桩施工面临两种不良地质的结合,上部为易地震液化的饱和粉土、细砂层,下部为岩溶发育的灰岩。根据28墩地质柱状图揭示,在钻孔标高6.85与4.25之间,存在溶洞,溶洞为全充填,填充物为黏土,夹灰岩碎块。

3常规施工出现的问题3.1常规施工步骤大湖下行联络线特大桥28墩开钻时采用常规的岩溶地区钻孔桩施工工艺。具体步骤如下:淤据地质资料,在钻孔桩施工前准备好黏土、水泥、片石等材料;有备用的配合施工的机械设备,如挖掘机,水泵等;泥浆池容量要考虑到溶洞漏水补给要求。于施工采用冲击钻机,钻头上端设打捞装置。盂根据桩位地质图,在钻至溶洞顶部1m左右时,改用小冲程(0.5-1.0m)钻进,缓慢将洞顶击穿。榆观测桩位内泥浆高度,水头变化异常,迅速回填黏土、片石、水泥等材料,然后反复冲击挤压密实。当泥浆不再漏失时,再正常钻进。

3.2出现的问题在施工过程中,第一次成孔后清孔过程中出现了漏浆和塌孔现象,根据布设的沉降观测桩,地面有轻微的下沉现象。然后将钻孔桩位用片石、黏土拌合水泥迅速进行回填,间隔三天后,重新钻孔,同样在清孔过程中出现了漏浆和塌孔,地面依然有沉降现象。

3.3原因分析桩位处上部有饱和粉土、细砂层,下部有岩溶区间。在钻孔过程中,由于抛填片石、黏土及水泥,所形成的孔内泥浆水头、护壁及桩身周围地层形成了短暂的、临界的平衡,一旦泥浆浓度发生变化或放置时间较长,即发生塌孔、漏浆,这种情况下施工极不安全。

4整治方案4.1钢护筒跟进钻孔前安装坚固、孔口不漏浆的钢护筒,护筒比钻头大20耀40cm,高出施工地面50cm,埋设位置准确牢固。钢护筒用钻机(或施工振动锤)压进,两节钢护筒之间的焊接符合设计要求,不得漏水。在钢护筒施工过程出现倾斜时,查明原因进行纠偏。全护筒跟进应到岩溶底部岩层。

4.2二次成孔护壁法根据钻孔桩的直径选择开孔直径,本墩1.0m的桩径选择开孔直径为1.5m。桩位放样后,采用旋挖钻机开孔,钻进至岩面后立即灌注C20水下混凝土,待混凝土强度达到70%以上,更换设计桩头,重新钻进至设计桩底标高,形成混凝土护壁,确保遇到岩溶漏浆也不会发生塌孔。

4.3方案比选相比方案二,采用钢护筒跟进施工时,所采用钻机一般为冲击钻,施工速度慢;再是钢护筒跟进过程中护筒的定位及跟进要求较严,一旦出现倾斜,处理比较麻烦,需增加很多辅助施工;还有全护筒跟进,由于设计桩身较长,护筒用钢量很大,桩基灌注后,护筒不易拔出,施工成本较大。综合考虑,采用二次成孔护壁法施工。

5结束语大湖下行联络线特大桥28墩采用二次成孔护壁法施工,一根桩基完成仅用时8天(2014年徐州地区5月份施工环境),施工工程顺利,无不良现象发生。本工艺成果经徐州枢纽建指组织评审通过后,已经在全线开始推广应用。二次成孔护壁法对相似地质条件下的钻孔桩施工也具有借鉴和指导意义。

参考文献院[1《]高速铁路桥涵工程施工技术指南》铁建设[2010]241号.[2《]大湖下行联络线特大桥》郑许客专施图(桥)-42-玉.[3]陈志伟,丁年富.梅子凹大桥岩溶地质钻孔桩的施工技术[J].土工基础,2006(04).图1一次长洞预留示意图600预留长洞内钢筋桥架实际位置一次长洞边界图2实际预留洞及桥架示意图预留长洞内钢筋360000实际预留洞一次长洞边界