淺談復(fù)雜地質(zhì)情況下樁基沖孔

1、淺談復(fù)雜地質(zhì)情況下沖孔樁成孔淺談復(fù)雜地質(zhì)情況下沖孔樁成孔陳露摘要：從衡陽(yáng)至炎陵高速公路18標(biāo)鹿原洣水大橋6-1樁基施工實(shí)例出發(fā)，結(jié)合巖溶地質(zhì)發(fā)育形態(tài)，分析總結(jié)復(fù)雜地質(zhì)情況下樁基施工的處理方法，確保橋梁施工質(zhì)量和進(jìn)度。關(guān)鍵詞：樁基 地質(zhì)情況 處理方法 成孔 一、前言一、前言 我國(guó)幅員遼闊，地質(zhì)情況復(fù)雜多變，在西南、中南地區(qū)，巖溶現(xiàn)象普遍存在，給橋梁基礎(chǔ)施工帶來(lái)了較大的困難。由于巖溶表現(xiàn)形式的多樣性及規(guī)律性不強(qiáng)的特點(diǎn)，在目前的勘探手段及有限資金情況下，給勘探設(shè)計(jì)與施工帶來(lái)很大的不確定因素。筆者參加了衡陽(yáng)至炎陵高速公路18標(biāo)鹿原洣水大橋的施工，現(xiàn)結(jié)合該橋樁基施工出現(xiàn)的問(wèn)題，分析總結(jié)巖溶地區(qū)樁基施工的

2、幾個(gè)問(wèn)題。二、工程概況二、工程概況L2K10+727.95鹿原洣水大橋平面位于直線段，起訖點(diǎn)樁號(hào)為L(zhǎng)2K10+604.95L2K10+850.95，全長(zhǎng)246m。下部構(gòu)造橋墩及橋臺(tái)均為樁柱一體式，摩擦樁基礎(chǔ)；均為單排樁，每排2根樁；樁基為C25混凝土，臺(tái)帽及蓋梁為C30混凝土。其中6-1樁基處于河中，采用筑島的方式建立施工平臺(tái)，平臺(tái)頂標(biāo)高為：187.83；設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高為：168.30；地質(zhì)情況如下圖地 質(zhì)剖面深度厚度高程巖（土）性描述186.1915.00m158.19171.1913.00m16.64m29.64m1.64m1.64m回填砂礫層卵石：灰色、灰白色，中密，飽和，卵石粒徑5-15

3、cm，磨圓度較好，呈圓狀、次圓狀。全風(fēng)化礫巖：紫紅色，礫塊結(jié)構(gòu)，鐵泥質(zhì)孔隙式膠結(jié)，膠結(jié)松散，礫石成分為灰?guī)r、砂巖，巖石已風(fēng)化呈土狀、砂礫狀。三、施工情況三、施工情況 2006年12月9日，項(xiàng)目部正式對(duì)鹿原洣水大橋6-1樁基礎(chǔ)組織施工，沖孔至173.83m位置進(jìn)入巖層，多次出現(xiàn)偏孔，項(xiàng)目部采取拋填大塊片石的方式緩慢沖孔。在溶蝕帶的巖溶地質(zhì)，往往裂隙發(fā)育，溶溝、溶槽、溶洞錯(cuò)縱復(fù)雜，本樁在沖至169.33m位置，泥漿水頭迅速下降，造成孔口塌方。項(xiàng)目部迅速組織人員及機(jī)械進(jìn)行搶救，并通知監(jiān)理處開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議，確定先回填片石土將樁孔覆蓋，消除安全隱患。 設(shè)計(jì)代表、業(yè)主和監(jiān)理單位在聽(tīng)取項(xiàng)目部就鹿原洣水大橋6-1

4、樁基施工情況的匯報(bào)后，認(rèn)為坍孔后6-1樁基礎(chǔ)原設(shè)計(jì)摩擦樁已無(wú)法滿足設(shè)計(jì)承載力的要求，將6-1樁基改為嵌巖樁，且加深14米（基礎(chǔ)底標(biāo)高為154.3m），并確定在砂礫層范圍內(nèi)采取鋼護(hù)筒跟進(jìn)18m的處理方案。2007年1月15日，項(xiàng)目部重新對(duì)鹿原洣水大橋6-1樁基礎(chǔ)組織施工，并順利下鋼護(hù)筒18m。在接下來(lái)的施工中，6-1樁孔不斷出現(xiàn)偏孔及漏漿現(xiàn)象，以拋填大體積片石和投入高粘性土甚至水泥以加重泥漿比重的方法（片石和土的比例為3：1），小沖程反復(fù)沖砸，在控制鉆進(jìn)速度的措施下，繼續(xù)緩慢鉆進(jìn)。在沖孔至162.7m的位置擊穿溶洞，孔內(nèi)水位迅速下降，項(xiàng)目部迅速組織人員和機(jī)械回填片石和土，希望能將溶洞堵住確保施工

5、順利進(jìn)行，無(wú)奈該地質(zhì)情況屬于串狀溶洞，離樁位6m左右的河床中不斷涌出泥漿，樁孔一邊外距樁孔僅2m位置出現(xiàn)大面積垮塌，鋼護(hù)筒兩側(cè)受力不均，出現(xiàn)嚴(yán)重偏位。 鑒于鹿原洣水大橋6-1樁基礎(chǔ)出現(xiàn)兩次坍塌，引起了衡炎公司的高度重視，邀請(qǐng)橋梁專家現(xiàn)場(chǎng)勘視，召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)工地會(huì)議并確定施工方案如下： 由于鋼護(hù)筒偏位嚴(yán)重，在鋼護(hù)筒四周澆筑深2.5m，寬2.0m的C40鋼筋砼地梁，用32圓鋼作為掛鉤，與鋼護(hù)筒相連，兩根工字鋼穿過(guò)掛鉤，工字鋼下置4個(gè)100T千斤頂，左右對(duì)稱，同步勻速頂起；沿6-1樁基外圍設(shè)孔注漿，采用150潛孔鉆鉆至砂礫層以下，以325#水泥外加速凝劑（水灰比：0.5：10.8：1）自上而下灌漿； 鑒于

6、鹿原洣水大橋6-1樁基礎(chǔ)地質(zhì)情況及其復(fù)雜，巖層面相差較大，且為水中樁，原來(lái)的地質(zhì)勘察資料已不能全面反映該位置的地質(zhì)狀況，如果出現(xiàn)大面積坍孔，極易發(fā)生人與鉆機(jī)整體進(jìn)入地下的大事故，為確保施工的質(zhì)量、進(jìn)度和安全，對(duì)6#樁采用加密補(bǔ)鉆及物探相結(jié)合的方法進(jìn)行全面勘察，最終樁基底標(biāo)高確定為146.3m； 采用D1.75m的沖擊錘沖進(jìn)，鋼護(hù)筒跟進(jìn)，由于巖層高差較大，內(nèi)徑1.8m鋼護(hù)筒下沉采用90型振動(dòng)錘配合，須下至18米深度，使鋼護(hù)筒對(duì)砂礫層有個(gè)整體保護(hù)作用，確保以后的鉆孔過(guò)程中覆蓋層不塌孔；鋼護(hù)筒下到位以后，采用盡可能小的沖擊錘，緩慢進(jìn)尺，將各層溶洞逐一擊穿，直至受力巖層頂面，并及時(shí)拋填片石和黃土，對(duì)溶

7、洞及裂隙進(jìn)行填充，使下一步施工中，避免溶洞無(wú)填充物而造成大面積漏漿，保持一定的施工水頭，確保不塌孔；最后使用1.5m沖擊錘沖孔，用內(nèi)徑D1.6m鋼護(hù)筒跟進(jìn)至持力層。 四、處理效果四、處理效果 2007年10月11日，項(xiàng)目部再次對(duì)鹿原洣水大橋6-1樁基礎(chǔ)組織施工。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工地會(huì)議所提出的方案，歷時(shí)56天，終于順利終孔：下1.8m鋼護(hù)筒18m；1.6m鋼護(hù)筒38m；嵌入巖層3m；終孔底標(biāo)高：146.3m；其中處理溶洞共拋填片石623m3，回填黃土213m3。五、混凝土灌注五、混凝土灌注 巖溶地區(qū)水下混凝土的灌注量一般超過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)量較多，對(duì)此，一般應(yīng)采取加大首盤(pán)混凝土數(shù)量的措施，通常首盤(pán)混凝土數(shù)量應(yīng)能

8、滿足導(dǎo)管首次埋置深度（1.0m）和填充導(dǎo)管底部的需要 ?，F(xiàn)場(chǎng)由專業(yè)工程師控制灌注進(jìn)度并根據(jù)地質(zhì)情況控制埋管深度，保證成樁質(zhì)量。當(dāng)灌注到溶洞位置時(shí)保持較大的埋管深度，防止混凝土由于擠破護(hù)壁后突然下沉，造成斷樁。施工過(guò)程中保持埋管深度不小于5m，沒(méi)發(fā)現(xiàn)混凝土面下降現(xiàn)象。六、體會(huì)和心得六、體會(huì)和心得鉆頭鉆至偏孔時(shí)，可采用拋填片石平衡鉆頭的方法。溶槽、溶溝及溶洞處理時(shí)，可向孔內(nèi)拋填片石及粘土進(jìn)行固壁，拋填片石時(shí)可按片石粘土3:1的比例加入，小沖程反復(fù)沖砸，速度稍微放慢一些或稍停一段時(shí)間，可促使片石和粘土的固結(jié)利于固壁。溶洞內(nèi)泥漿濃度要大，比重不小于1.4。樁基砂礫覆蓋層較厚且處于溶洞地質(zhì)情況下，可進(jìn)行

9、壓漿確保施工順利進(jìn)行。樁基砂礫覆蓋層較厚且處于溶洞地質(zhì)情況下，可采取鋼護(hù)筒跟進(jìn)方式避免樁孔坍塌。七、樁基施工在復(fù)雜地質(zhì)情況下的處理方法及對(duì)比七、樁基施工在復(fù)雜地質(zhì)情況下的處理方法及對(duì)比方案一、拋填片石和黃土 拋填片石和黃土有利于固壁及糾偏，而且在小型溶槽的地質(zhì)情況下，還能將片石與黃土混合物沖填進(jìn)溶槽；并且成本較低，對(duì)施工進(jìn)度的影響較小。在出現(xiàn)偏孔及輕微漏漿情況時(shí)，可采取此方案。、方案二、鋼護(hù)筒跟進(jìn)及內(nèi)外雙孔徑施工 鋼護(hù)筒跟進(jìn)能有效的減低施工的危險(xiǎn)系數(shù)，能夠避免鉆孔鉆穿溶洞漏漿而造成孔口坍方事故，并在一定的程度上保護(hù)了樁孔；內(nèi)外雙孔徑施工在鋼護(hù)筒跟進(jìn)的基礎(chǔ)上對(duì)樁孔進(jìn)行了進(jìn)一步的保護(hù)，上了一個(gè)雙保險(xiǎn)。但是鋼護(hù)筒跟進(jìn)及內(nèi)外雙孔徑施工成本較高，而且對(duì)工期有一定的影響。在溶洞較多地質(zhì)情況復(fù)雜的情況下，為保證施工質(zhì)量及安全，可采取此方案。方案三、壓水泥漿固結(jié)砂礫層 鉆孔并壓水泥漿可以將地平面以下的砂礫層固結(jié)在一起，當(dāng)出現(xiàn)漏漿