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桩基础在公路岩溶中的处理技术探究

摘 要:在公路施工中可能会出现溶洞等不良地质情况,当公路穿过可溶性岩层时,有的溶洞岩质破碎,容易发生坍塌,为此必须对公路穿过的溶洞采取处理,本文将针对桩基础在的溶洞中的处理而展开探讨,为同类工程展开探讨。
  关键词:公路施工 溶洞处理 桩基础 不良地质
  中图分类号:U443 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)01(b)0059-01
  当公路穿过可溶性岩层时,有的溶洞岩质破碎,容易发生坍塌。有的洛洞位于公路底部,充填物松软且深,使公路基底难以处理。有时遇到填满饱含水分的充填物溶槽,当坑道掘进至其边缘时,含水充填物不断涌入坑道,难以遏止,甚至使地表开裂下沉,山体压力剧增。有时遇当施工达到溶桐边缘,各工序应紧密衔接,支护和衬砌赶前。同时应利用探孔或物探作超前预报,设法探明溶洞的形状、范围、大小、充填物及地下水等情况,据以制订施工处理方案及安全措施。在溶蚀地段的爆破作业应尽量做到多打眼、打没眼,并控制爆破药量减少对园岩的扰动。
  1 桩基溶洞处理方案考虑
  对于公路溶洞处理方案有多种,但总体来说应当以较安全合理,而且节约成本为原则。一般情况下对于桩基处于单层或层数不多溶洞区(≤3层),洞高小于3 m,洞内有砂或砂土等填充物的,一般采用短冲程、快频率的冲击方法逐渐将洞顶击穿。在冲击过程中如果发现有漏浆情况,应采取抛填片石和黄泥、加大泥浆比重和水泥混合物的填塞方法消除漏浆现象。
  对于桩基处在多层溶洞,而且溶洞出现较大的洞高,同时溶洞内填充物基本为流塑状态时,则从实践效果来看,可适宜采用注浆法处理溶洞,也可以采用混凝土置换法处理。对于桩基处在多层溶洞,而且溶洞较大,但是溶洞内无填充物,或者即使溶洞内有填充物,但各层填充物不同,或呈半填充状态,甚至在相邻桩位间形成串珠状不规则溶洞状态时,还可以考虑采用护筒跟进法施工。
  2 工程实例分析
  某国家高速公路第16标段主线起点K11+800,终点K21+480,全长约9.68 km。本标段属丘陵区,地层由第四系冲积层亚粘土、砂,砾石层为主,主要溶洞分布在线路K15+880~K17+250段。冷坑水大桥,冷坑互通A匝道,于屋分离,AK0+480格江村车行天桥,K17+225格江村车行天桥,地面多为稻田,旱地,地表为第四系冲洪积河流一级阶地,沉积砂砾石,亚粘土,层厚1.60~16.30 m,该区域是偶见孤立的卡斯特残山其地表下形成隐伏溶洞,土洞,其大小,规模不一,形态各异,分布杂乱,对桥梁基础的稳定不利。在本工程的施工中,我们遇到大量溶洞桩基,通过对溶洞桩基方案的合理选择,桩基得到了比较顺利的施工,以下结合施工经验对桩基溶洞的处理方法作简单的介绍。
  在对桩基溶洞进行施工前需要做一定的准备工作,首先是对每根桩必须进行地质钻机钻探,通过钻探资料详细记录地质状况、溶洞距地表深度、溶洞内高度、填充物类型,并逐桩绘制出桩位地质综合柱状图,以便为制定相应施工方案提供详实依据。对桩机操作者和现场管理技术员都要进行明确的交底工作,让现场人员都明确溶洞的位置、大小和填充情况。根据对地质柱状图的准确分析充分了解每根桩的桩位地质状况。
  3 公路溶洞处理施工技术
  对于公路溶洞处理方法来说,目前处理方法有多种,在实际溶洞处理方案上应当根据具体情况而采取相应的处理技术。通过结合工程实践经验,笔者提出当前在溶洞处理方法上可考虑采取的方法,为同行提供参考。
  3.1 穿越溶洞、土洞的处理方法
  对于采取穿越溶洞的处理方法,可通过采用片石和水泥浆充填;而对于溶洞直径大于1 m的情况,或者土洞和多层溶洞则采用钢套管,采用的钢套管至少要高出护筒20 cm,从而有效地防止了由于钢套管的移位而造成混凝土的流失,而且应当确保钢套管之间连接采取连续焊接,以有效地确保钢套管之间连接的密实性。在钻孔桩施工中,溶洞处套上钢套管的主要作用是防止混凝土流进溶洞,如果混凝土流进溶洞,则将会给钻孔桩造成较多的害处,从实践经验来看,其危害包括:(1)浪费混凝土;(2)若溶洞大,则会造成混凝土填不满;(3)溶洞有水,会的较易导致混凝土离渐,砂,石,水泥易脱离;(4)较易造成混凝土掉落,使桩产生缩径。
  对于工程中的穿越土洞的处理钻孔桩穿越土洞的处理方法与穿越溶洞时的处理方法基本相同,主要均采取钢套管,由钻机吊放至土洞处,把土洞口封闭住,其主要作用有可以有以下几点:一是避免混凝土流失到土洞里;二是防止土洞顶部坍塌;三是防止跑泥浆进桩内。对于工程施工中出现塌孔现象,对其采取的造壁处理方法主要为:(1)填泥,孔内若还有水,可用钻机重新钻孔造壁,要求泥浆比重较大;(2)填泥(可含片石,砖头),孔内漏干,可用锤冲击挤压进孔壁而造壁;(3)孔内都是岩石或塌石块,则用锤冲击;(4)孔内塌掉了石块,应用锤冲击成石粉,然后用泥浆泵清孔,冲击与清孔应多次交替进行;(5)孔内塌方,孔内又还有泥浆时,则填泥(可含片石),然后钻孔造壁;(6)漏浆时出现填泥造浆,则可采取一方面补充漏浆;另一方面可泥浆护壁补漏。
  3.2 混凝土置换法
  工程中还可能会出现较大的溶洞,如的溶洞的直接为8~20 m高,同时溶洞内充填软流塑物质,填入块石因孔壁自稳能力差而不能进尺,即可立即水下导管灌注混凝土至溶洞顶面以上不小于1 m处,同时待3~7 d强度后则重新在原桩位进行;或斜溶洞半边岩施工时,桩位偏移也可以采取这种方法。从工程经验来看,为了能有效地达到节约工程成本,可考虑采取填入总体积20%左右的块径30 cm的新鲜毛石。
  3.3 水泥封堵法
  对于工程中出现的小型溶洞或漏浆空溶洞,则可考虑采取在冲孔过程中进行块石抛填时,同时在施工中为了加强临时孔壁自重能力,可通过在锤击施工同时,投入成袋水泥包,此时停止泥浆循环,低速慢击,间隔12 h,也可取得较好的封堵效果。另外,当采取在挖孔桩施工时,打入土钉后,溶洞流水流泥,采用干水泥拌小石子速凝剂,可较快固化,保证孔壁安全。
  3.4 内模法
  对于工程中出现的对较小溶洞或土洞及垮塌地层,则挖孔可采取1/2砖模结合竹排、钢筋、絮状物、干式混凝土形成临时支撑内模,可500 mm深为一模施做,并及时浇筑混凝土护臂或钢护筒跟进作业。
  4 结语
  在公路施工中可能会出现溶洞等不良地质情况,文章通过结合实践经验,提出溶洞处理方案,同时就不同的处理方法而提出其施工技术,为同行提供参考。
  参考文献
  [1] 王玉波,高振利.我国公路工程岩溶溶洞处理方法及其效果检测[J].科技资讯,2009(1):118-119.

 



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