摘 要:随着我国经济建设的发展,公路工程已经到了一个全新发展的阶段。在许多公路建设中,经常遇到在不良地质条件下采用大型桩基的工程。本文通过作者的实践,归纳总结溶洞桩基施工过程经常出现的问题原因,并介绍相应的预防措施及治理方法。
关键词:溶洞;桩基;事故缺陷;防治
中图分类号:U445 文献标识码:C 文章编号:1008 - 3383 (2006) 11 - 0111 - 02
1 坍 孔
1.1 原因
(1) 提升、下落冲击锥、钢筋笼时碰撞孔壁;
(2) 护筒周围未围粘土填封紧密或护筒埋置太浅,使护筒底下孔壁坍塌;
(3) 泥浆相对密度偏小,护壁作用较差;
(4) 在松软砂层或软塑淤泥质土层中进钻时,进尺太快,在孔壁上来不及形成泥膜;
(5) 孔内水位偏低,不足以平衡水头压力;
1. 6 地质条件差,淤泥质土,松软砂层厚,造成孔壁坍塌。
1.2 预防措施
(1) 提升下落冲击锥时应轻提慢放,使冲击锥保持垂直状态;
(2) 加工钢筋笼时控制好尺寸,不应偏大与变形,在下钢筋笼时保持钢筋笼中轴线与孔中心吻合,且慢放;
(3) 护筒埋置要有足够深度,一般宜高出地下水位1. 5～2. 0 m ,在周围用粘土填封密实;
(4) 应根据不同土层采用不同的泥浆比重,必要时加入一定水泥,使其渗透入孔壁内凝固,加强孔壁的防护;
(5) 钻进过程中要及时补充新鲜泥浆,一般应使孔内水位高出孔外水位1 m 以上;
(6) 通过溶洞时,冲程应控制在1 m 以内,不宜过大。
1.3 治理方法
首先根据地质勘探资料,特别是了解溶洞体积大小及走向,同时把同一墩台相邻桩位地质勘察资料结合起来一起分析,提前做好各项准备,如片石、粘土、钢护筒等,具体处理措施如下:
(1) 深度在1. 5 m 以内,采用向孔内投入粘土加片石的办法,由钻机的冲锤以0. 5 m 的冲程将片石和粘土向溶洞填充积压;
(2) 深度在1. 5～3. 0 m 以内且溶洞体积不大,无相互穿通时,采用向孔内灌注C20水下素混凝土的办法进行封堵,待混凝土强度达80 %后再继续小冲程冲进;
(3) 深度大于3 m 且溶洞体积很大,且有可能串通时,则采用下钢护筒的办法,钢护筒壁厚应大于1cm ,内径略大于桩径。
2 冲孔偏斜
2.1 原因
(1) 钻架底安置不平稳,或地基产生不均匀沉陷;
(2) 钻锥磨损,补焊不均匀,或钻头转向装置失灵导致冲程偏向一侧;
(3) 在倾斜软硬地层交界处钻孔,钻头不均匀阻力;
(4) 钻进中遇到孤石,将钻锥挤离钻孔中心线。
2.2 预防措施
(1) 安装钻机时,要使底座水平,钻架垂直地面,冲锥吊绳与护筒的中心同在一条垂直线上,并经常校核;
(2) 经常检修钻孔设备,及时修复失灵的转向装置;
(3) 在倾斜的软硬地层交界处钻孔时,要控制进尺,低速钻进;
(4) 受损的钻锥补焊时应注意钻锥重心与形心保持在同一直线上。
2.3 治理方法
(1) 发现孤石后,回填片石,用冲击锥打掉;
(2) 在倾斜岩面上回填约50 cm 厚的片石,然后冲击成孔;
(3) 向孔中灌注混凝土或混凝土加短筋与倾斜岩面上相平,待混凝土强度达到80 %以上后小冲程冲进。
3 梅花孔
3.1 原因
(1) 冲孔时转向环失灵,冲击锥不能自由转动,总在一个方向上直下冲击;
(2) 泥浆太稠,阻力达大,钻头转动困难;
(3) 提锥太低,冲击锥来不及转换方向与角度便又被落下,致使钻锥很难改变冲击位置;
(4) 遇到孤石,造成局部孔壁凸,成孔不圆。
3.2 预防措施
(1) 应经常检查转向装置的灵活性,及时修理或更换失灵的转向装置;
(2) 选用适当的粘度及相对密度的泥浆,并适时掏渣;
(3) 用低冲程时,每冲击一段后换用高一些的冲程冲击,交替冲击修整孔形。
3.3 治理方法
出现梅花孔后,可用片石或贫混凝土或贫混凝土加短筋回填钻孔,重新冲击。
4 钢筋上浮
4.1 原因
(1) 当混凝土上升到接近钢筋笼底部时,浇筑速度过快;
(2) 钢筋笼未采取固定措施;
(3) 灌注混凝土导管提升过程摆动大,导管接头法兰钩挂钢筋笼;
4.2 预防措施
(1) 当导管底口位于钢筋笼底部3 m ,至高于钢筋笼底1 m 之间,且混凝土表面在钢筋笼底部上下1 m 之间时,应放慢混凝土灌注速度,桩长在50 m以内时,对于ф120 桩最大灌注速度为0. 55 m3Pmin为宜,对ф150 桩最大灌注速度为1. 0 m3Pmin 为宜;
(2) 钢筋笼上端焊固在护筒上;
(3) 于护筒顶设置导管提升导向定位框架,使导管提升过程中摆动控制在孔中心合理范围内;
(4) 在设计允许范围内适当减小钢筋笼下端箍筋数量。
5 卡 管
5.1 原因
(1) 软球直径过大,球与管内摩阻力过大;
(2) 混凝土中夹有大块异物,卡住导管内壁;
(3) 机械发生故障或其他原因使混凝土在导管内停留过长或灌注时间持续过长,最初灌注混凝土已初凝;
5.2 预防措施
(1) 新鲜混凝土软球直径宜稍大于导管内径即可;
(2) 混凝土运输车在使用前后应进行清理干净;
(3) 于漏斗颈口上端设置过滤网;
(4) 灌注前应仔细检修灌注机械,并准备备用机械,同时加速混凝土灌注速度,必要时在混凝土掺入缓凝剂。
5.3 治理方法
(1) 用长杆冲捣管内混凝土,使隔水栓下落,若仍不能下落时,须将导管连同其内混凝土提出钻孔(注意勿使导管内混凝土落入井孔,若混凝土拌和物落入井孔,须清除) 进行清理修整,重新吊装导管,重新灌注混凝土;
(2) 若孔内首批混凝土已初凝,导管内又堵塞有混凝土时,应将导管拔出,提出钢筋笼,重新钻孔成桩。
