(2)由于岩溶地区水平溶洞、溶沟和溶槽众多,不仅每个墩的桩孔间相连,而且墩与墩的桩孔之间也有贯通。到底先开哪个孔,需在详细的地质资料基础上,审慎选择。一般先开溶洞较小或孤立不连的孔,再开溶沟、溶槽走向下端的孔,待成孔后就可减少或者堵住其它地下水活动的通道,免于泥浆和砼的流失。钻孔顺序:上下游对称,并考虑孔与孔之间的相互影响。
(3)土洞处理:由于本标段部分桥址区存在土洞,如不加以处理可能会造成土洞坍塌,地面沉陷,甚至导致钻机失稳,造成安全事故。在施工前,如土洞埋深较浅(小于3m),拟直接开挖换填;如埋深大于3m,且土洞较大,能够导致安全事故的则拟采用预注浆填充处理;如土洞较小,不会引起安全事故则可在钻孔过程中,按溶洞处理方法处理(见下)。
(4)在钻孔作业前应制定相应的溶洞处理措施,并根据措施在施工现场备好所需的材料。
2.7.2 溶洞顶部穿越措施及其判定特征
(1)钻机钻孔,操作人员要根据各桩位的地质钻孔资料,掌握岩溶位置及岩层的分布规律,钻进时应根据岩层的变化,采用不同的冲程和频率。并及时排渣,注意观察护筒水位的变化情况,采用泥浆护壁钻进时,应检查钻孔泥浆的各项指标,防止井壁坍孔,泥浆流失。接近溶洞顶板时,应逐渐改为小冲程、低频率钻进。
(2)当溶洞顶部被击穿时,泥浆面会急剧下降,此为判定是否打到溶洞的主要判定特征。此时应在事先就有准备好的泥浆泵,利用泥浆泵对孔内进行补浆,防止泥浆面下降导致孔壁坍塌。
(3)当冲击钻穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤,在顶部厚度范围上下轻提慢放,冲锤不明显受阻碍,说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的。岩溶处理如采用挤石造壁则尽可能的将顶面穿孔扩大,待回填完成后再对此部分进行成孔,避免冲锤被卡。
(4)击穿溶洞后,应采用测绳测出溶洞底面高度,结合溶洞顶面高度推算出溶洞内空高度,并对钻渣进行取样,做好相关记录。此部分工作应平行进行,尽量减少完成此部分工作的时间。 2.7.3、岩溶处理方案:挤石造壁
本方案适合于地下潜水或岩溶裂隙水压不大的溶洞。从经济上考虑时,如溶洞过大,回填方量较大,施工过程中难以保证将溶洞填满确保不漏浆,则不宜采用此方案。
(1)采用此方案的孔位周围应事先准备足够的小片石、黏土或风化石、袋装水泥。粘土要做成泥球状(φ15~20 cm)或饼状,用薄膜包裹,防止干裂,如孔内有裂隙水则还应准备一定数量的袋装水泥。钻孔作业在钻进距溶洞顶部0.3~1m时(视钻机钻进速度确定),必须有一台装载机到位备用,配合处理的工人也应带上工具在现场待命。
(2)当发现孔内泥浆面急剧下降时,则应立即补浆,提起钻头,待测量工作完成后,装载机立即向孔内回填片石和黏土,片石和黏土应混合均匀回填,每回填至一定数量往孔内投入袋装水泥,再回填,回填过程中应对回填层顶面高度进行测量,回填至高出溶洞顶面1m即可。
(3)回填工作完成后,可恢复钻孔作业。 (4)采用此方案常见问题及处理措施:
a、由于采用此方法,溶洞顶面没有完全击穿,回填的片石和黏土可能堵住孔口。在回填一定数量的片石和黏土后,测量确定回填层已高出溶洞顶面时重新钻进,重新回填,直至溶洞内被填满。
b、当回填完成后,钻孔钻进致溶洞内时,仍有漏浆现象。此时应重新回填、重新钻进,回填可加大袋装水泥的用量。
c、当回填后形成的孔壁无法堵住地下水时,可直接回填混凝土。 2.7.4、岩溶处理方案:静压化学灌浆法
本方案适用于溶洞内有填充物填满或有流沙的,或当溶洞为空洞或填充物不满(水洞),在钻孔桩施工前先进行预处理,采用本方法固结填充物和流沙,在桩体周围形成防水帷幕,另一方面,提高溶洞中土体的承载力和抗剪能力形成挡土墙,防止塌孔。
(1)溶洞中回填物如为砂、砾等土体,浆液是通过渗透作用板结砂和砾;溶洞中回填物如为稀土、亚粘土等土体,浆液通过劈裂、挤密作用加固土体;对无填充或半填充溶洞,浆液是通过充填作用填满溶洞。
(2)采用的化学浆应在几十秒内瞬间凝固,应控制浆液灌注在一定范围内且不流失,控制漏浆,提高材料的利用率。可采用水玻璃水泥浆。
(3)根据浆液的扩散半径在采用此方法的孔位四周均匀布置布4个灌浆孔,以使注浆后在桩四周形成防水帷幕。孔径80mm,孔深要求达到需处理的溶洞底部。 (4)采用双液灌浆系统进行全孔注浆,要求少量多次、反复灌浆。
(5)此方法可与桩基施工形成流水作业,可保证工期。 2.7.5、溶洞处理方案:套内护筒法
本方案适用于地下潜水或岩溶裂隙水较大,采用其他方法无法堵住漏浆或成本较大时,可采用此方法。
(1)采用此方法需将溶洞顶面完全穿过,使溶洞顶面岩层成孔垂直光滑,保证护筒能顺利下到溶洞底。
(2)若溶洞以下再无溶洞或下一个溶洞间隔较近时,同一直径护筒跟进至溶洞底板;若同一根钻孔桩遇溶洞间隔较远时,则改换小一级差的护筒随钻机的钻进而跟进。视溶洞的垂直距离而确定级差和护筒的跟进层数。“级差”和“跟进层数”的确定原则是视底节的变形程度和插打护筒的震动能力而定。
如需采用级差法护筒跟进时,开孔时宜选用较大号钻头,随着护筒的埋入更换钻头。内护筒直径应满足钻孔要求,外护筒内径应比内护筒外径大5cm左右,根据设计桩径需采用的内护筒的直径来确定外护筒的直径,以及在埋设外护筒时所用钻头的大小。
(3) 最内层护筒长度的确定:最内层护筒的长度应从需处理的最后一个溶洞底面直接伸至地面。
为了节省钢护筒,在清孔后多层护筒须进行水下切割,保留最外层护筒,护筒切割后搭接长度为1.5m~2m。切割下的护筒可倒用至其它孔位。
(4)如溶洞底面为斜岩面,护筒底部可能只有一点或几点接触岩面,其余绝大部分悬空,张开面形成空洞。施工时必须先用小片石和黏土或者素砼采用挤石造壁的方法将空洞堵住,否则会造成护筒歪斜、钻头掉致洞外卡钻等事故。钻机钻进时用钻头反复低行程打密方法,在空洞处形成泥浆壁。打密过程中,一面挤石造壁,一面小行程切削高出的倾斜岩面,直至全断面进入岩层为止,钢护筒随之下沉,跳进就位。更换钻头正常钻进。
(5)由于孔低沉渣较厚,护筒可能无法沉至岩面,此时可采用正循环清孔配合护筒下沉。
2.8在钻孔过程中应经常检孔,如果检孔器被卡住,则应分析原因采取对策。如孔壁弯斜严重,检孔器不能放下去,则应填石重。
2.9根据溶洞的特性,应在桩孔钻孔施工前确定溶洞的处理措施,作好工前准备,合理组织。 2.10清孔
(1)、钻孔深度达到设计标高后,应对孔深、孔径进行检查,符合有关规定后方可清孔。
(2)、在吊入钢筋骨架后,灌注水下砼之前,应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如超过规定,应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下砼。
(3)、清孔时应注意事项
A、清孔必须采用砂石泵进行反循环抽渣。
B、在清孔排渣时,必须注意保持孔内水头,防止塌孔。
C、清孔后应从孔中提出泥浆试样,进行性能指标试验,试验结果应符合有关规定。
D、不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。 (4)、清孔后泥浆的指标
成孔后,停止进尺,保持泥浆正常循环,以中速将相对密度在1.03~1.1之间的泥浆压入。清孔后泥浆的含砂率降到2%以下,粘度为17S~20S,相对密度不大于1.1,且孔底沉渣厚度不大于设计规定。清孔后灌注水下混凝土之前,泥浆比重等试验检测
项目须由项目经理部派试验工程师专人检测,合格后由桥梁专业工程师及监理工程师同意后方可灌注水下混凝土。
(5)、沉渣厚度的控制 A、初始桩长的确定
在成孔后在钻头栓钢丝绳的地方把测绳栓好,把钻头放到孔底,
再把钻头提高0.5~1m然后放下去,这样测绳的长度+钻头的高度就为初始桩长。
在砂石泵抽渣完成下混凝土之前,立即下测绳测沉渣厚度。测绳下端要系有带重量的测头(测头可以采用几根钢筋头焊接或垂球),测沉渣时,抖动测绳,感觉锤头接触桩底时,读测绳上的刻度。然后和初始桩长进行对比就可得出沉渣的厚度。 3钢筋工程
钢筋笼采用钢筋场地分节预制,采用平板车运至施工现场,采用吊车按节吊装钢筋笼。吊装过程中,应保证钢筋笼对接顺直,可采用靠尺检查,或利用垂球从四个方向检查钢筋笼的垂直度。钢筋笼下放前应对中,保证钢筋笼中心位置符合要求,同时计算好吊筋的长度,保证钢筋笼的顶面高程。 4水下混凝土灌注
1、水下混凝土灌注前应先清孔,孔底沉碴摩擦桩不得大于10cm,柱桩不大于5cm。 2、导管内壁应光滑、圆顺,内径一致,接口严密。导管管节长度根据混凝土埋深和拆管的顺序,中间节宜为2.5m等长,底节可为3~4m,漏斗下宜用0.5~1m长的导管。
3、在使用前应先经过试拼和水密性试验,导管组装后轴线偏差不宜超过钻孔深度0.5%并不大于10cm。在浇注水下混凝土之前应先用水湿润导管。
4、初灌采用拔塞法,初灌前应先用测绳测出孔深,配好导管长度,导管离孔底深在30~50cm间,计算初灌砼的方量。初灌混凝土的方量必须保证混凝土灌下后能将导管口埋深不小于1m,且不大于3m。
5、水下混凝土灌注应连续浇注,中途不得停顿,并尽量缩短拆导管的间断时间,避免造成堵管或埋管。
6、保证水下灌注桩质量的两个至关重要的环节一为初灌,必须保证混凝土埋住导管;二为灌注过程中导管的埋深,要经常测量,保证埋深在1~3m间。
7、由于水下灌注会产生很厚的浮浆,为保证桩基的质量,混凝土顶面应浇注到设计桩顶高程以上1m。
8、水下混凝土浇注过程中应根据混凝土的灌注速度及桩径的大小大致估算拔管的时间,定期测量混凝土面的埋深,计算导管的埋深,确定是否要拔管。
9、灌注过程中应注意观察孔内泥浆是否在往外涌,同时注意混凝土入孔时导管中的声响,判断水下混凝土灌注正常。
B、沉渣的确定