4、成孔工藝
對流砂巖溶地區(qū)樁基成孔,只有全套管鉆機(jī)或沖擊鉆機(jī)適用,普通旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)不能處理溶洞,且對洞底堅(jiān)硬灰?guī)r層鉆進(jìn)困難,極易損壞鉆頭,經(jīng)綜合考慮,確定為沖擊鉆沖擊成孔,利用沖擊錘盡力沖擊,在砂層或溶洞處沖砸、擠壓泥石,填塞孔洞形成泥石護(hù)壁。
(1)在砂層、回填土、軟塑粘土層和卵石層鉆進(jìn)時(shí),采用小沖程(50~75 厘米),并提高泥漿的粘度和相對密度,拋填小片石反復(fù)沖擊。尤其護(hù)筒底腳下2~4m范圍內(nèi),應(yīng)認(rèn)真施工,使孔壁堅(jiān)密不塌不漏。此時(shí)施工應(yīng)緩慢漸進(jìn),樁孔上部護(hù)壁相當(dāng)于建筑物的基礎(chǔ),如施工質(zhì)量不好,向下鉆進(jìn)時(shí)稍遇問題,有可能整體坍塌。如土門橋33~37號(hào)樁,開工初期,施工人員對地質(zhì)熟悉不夠,急于求成,一天鉆進(jìn)10多米,結(jié)果遇溶洞時(shí),稍微漏漿均出現(xiàn)不同程度的坍塌。 36號(hào)右2樁,在鉆進(jìn)28米左右遇溶洞,施工人員來不及處理,使整體坍塌,鉆機(jī)傾覆,錘頭被埋住。測量定位后,重新埋設(shè)護(hù)筒,配置錘頭重新鉆進(jìn),將近埋鉆位置時(shí),用鐵管伸入孔中以高壓水沖射,用吊車配合鉆機(jī)提上錘頭。前后處理時(shí)間長達(dá)37天。
(2)在巖溶層鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)熟悉地質(zhì)資料,作好準(zhǔn)備,將鉆至溶洞時(shí),改用小沖程緩慢鉆進(jìn),防止突然打穿溶洞頂板,造成卡鉆,備足粘土、片石、袋裝水泥等材料,漏漿時(shí),馬上回填,以小沖程反復(fù)沖砸,形成泥壁,堵塞洞內(nèi)的通道,防止孔壁坍塌和泥漿流失。必要時(shí)提前對溶洞進(jìn)行注漿處理。
汶河橋4號(hào)左2樁在鉆至25米深時(shí),遇溶洞,出現(xiàn)漏漿,立即向孔內(nèi)回注漿液,同時(shí)用裝載機(jī)配合,向孔內(nèi)拋粘土13立方,片石9立方,回填到16米深度,止住了漏漿,用小沖程緩慢鉆進(jìn),該樁施工共投入粘土28立方,片石20立方,用17天時(shí)間成孔。
土門橋42號(hào)右樁,樁址處有高達(dá)11米的大溶洞,半充填,右4樁孔施工中,大小塌孔達(dá)12次,共投入粘土160多方,片石107方,水泥20噸,用67天才成孔,經(jīng)研究我們對右1、右2、右3樁孔,提前進(jìn)行注漿填充,用21天時(shí)間,共注入水泥230噸,3個(gè)樁孔用56天時(shí)間成孔。
(3)因巖溶層地質(zhì)復(fù)雜,洞內(nèi)巖面高低不平,或一面有巖,一面懸空,容易造成卡鉆和斜孔,此時(shí)必須拋填粘土、片石,用低沖程沖砸,反復(fù)循環(huán),多次休整樁孔,保證沖孔質(zhì)量。 土門橋26號(hào)左2、47號(hào)左1、左4、48號(hào)左2、左3樁孔均處于高差懸殊的巖石陡壁上,每個(gè)孔必須經(jīng)過多次糾偏,才能成孔。28號(hào)左2樁自21米~35.8米處為陡峭的懸崖,每鉆進(jìn)1~2米便需拋填粘土、片石進(jìn)行糾偏,共投入粘土120多方,片石80多方,歷時(shí)35天才成孔。
5、卡鉆、掉鉆的預(yù)防和處理
在遇到探頭石、落石、梅帶孔、巖溶層的溶溝、溶槽或擊穿溶洞頂板時(shí),極易發(fā)生卡鉆,此時(shí)應(yīng)拋填片石,高頻低程沖砸。如已發(fā)生卡鉆,應(yīng)仔細(xì)分析原因,不可妄動(dòng),以免造成越卡越緊或掉鉆事故,當(dāng)鉆頭可活動(dòng)時(shí),可上下提動(dòng)鉆頭,并使鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,反復(fù)嘗試,有可能提出,或用吊車配合鉆機(jī),同時(shí)或交替提動(dòng),有時(shí)能將錘頭提出。用小沖錘(以圓鋼或鋼軌焊接)在樁孔一側(cè)沖擊,并配合高壓空氣或高壓水沖射,使卡點(diǎn)松動(dòng)后提出鉆頭。必要時(shí)可試用水下爆破法,震松卡錘,吊車配合提出鉆頭。
汶河橋14號(hào)左1樁,土門橋17號(hào)左3樁,因溶洞原因形成探頭石,錘頭被卡住,我們用鋼軌焊制重約1噸的小沖錘,查處卡點(diǎn)位置后,在樁孔一側(cè)反復(fù)沖擊,同時(shí)將膠管伸入孔內(nèi)以高壓水沖射,使卡點(diǎn)松動(dòng)后提出錘頭。
掉鉆的原因主要是大錘的老化破斷,或大繩與錘頭連接不好,鉆孔中應(yīng)時(shí)常檢查機(jī)具設(shè)備防止掉鉆,如掉鉆后立即打撈,根據(jù)不同情況,采用能夠適宜的打撈工具。條件允許時(shí),可采用潛水員潛入樁孔打撈,如汶河橋5號(hào)右2樁,因大繩破斷,多次打撈無效后,請青島海軍部隊(duì)的潛水員潛入樁孔,掛上錘頭提出。
——挖孔與鉆孔樁相結(jié)合施工
K21+851分離立交,是最早開始鉆孔施工的,0號(hào)臺(tái)左2樁在鉆至14米深左右,孔內(nèi)泥漿快速下沉,不到1分鐘的時(shí)間,泥漿漏完,孔壁坍塌,而后我們又在0號(hào)臺(tái)右3、3號(hào)臺(tái)左3分別進(jìn)行鉆孔,都是鉆至14米左右,突然漏漿,造成塌孔。根據(jù)鉆探資料表明,該處底下有暗河發(fā)育,經(jīng)過研究,決定人工挖孔,用現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁,在挖至12.5米時(shí),遇到巖層,此時(shí)滲水量極大,每個(gè)孔中放4臺(tái)水泵,水面基本不下降,經(jīng)過反復(fù)商討,重新架立鉆機(jī),實(shí)驗(yàn)性的施工3號(hào)臺(tái)1樁,在鉆至14.2米時(shí)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象,因護(hù)壁座設(shè)在硬基上,護(hù)壁質(zhì)量較好,未造成坍塌,在拋填粘土、片石后重新鉆進(jìn),出現(xiàn)漏漿后,再填再鉆,如此反復(fù)沖砸5次,終于穿過滲透層,4天后鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高。該樁實(shí)驗(yàn)成功后,又調(diào)入了 3臺(tái)鉆機(jī),經(jīng)過2個(gè)月時(shí)間,24根樁全部施工完畢,此時(shí)全線還剩312根樁基。我們集合鉆孔和挖孔人員,開會(huì)商討,經(jīng)過反復(fù)論證,逐孔分析,認(rèn)為此種方法可行,只要保證混凝土護(hù)壁施工質(zhì)量,加設(shè)足夠鋼筋,鉆孔時(shí),沖擊錘避免碰撞孔壁,以混凝土護(hù)壁代替長護(hù)筒施工,在出現(xiàn)漏漿時(shí),不至于出現(xiàn)樁孔整體坍塌。
土門橋20號(hào)、21號(hào)樁溶洞體積較大,上部為人工挖孔混凝土護(hù)壁,深度為 18~24米,下部采用沖擊鉆鉆孔,在鉆至27米時(shí),出現(xiàn)漏漿,拋填粘土,片石重新沖砸,反復(fù)多次不能封堵,而且在20號(hào)鉆孔時(shí),發(fā)現(xiàn)21號(hào)漿面有反應(yīng),我們決定灌注砂漿封填溶洞,用M10砂漿,通過導(dǎo)管采用水下澆注從8個(gè)樁孔共灌進(jìn)砂漿102立方米,7天后,重新鉆進(jìn),只有20號(hào)左3出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象,拋填粘土、片石后重新鉆進(jìn)成孔。
體會(huì)
1、巖溶地區(qū)樁基在設(shè)計(jì)或施工時(shí),應(yīng)該逐孔進(jìn)行地質(zhì)鉆探,查明地質(zhì)情況,為設(shè)計(jì)和施工提供詳盡資料。
2、在厚層挖孔施工,采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁,加設(shè)鋼筋保證護(hù)壁質(zhì)量,此法基本可行,但是挖孔施工遇到大量涌水時(shí),操作困難。
3、在厚砂層和溶洞發(fā)育地段鉆孔,上部砂層施工應(yīng)緩慢鉆進(jìn),反復(fù)沖砸,確保護(hù)壁質(zhì)量,不可急于求進(jìn),防止下部巖溶層施工出現(xiàn)隱患。
4、溶洞處理用拋填粘土、片石,小沖程沖砸等方法,形成泥石護(hù)壁,堵塞空洞,巖溶層施工應(yīng)做事到“提前預(yù)防,及時(shí)處理,根治徹底”。
5、對于厚砂層覆蓋的巖溶地區(qū)樁基成孔,采用挖孔與鉆孔相結(jié)合施工比較合適,以挖孔的混凝土護(hù)壁代替鉆孔的長護(hù)筒。施工時(shí),護(hù)壁內(nèi)徑比設(shè)計(jì)的樁徑加大3~5厘米,其底部應(yīng)設(shè)在粘土層或風(fēng)化巖層中,鉆孔施工遇到溶洞后出現(xiàn)漏漿,但不會(huì)造成大的坍塌,為處理溶洞提供了足夠的時(shí)間。
對流砂巖溶地區(qū)樁基成孔,只有全套管鉆機(jī)或沖擊鉆機(jī)適用,普通旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)不能處理溶洞,且對洞底堅(jiān)硬灰?guī)r層鉆進(jìn)困難,極易損壞鉆頭,經(jīng)綜合考慮,確定為沖擊鉆沖擊成孔,利用沖擊錘盡力沖擊,在砂層或溶洞處沖砸、擠壓泥石,填塞孔洞形成泥石護(hù)壁。
(1)在砂層、回填土、軟塑粘土層和卵石層鉆進(jìn)時(shí),采用小沖程(50~75 厘米),并提高泥漿的粘度和相對密度,拋填小片石反復(fù)沖擊。尤其護(hù)筒底腳下2~4m范圍內(nèi),應(yīng)認(rèn)真施工,使孔壁堅(jiān)密不塌不漏。此時(shí)施工應(yīng)緩慢漸進(jìn),樁孔上部護(hù)壁相當(dāng)于建筑物的基礎(chǔ),如施工質(zhì)量不好,向下鉆進(jìn)時(shí)稍遇問題,有可能整體坍塌。如土門橋33~37號(hào)樁,開工初期,施工人員對地質(zhì)熟悉不夠,急于求成,一天鉆進(jìn)10多米,結(jié)果遇溶洞時(shí),稍微漏漿均出現(xiàn)不同程度的坍塌。 36號(hào)右2樁,在鉆進(jìn)28米左右遇溶洞,施工人員來不及處理,使整體坍塌,鉆機(jī)傾覆,錘頭被埋住。測量定位后,重新埋設(shè)護(hù)筒,配置錘頭重新鉆進(jìn),將近埋鉆位置時(shí),用鐵管伸入孔中以高壓水沖射,用吊車配合鉆機(jī)提上錘頭。前后處理時(shí)間長達(dá)37天。
(2)在巖溶層鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)熟悉地質(zhì)資料,作好準(zhǔn)備,將鉆至溶洞時(shí),改用小沖程緩慢鉆進(jìn),防止突然打穿溶洞頂板,造成卡鉆,備足粘土、片石、袋裝水泥等材料,漏漿時(shí),馬上回填,以小沖程反復(fù)沖砸,形成泥壁,堵塞洞內(nèi)的通道,防止孔壁坍塌和泥漿流失。必要時(shí)提前對溶洞進(jìn)行注漿處理。
汶河橋4號(hào)左2樁在鉆至25米深時(shí),遇溶洞,出現(xiàn)漏漿,立即向孔內(nèi)回注漿液,同時(shí)用裝載機(jī)配合,向孔內(nèi)拋粘土13立方,片石9立方,回填到16米深度,止住了漏漿,用小沖程緩慢鉆進(jìn),該樁施工共投入粘土28立方,片石20立方,用17天時(shí)間成孔。
土門橋42號(hào)右樁,樁址處有高達(dá)11米的大溶洞,半充填,右4樁孔施工中,大小塌孔達(dá)12次,共投入粘土160多方,片石107方,水泥20噸,用67天才成孔,經(jīng)研究我們對右1、右2、右3樁孔,提前進(jìn)行注漿填充,用21天時(shí)間,共注入水泥230噸,3個(gè)樁孔用56天時(shí)間成孔。
(3)因巖溶層地質(zhì)復(fù)雜,洞內(nèi)巖面高低不平,或一面有巖,一面懸空,容易造成卡鉆和斜孔,此時(shí)必須拋填粘土、片石,用低沖程沖砸,反復(fù)循環(huán),多次休整樁孔,保證沖孔質(zhì)量。 土門橋26號(hào)左2、47號(hào)左1、左4、48號(hào)左2、左3樁孔均處于高差懸殊的巖石陡壁上,每個(gè)孔必須經(jīng)過多次糾偏,才能成孔。28號(hào)左2樁自21米~35.8米處為陡峭的懸崖,每鉆進(jìn)1~2米便需拋填粘土、片石進(jìn)行糾偏,共投入粘土120多方,片石80多方,歷時(shí)35天才成孔。
5、卡鉆、掉鉆的預(yù)防和處理
在遇到探頭石、落石、梅帶孔、巖溶層的溶溝、溶槽或擊穿溶洞頂板時(shí),極易發(fā)生卡鉆,此時(shí)應(yīng)拋填片石,高頻低程沖砸。如已發(fā)生卡鉆,應(yīng)仔細(xì)分析原因,不可妄動(dòng),以免造成越卡越緊或掉鉆事故,當(dāng)鉆頭可活動(dòng)時(shí),可上下提動(dòng)鉆頭,并使鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,反復(fù)嘗試,有可能提出,或用吊車配合鉆機(jī),同時(shí)或交替提動(dòng),有時(shí)能將錘頭提出。用小沖錘(以圓鋼或鋼軌焊接)在樁孔一側(cè)沖擊,并配合高壓空氣或高壓水沖射,使卡點(diǎn)松動(dòng)后提出鉆頭。必要時(shí)可試用水下爆破法,震松卡錘,吊車配合提出鉆頭。
汶河橋14號(hào)左1樁,土門橋17號(hào)左3樁,因溶洞原因形成探頭石,錘頭被卡住,我們用鋼軌焊制重約1噸的小沖錘,查處卡點(diǎn)位置后,在樁孔一側(cè)反復(fù)沖擊,同時(shí)將膠管伸入孔內(nèi)以高壓水沖射,使卡點(diǎn)松動(dòng)后提出錘頭。
掉鉆的原因主要是大錘的老化破斷,或大繩與錘頭連接不好,鉆孔中應(yīng)時(shí)常檢查機(jī)具設(shè)備防止掉鉆,如掉鉆后立即打撈,根據(jù)不同情況,采用能夠適宜的打撈工具。條件允許時(shí),可采用潛水員潛入樁孔打撈,如汶河橋5號(hào)右2樁,因大繩破斷,多次打撈無效后,請青島海軍部隊(duì)的潛水員潛入樁孔,掛上錘頭提出。
——挖孔與鉆孔樁相結(jié)合施工
K21+851分離立交,是最早開始鉆孔施工的,0號(hào)臺(tái)左2樁在鉆至14米深左右,孔內(nèi)泥漿快速下沉,不到1分鐘的時(shí)間,泥漿漏完,孔壁坍塌,而后我們又在0號(hào)臺(tái)右3、3號(hào)臺(tái)左3分別進(jìn)行鉆孔,都是鉆至14米左右,突然漏漿,造成塌孔。根據(jù)鉆探資料表明,該處底下有暗河發(fā)育,經(jīng)過研究,決定人工挖孔,用現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁,在挖至12.5米時(shí),遇到巖層,此時(shí)滲水量極大,每個(gè)孔中放4臺(tái)水泵,水面基本不下降,經(jīng)過反復(fù)商討,重新架立鉆機(jī),實(shí)驗(yàn)性的施工3號(hào)臺(tái)1樁,在鉆至14.2米時(shí)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象,因護(hù)壁座設(shè)在硬基上,護(hù)壁質(zhì)量較好,未造成坍塌,在拋填粘土、片石后重新鉆進(jìn),出現(xiàn)漏漿后,再填再鉆,如此反復(fù)沖砸5次,終于穿過滲透層,4天后鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高。該樁實(shí)驗(yàn)成功后,又調(diào)入了 3臺(tái)鉆機(jī),經(jīng)過2個(gè)月時(shí)間,24根樁全部施工完畢,此時(shí)全線還剩312根樁基。我們集合鉆孔和挖孔人員,開會(huì)商討,經(jīng)過反復(fù)論證,逐孔分析,認(rèn)為此種方法可行,只要保證混凝土護(hù)壁施工質(zhì)量,加設(shè)足夠鋼筋,鉆孔時(shí),沖擊錘避免碰撞孔壁,以混凝土護(hù)壁代替長護(hù)筒施工,在出現(xiàn)漏漿時(shí),不至于出現(xiàn)樁孔整體坍塌。
土門橋20號(hào)、21號(hào)樁溶洞體積較大,上部為人工挖孔混凝土護(hù)壁,深度為 18~24米,下部采用沖擊鉆鉆孔,在鉆至27米時(shí),出現(xiàn)漏漿,拋填粘土,片石重新沖砸,反復(fù)多次不能封堵,而且在20號(hào)鉆孔時(shí),發(fā)現(xiàn)21號(hào)漿面有反應(yīng),我們決定灌注砂漿封填溶洞,用M10砂漿,通過導(dǎo)管采用水下澆注從8個(gè)樁孔共灌進(jìn)砂漿102立方米,7天后,重新鉆進(jìn),只有20號(hào)左3出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象,拋填粘土、片石后重新鉆進(jìn)成孔。
體會(huì)
1、巖溶地區(qū)樁基在設(shè)計(jì)或施工時(shí),應(yīng)該逐孔進(jìn)行地質(zhì)鉆探,查明地質(zhì)情況,為設(shè)計(jì)和施工提供詳盡資料。
2、在厚層挖孔施工,采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁,加設(shè)鋼筋保證護(hù)壁質(zhì)量,此法基本可行,但是挖孔施工遇到大量涌水時(shí),操作困難。
3、在厚砂層和溶洞發(fā)育地段鉆孔,上部砂層施工應(yīng)緩慢鉆進(jìn),反復(fù)沖砸,確保護(hù)壁質(zhì)量,不可急于求進(jìn),防止下部巖溶層施工出現(xiàn)隱患。
4、溶洞處理用拋填粘土、片石,小沖程沖砸等方法,形成泥石護(hù)壁,堵塞空洞,巖溶層施工應(yīng)做事到“提前預(yù)防,及時(shí)處理,根治徹底”。
5、對于厚砂層覆蓋的巖溶地區(qū)樁基成孔,采用挖孔與鉆孔相結(jié)合施工比較合適,以挖孔的混凝土護(hù)壁代替鉆孔的長護(hù)筒。施工時(shí),護(hù)壁內(nèi)徑比設(shè)計(jì)的樁徑加大3~5厘米,其底部應(yīng)設(shè)在粘土層或風(fēng)化巖層中,鉆孔施工遇到溶洞后出現(xiàn)漏漿,但不會(huì)造成大的坍塌,為處理溶洞提供了足夠的時(shí)間。