趙家特大橋人工挖孔樁工藝及樁內(nèi)溶洞處理措施
2017-03-20
1 樁基采用人工挖孔
1.1 場地平整及樁位確定
1）清除橋區(qū)內(nèi)的雜草、樹木，對場地進(jìn)行初步的整平，保證三通一平，使挖孔樁作業(yè)能順利施工；雨季施工，在上坡上側(cè)挖設(shè)截水溝，防止雨水沖刷孔樁，孔口要搭設(shè)雨蓬；
2）使用測量儀器，對控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核檢查，準(zhǔn)確無誤后在橋區(qū)布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，然后依據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)對樁位準(zhǔn)確測量，確定樁基的準(zhǔn)確位置、高程、樁徑等數(shù)據(jù)。
3）挖孔設(shè)備安裝及準(zhǔn)備
每根樁基開挖需3噸電動提升機(jī)一臺、泥漿泵一臺、35KW空壓機(jī)一臺、風(fēng)鉆一把及照明、通風(fēng)及其它設(shè)備若干。
1.2 樁身開挖
1）井口部分
樁基井口開挖是一根樁基的根本，首先要確認(rèn)樁基中心位置，在保留中心土的同時在周邊開挖至1m深處，然后支模澆筑鋼筋砼，砼壁厚20cm～30cm，井口處砼加厚至50cm，防止整根樁開挖過程中第一節(jié)護(hù)壁下沉，鎖扣頂面要平整，樁心為軸在護(hù)壁上設(shè)置4個點(diǎn)，用油漆或水泥釘標(biāo)注，便于以后施工中找樁心，而且井口要高出原地面30cm，防止石塊掉入樁內(nèi)或水流入樁內(nèi)造成危險。
2）樁身開挖
為保證安全，樁身開挖每進(jìn)尺一米便要澆筑鋼筋砼護(hù)壁，如果井內(nèi)地質(zhì)環(huán)境差就縮短進(jìn)尺，改為50cm或30cm澆筑鋼筋砼護(hù)壁。為了減輕開挖時對井壁的震動，應(yīng)以風(fēng)鎬開挖為主，局部可配合風(fēng)槍。石質(zhì)較硬地段，多數(shù)使用風(fēng)槍鉆淺眼爆破，開挖順序?yàn)橄戎虚g部分，后井壁部分。
3）井內(nèi)出碴
井內(nèi)采用人工裝碴，使用提升機(jī)將裝碴斗吊至井口，將碴倒入小推車內(nèi)，通過軌道或便道運(yùn)送至棄碴場。
4）護(hù)壁施工
?。?）護(hù)壁模板制作安裝
樁護(hù)壁主要澆筑在井內(nèi)土層、強(qiáng)風(fēng)化石層及軟弱層等地質(zhì)條件差的段落內(nèi)，堅(jiān)硬石質(zhì)地段可不澆筑砼護(hù)壁，但開挖時要保證孔壁平整。為便于模板的安裝和拆卸，模板采用薄鋼板制成特定弧度，每節(jié)護(hù)壁模板由幾塊組成用，為了便于施工，護(hù)壁模板做成上口小下口大的形狀，即每節(jié)護(hù)壁接頭處做成階梯形，施工中拆除上節(jié)模板的同時安裝下節(jié)模板，模板即可循環(huán)使用。
?。?）護(hù)壁澆筑
護(hù)壁采用隨挖隨護(hù)的形式，正常開挖每進(jìn)尺1m，即要澆筑護(hù)壁，澆筑砼護(hù)壁前，應(yīng)仔細(xì)校核位置，以保證樁徑及垂直度，澆筑混凝土護(hù)壁時，隨時觀察模板位置及變形情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。護(hù)壁混凝土的強(qiáng)度等級與樁基砼強(qiáng)度保持一致，為使混凝土振搗密實(shí)，配制坍落度稍大的細(xì)石混凝土。混凝土采用機(jī)械拌制，用吊桶運(yùn)至井內(nèi)人工澆筑，同時采用微型振搗器將砼振搗密實(shí)。
5）井內(nèi)通風(fēng)
樁身挖至一定深度后，為保證施工人員的安全井下要按時更換空氣，即用5KW以上通風(fēng)機(jī)及軟管采用壓入式的方法將新鮮空氣壓入開挖井底，通風(fēng)時間要持續(xù)30min或更長，確保井內(nèi)空氣全部更新。
6）井內(nèi)排水
采用人工挖孔的樁基，井內(nèi)相對來說水流量不是很大，水源來自土層或巖層的滲水，如果井內(nèi)水量不大就采用人工將水裝入水桶內(nèi)排出井外，若水流量打則采用揚(yáng)程大于50m的潛水泵抽水排出井外，若遇到地下河或承壓水則改變成孔方法或采用其他護(hù)壁方法配合排水。
2 檢測溶洞的方法及處理措施
2.1 樁基的地質(zhì)檢測
趙家特大橋在樁基施工前對每根樁基都進(jìn)行地質(zhì)檢測，根據(jù)不同的地質(zhì)情況我們選擇不同的施工工藝，詳細(xì)的地質(zhì)報(bào)告確保了我們施工的順利還為樁基的質(zhì)量提供了保障。樁基地質(zhì)檢測分為兩步進(jìn)行，第一步為粗獷式的檢測，即采用聲波儀對橋區(qū)樁基位置進(jìn)行檢測。第二步是細(xì)致的檢測，即對每根樁基進(jìn)行鉆探檢測，而且對粗獷式檢測地質(zhì)條件差的地段加密鉆探檢測，對檢測的結(jié)果形成詳細(xì)的地質(zhì)檢測報(bào)告。
2.2 人工挖孔樁處理措施
1）若為空溶洞，首先檢查洞內(nèi)瓦斯等有害氣體含量，用通風(fēng)機(jī)、排氣管等設(shè)備排除有害氣體，然后將積水抽干，如果溶洞體積不大則采取用片石或磚砌筑填充溶洞，然后立模澆注鋼筋混凝土護(hù)壁，若空洞過大漿砌速度緩慢則采取支模澆筑砼措施進(jìn)行填充。
2）溶洞內(nèi)有填充物，可根據(jù)填充物的種類分別采取不同的措施。
?。?）填充物是中粗砂、粉細(xì)砂時，挖進(jìn)時應(yīng)淺進(jìn)尺，強(qiáng)支護(hù)，沿上層護(hù)壁外圍每20cm與樁身成30度角方向打入φ20的鋼釬作為支護(hù)，對于井內(nèi)的滲水要及時排除，每節(jié)最大高度0.5m，而且護(hù)壁處要加小鋼筋籠作為加固（小鋼筋籠為主筋φ16間距20cm長50cm，箍筋為φ10間距10cm）。
?。?）填充物為軟塑狀粘土、含碎石粉質(zhì)粘土?xí)r，采用短柄鐵鍬進(jìn)行開挖清除，待填充物清除完畢后對溶洞內(nèi)空洞部分采用漿砌片石或支模澆筑砼措施進(jìn)行填充，在護(hù)壁處增加主筋φ16間距20cm長50cm，箍筋為φ10間距10cm的小鋼筋籠作為加固措施。
3）潛水層承壓水的處理
挖孔時如果遇到涌水量較大的潛水層承壓水時，采用壓漿法將潛水層進(jìn)行封閉處理。具體處理如下所示：
?。?）首先用水泵將井內(nèi)水排盡，然后把潛水面沿孔壁周邊完全開挖出來，再在孔壁設(shè)計(jì)半徑處開挖環(huán)形槽；
?。?）在孔底澆筑C20砼至高于成型砼護(hù)壁10cm（砼高度控制在50cm內(nèi)為佳），現(xiàn)澆砼內(nèi)按不同位置預(yù)埋直徑5cm花管，管長要超過承壓層，預(yù)埋根數(shù)視情況而定（有3根的、有5根的），砼面上預(yù)留10cm，壓漿時與軟管相接；
（3）砼澆筑完成后待強(qiáng)度達(dá)到50%即可進(jìn)行壓漿處理，壓漿采用高壓灌注水泥砂漿或純水泥漿，若承壓層內(nèi)孔隙率高即可灌注水泥砂漿，若孔隙率低則灌注純水泥漿，其稠度控制在2s～10s左右，壓力控制在0.3MPa～0.4MPa，壓漿過程要分幾次灌注，直至灌注承壓層飽和為止。
3 結(jié)論
高速公路橋梁樁基施工中，由于喀斯特地形或其它地質(zhì)條件原因遇到溶洞的的情況很多，處理的辦法也很多，對于人工挖孔遇到的小溶洞我們的處理很有效，施工工藝簡單，造價低廉，節(jié)省處理時間，同時我們施工前的檢測工程也給我們施工提供了充足的地質(zhì)條件資料，為我們的挖孔施工奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范.JTG/TF50-2011，人民交通出版社，2011.
