浅谈溶洞地区钻孔灌注桩的施工方法及质量控制

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:田委强
[导读] 摘要:岩溶发育地区由于长期受到溶蚀作用,形成了较多的溶洞,地质复杂不确定因素较多,对桩基施工作业带来了很大困难,特别是操作不当极易造成卡钻、漏浆、塌孔等质量问题。
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        摘要:岩溶发育地区由于长期受到溶蚀作用,形成了较多的溶洞,地质复杂不确定因素较多,对桩基施工作业带来了很大困难,特别是操作不当极易造成卡钻、漏浆、塌孔等质量问题。文章通过介绍了岩溶发育地区钻孔灌注桩施工质量控制要点,以及结合溶洞地区特点,提出了沥青、碎石等其他材料混合而成的灌注材料制备要点,为后续相关工程提供借鉴。
        关键词:溶洞地区;钻孔灌注桩;沥青碎石混合料;质量控制
        1溶洞地区钻孔灌注桩施工前的准备工作
        施工人员在处理溶洞之前,认真做好各项工作准备,如施工设备准备、施工技术准备等各项任务,强化施工准备管理。施工之前,作业人员积极了解工程概况,从实际情况出发,及时进行有效的地形勘察,便于根据地质勘察资料,及时确定灌注桩溶洞的主要类型、大小、具体位置等,加大对施工准备阶段的管理。利用考察方式了解地下溶洞的桩位,并准备好钢网架,利用槽钢制作钢网架,便于在冲击成孔作用下,科学预测地下溶洞产生的危害。准备沥青、砂石、水泥等材料,及时对现场材料的安全性能进行检测,根据工程施工要求准备好其他施工材料。认真配置好泥浆,根据工程施工技术要求,采用人工方式控制好入孔砂浆的黏度,及时做好技术交底,管理人员组织施工人员进行技术交底,便于推动后续工作的顺利进行。
        2沥青、碎石混合灌注材料制备
        为提高注浆质量,首先要明确溶洞的危害。溶洞为岩溶洞穴,在机械破坏和化学作用下形成了地下溶蚀现象,这种现象会引发严重的水害、洞害、洞顶地表塌陷等事故。在这种特殊地区的灌注材料制备中,宜采用沥青、碎石等材料混合而成的材料进行灌注作业。沥青、碎石等混合灌注材料的制备应注意以下几点:
        2.1沥青混合料设计
        沥青、碎石与其它基础材料的设计是沥青碎石与其它基础材料设计的重要组成内容,其设计效果直接决定了沥青碎石及其它基础材料的设计效果。需要格外强调的是,在设计环节,需严格遵照标准规范进行参数分析,加强设计的合理性。且在设计环节中,需充分考虑溶洞地区地质特点与温度、湿度等因素。
        2.2选择适宜的沥青、碎石及其它基础材料
        在选择沥青、碎石及其它基础材料时,应充分考虑溶洞地区自然环境特征与结构类型等关键因素,进而在合理控制投资成本的基础上,保证材料质量。针对沥青、碎石及其他基础材料的选择,要在高温高压条件下实行材料质量检测,并结合施工场地的实际情况选择材料类型。
        2.3沥青混合料搅拌
        沥青、碎石及其它基础材料的搅拌质量在很大程度上决定了沥青、碎石及其它基础材料的施工质量。为此,在建立材料搅拌站之前,要严格遵照标准规范审核原材料,确保材料质量满足搅拌作业基本要求。通常来说,施工人员多采用间歇式搅拌方式。相较连续式搅拌方式,间歇式搅拌方式操作工序简便,且沥青、碎石及其它基础材料的融合度更高。
        2.4沥青混合料运输
        施工人员要选择专业的运输车辆将搅拌好的沥青、碎石与其它基础材料进行运输。在运输过程中,严格控制车辆行驶速度。并根据外部环境条件采取切实可行的防护条件,避免混合料出现冷却、凝结或封层等问题。另外,在沥青、碎石与其它基础材料的运输车辆投入使用前,需实施清洁处理,以免混合料中掺入过量杂质。
        2.5沥青混合料的配置比例与搅拌
        配比与搅拌沥青混合料是沥青、碎石混合涂料施工环节的重要工序。在工程配比与搅拌施工作业中,施工人员要结合实际情况调整参数,同时严格控制施工温度。若施工温度过高,则极易导致混合料过度老化,影响整体施工质量;若施工温度过低,则会在很大程度上破坏混合料粘结性,增加施工质量隐患。

此外,在沥青、碎石混合料配比时,应结合工程施工要求,选择对应的材料类型,并结合以往积累的施工经验与标准规范,调整各类材料使用量。
        在控制沥青、碎石混合料配比环节,工程施工管理人员需根据阶段性施工要求,通过马歇尔试验确定沥青、碎石混合料的类型与配制比例,并对各项设计参数的有效性与稳定性予以检测。在工程施工过程中,施工人员还要严格控制沥青、碎石混合料的搅拌加热时长与温度,并根据施工现场及周边场区的空气温湿度实行调整,以免搅拌施工参数不合理导致混合料出现离析、分层、花白等问题。需要格外注意的是,一旦任何环节出现误差,施工人员都要立即采取误差补偿的方式实施校准与调整。
        3溶洞地区钻孔灌注桩施工的质量保证措施
        3.1成孔保证措施
        旋挖桩成孔灌注桩施工中桩位偏差过大、桩孔倾斜超标、孔底沉渣超厚、埋管、钢筋保护层不足、桩体混凝土离析、断桩及露筋等问题比较多,施工各个环节都要进行严格控制。对于桩位偏差、测量放线误差、护筒埋设偏差、钻机对位偏差及钢筋笼下放定位对中时的偏差都要进行严格控制。开孔时要低锤密击,对于淤泥、细砂等软弱土层的表土,造壁可以加粘土块夹小片石进行反复冲击,保持孔内泥浆面的稳定。
        3.2冲孔灌注桩施工保证措施
        安装钻机时转盘、底座要保持水平,使得滑轮轴、护筒中心、桩位三者在一条垂直线上。一旦发生偏斜就要移开钻机,对钻孔壁情况进行检查,并对施工范围内的地基进行加固或加大钻机的支撑面积,重新安装钻机恢复施工。对于不均匀地层、斜状岩层或孤石,因地质构造引起的就要分析其岩层的走向,运用适当的回填材料将钻孔回填到确定的高程处,恢复施工后运用重大的钻机,保证施工时低速钻进。对于偏斜较小的情况,要确定其偏斜位置,扫孔需要在偏斜位处吊处吊住钻头上下反复,削去硬土。一旦偏斜严重,在偏斜处0.5m以上就要用回填粘土、片石等组合材料,在沉积密实后继续钻进,在该位置以上1m左右用砂砾石和片石等回填,待沉积密实后重新冲钻。
        3.3钢护筒跟进施工质量控制
        结合岩溶发育地区的地质特点,一般选择钢质护筒,其具备较强的承载力和抗变形能力。当钻头穿过溶洞时,钢护筒是不可或缺的,钢护筒提前跟进,撑住溶洞,能有效的避免卡钻的发生,并能良好的控制钻孔的竖直度,保证钻孔不偏位。护筒的直径要根据钻头直径来确定,一般超过钻头直径0.1~0.15m即可满足施工要求。护筒长度根据实际施工需要,分节段制作拼装。
        3.4钻孔施工质量控制
        在桥梁施工中尤其需要重视钻孔竖直度的控制,以护筒为圆心,周围要进行平整工作,严格控制钻头与桩位中心是否对准、钻头倾斜度等。确定各项参数均满足施工要求后,再进行冲击钻孔。钻孔时保证钻进速度的平稳,同时钻孔过程中还要观察压力指数,如果压力指数过大,说明可能是遇到了坚硬岩层,此时需要降低钻头冲程,减缓钻进速度,防止钻头受损或出现卡钻问题。另外,要加强现场特殊地质情况的处治,在溶洞上端进行破壁时,需注意钻头工作隋况,采用小冲程进行冲孔,在穿越溶洞时,要严格控制钻头位置,严格控制吊绳的水平摆动幅度,确保钻孔施工质量。
        4结束语
        钻孔灌注桩作为桥梁工程桩基施工中常用的技术措施,在地质复杂、构造特殊的岩溶发育地区的施工中,会遇到各式各样发育状况不一的溶洞,会经常性发生卡钻、偏位、塌孔等事故,施工质量不易控制,因此,在溶洞发育地区进行桩基工程施工前,需充分了解地质信息,制定合理的施工组织,施工中多观测、多记录,分析问题原因,根据溶洞发育情况采取科学的处理措施,通过不断总结和改进施工方案,确保施工质量稳定可靠。
        参考文献:
        [1]许宏亮.基础钻孔灌注桩施工技术在桥梁工程中的应用[J].交通世界,2018(36):104~105.
        [2]姜志.桥梁水下钻孔灌注桩施工技术应用研究[J].交通世界,2018(34):120~121.
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