【摘 要】本文章結(jié)合實(shí)例介紹了“淺埋式樁板結(jié)構(gòu)巖溶樁基”在貴廣鐵路桂林西車站施工技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】淺埋式樁板結(jié)構(gòu);巖溶樁基;施工技術(shù)
1 工程概況
新建貴陽至廣州鐵路GGTJ-6標(biāo)桂林西車站起訖里DK412+500~DK414+700,站房中心里程DK413+550,桂林西車站位于桂林市靈川縣定江鎮(zhèn)莊上村,該段內(nèi)特殊巖土為軟粉質(zhì)黏土,不良地質(zhì)為巖溶,鉆探揭示巖溶發(fā)育,溶洞內(nèi)多填充軟塑-流塑狀粉質(zhì)黏土,段內(nèi)巖溶中等-強(qiáng)烈發(fā)育,巖溶塌陷對(duì)工程影響大。
其中“DK414+034.08~DK414+180.10、DK414+219.9~DK414+ 293.52”采用淺埋式路基樁板結(jié)構(gòu)。樁板結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土承臺(tái)板、鋼筋混凝土托梁、鋼筋混凝土樁基組成。承臺(tái)板共設(shè)置9聯(lián),三跨一聯(lián),板長23.98~24.79m,寬24m,高1m;承臺(tái)板下設(shè)置托梁11片,托梁長24m,寬1.6m,高1.3m;托梁及承臺(tái)板下共設(shè)置140根直徑為1.25m的鉆孔灌注樁。樁板結(jié)構(gòu)施工重點(diǎn)為巖溶樁基施工。
2 主要技術(shù)措施
。1)灌砂注漿:對(duì)樁板結(jié)構(gòu)樁基樁位處較大的空溶洞采用灌砂注漿處理,填充密實(shí)空溶洞。
(2)路基填筑:地表處理后進(jìn)行路基填筑,采用采用級(jí)配良好的普通填料填筑,填筑壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),基床以下路堤: 壓實(shí)系數(shù)K≥0.92,地基系數(shù)K30 ≥130MPa/m,基床底層壓實(shí)系數(shù)K≥0.95,地基系數(shù)K30≥150, Evd≥40MPa/m。
。3)鉆孔灌注樁:采用沖擊鉆和旋挖鉆成孔灌注,樁基施工中需注意樁位偏差、樁基嵌巖長度、孔口防護(hù)、鉆孔時(shí)鉆頭速度、鉆渣泥漿及時(shí)清運(yùn)、樁身混凝土連續(xù)灌注。
(4)質(zhì)量檢測(cè):鉆孔灌注樁施工完成28天后,對(duì)全部樁基進(jìn)行成樁質(zhì)量檢測(cè),長度小于40m的樁采用底應(yīng)變進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),長度大于40m的樁,采用聲波透射法進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),不容許出現(xiàn)不合格樁。
3 關(guān)鍵施工技術(shù)
3.1 路基填筑區(qū)段巖溶樁基施工中遇到的問題處理方案
淺埋式路基樁板結(jié)構(gòu)鉆孔灌注樁需在路基填筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高后施工,由于路基填料為級(jí)配料,一般稱A、B料,由碎石和土按一定比例拌合而成。路基地段鉆孔樁施工重點(diǎn)為需鋼護(hù)筒跟進(jìn),防止鉆進(jìn)過程中路基填料遇水分離,造成孔徑偏大、孔壁坍塌。做好施工組織,泥漿、鉆渣及時(shí)清運(yùn),保證填筑面整齊、道路暢通。
樁基鉆進(jìn)進(jìn)入巖層施工需注意以下問題:
3.1.1 多層溶洞處理
該段樁板結(jié)構(gòu)樁基大多數(shù)為多層溶洞,如22#樁基長度61m,多層溶洞達(dá)12層,溶洞高度在0.7~5m,74#樁基6層溶洞,溶洞最大高度11.2m。對(duì)于多層溶洞樁基,需仔細(xì)核對(duì)地勘資料,定位溶洞位置,控制沖擊錘沖擊高度,及時(shí)片石回填溶洞,該區(qū)段在路基填筑前已做灌砂注漿處理,溶洞坍塌情況較小。
3.1.2 串通溶洞處理
由于巖溶地區(qū)的復(fù)雜地質(zhì)和前期灌砂注漿處理遺漏,相鄰樁基存在溶洞串筒情況。此種情況首先需合理安排鉆機(jī),隔樁隔排鉆進(jìn)。在施工該DK414+034.08~DK414+180.10段最后兩根52#、46#時(shí)發(fā)現(xiàn)為串通溶洞,52#灌注水下混凝土過程中,46#泥漿由孔口大量流出,因此停止46#作業(yè),升錘,回填片石。
3.1.3 偏孔處理
鉆孔灌注樁要求軸線不超過5cm,垂直度偏差不大于0.5%。鉆孔灌注法一般采用十字線控制孔位中心,偏孔糾正一般采用片石回填。對(duì)于“S”型孔或螺旋孔,沖進(jìn)過程中不易發(fā)現(xiàn)。成孔后用探籠檢測(cè)。在施工34#樁過程中,樁長41m,孔深41.94m。鋼筋籠順利入孔,安裝導(dǎo)管在孔深38m時(shí),導(dǎo)管無法下放。提籠后發(fā)現(xiàn),鋼筋籠底部4m變形,重新回填該孔鉆進(jìn)。要求在鉆進(jìn)過程中作業(yè)人員隨時(shí)觀察孔位中心,及時(shí)糾偏。
3.1.4 斜巖
巖溶地區(qū)地質(zhì)走向崎嶇極不平行,巖層多為斜坡巖或半邊巖,樁基施工中至斜巖地段極易發(fā)生錘頭偏移或傾倒,造成偏孔、卡錘。處理方法:
3.1.4.1 回填片石、混凝土
斜巖地段一般采取回填片石的方法,比較經(jīng)濟(jì)。但對(duì)于坡度過大斜坡時(shí),回填的片石在錘頭的重力下會(huì)沿著斜坡的走向滑入泥層,該方法的效果不理想?刹扇」嘧⑺禄炷恋姆椒ㄌ幚硇睅r,即用水下混凝土回填斜巖地段再鉆進(jìn)。該法缺點(diǎn)是樁基的進(jìn)尺慢、工序復(fù)雜、不經(jīng)濟(jì)。
3.1.4.2 水下鉆孔爆破
水下爆破就是采用鉆孔機(jī)在樁基斜坡位置鉆一孔,孔的位置要選在靠近斜坡巖的最高位置,孔深一般取2~3米,鉆孔前應(yīng)先下一根外徑11厘米的套管,套管壁厚為6毫米,套管長度為護(hù)筒頂至樁底的高度,套管底應(yīng)按裝一個(gè)底座緊貼巖層以防止樁內(nèi)的泥漿或雜質(zhì)流入孔內(nèi)。當(dāng)套管按裝完畢后在放置鉆孔機(jī)械,直徑9厘米的鉆桿從套筒慢慢放至巖層在鉆進(jìn)。鉆孔完畢后應(yīng)立即拔出鉆桿,在從套管向下裝炸藥,8~12管炸藥兩兩一綁在相連做成炸藥包,炸藥包下端放一根0.2m長Ф20鋼筋以配重。上端用木桿把炸藥包一直推入孔底,爆破采用起爆器引爆。這種方法由于套管在爆破前不能拔出,所以套管底節(jié)最好選擇0.5~1m長以控制爆破對(duì)套管的最小損失。
3.1.5 卡錘、掉錘
在施工過程中,由于巖溶地區(qū)特有的地貌,樁基鉆孔勘探資料與設(shè)計(jì)有出入,在沖孔過程中,沖擊錘沖孔過程中,極容易擊破溶洞頂,造成在溶洞中卡錘,掉錘。這時(shí)可以采用以下方法:
3.1.5.1 改變鋼絲繩提錘的方向
先掌握清楚錘柄倒向哪個(gè)位置,利用一短鋼絲繩配合挖機(jī)或是樁機(jī)的機(jī)架改變提錘的方向,將錘提出。23#樁兩次卡錘都是用此法將錘救出來。重點(diǎn)是摸清楚錘柄倒的方向。
3.1.5.2 水下爆破
若上述摸清錘柄倒的方向后,仍無法將錘提出后,采用水下爆破,重點(diǎn)依然是測(cè)準(zhǔn)錘柄倒的方向,該方法效果明顯,該段多個(gè)樁基卡錘采用水下爆破,重點(diǎn)是控制爆破藥量和爆破位置的精準(zhǔn)。
3.1.5.3 專業(yè)人員救錘
卡錘掉錘后如用傳統(tǒng)方法無法救錘,可采用潛水員下潛就錘,該方法關(guān)鍵是需要專業(yè)潛水機(jī)構(gòu)指派的持證潛水員和持證潛水監(jiān)督,確保人員安全。28#、32#鉆機(jī)掉錘均由潛水員救錘。
3.2 淺埋式樁板結(jié)構(gòu)巖溶樁基采用沖擊鉆、鉆挖鉆優(yōu)缺點(diǎn)分析
根據(jù)巖溶地區(qū)樁基施工特點(diǎn)及工期要求,我段內(nèi)在DK414+034. 08~DK414+180.10段先期采用旋挖鉆施工83#~100#樁基,樁長23~34m。1#~82#樁采取沖擊鉆,樁長21~61m,絕大部分樁基長度在40m以上,DK414+219.9~DK414+293.52段101#~140#樁基采用旋挖鉆,樁長15.6m~29m。
根據(jù)施工該段淺埋式樁板結(jié)構(gòu)巖溶樁基采用沖擊鉆、鉆挖鉆優(yōu)缺點(diǎn)分析如下:
3.2.1 旋挖鉆
旋挖鉆優(yōu)點(diǎn):旋挖鉆自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、鉆進(jìn)效率高、 成樁質(zhì)量好、環(huán)境污染小。在施工101#~140#樁基中,不包括設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、鉆機(jī)維修,實(shí)際施工只用26天完成40根928.5mΦ1.25m鉆孔灌注樁。
旋挖鉆缺點(diǎn):對(duì)多層溶洞、堅(jiān)硬巖層時(shí),需做好孔口防護(hù),確保樁體垂直度,鉆孔深度不足。施工83#~100#樁基時(shí),由于該部分樁基有多達(dá)6層溶洞,下伏基巖為白云質(zhì)灰?guī)r夾白云巖(D3R),在鉆孔過程中未達(dá)到預(yù)期進(jìn)度。需鋼護(hù)筒跟進(jìn)至溶洞底防護(hù)確保路基填方塌孔。
3.2.1 沖擊鉆
沖擊鉆能適應(yīng)各種復(fù)雜地質(zhì)條件,缺點(diǎn)進(jìn)尺較慢,泥漿池占用場(chǎng)地,易造成場(chǎng)地污染。難以滿足工期進(jìn)度要求工程。
4 結(jié)語
綜上所述,“淺埋式樁板結(jié)構(gòu)巖溶樁基施工技術(shù)”是貴廣鐵路桂林西車站淺埋式樁板結(jié)構(gòu)樁基施工過程中的應(yīng)用總結(jié),供同行參考與借鑒。
參考文獻(xiàn):
[1]蘇謙,高速鐵路路基非埋式樁板結(jié)構(gòu)理論與實(shí)踐,ISBN:978-7 -113-13171-5,中國鐵道出版社.
[2]速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)TB10751-2010/1147-2011.