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1、湖口大桥岩溶地层大口径桩基施工的技术措施 与 公路 汽运 第 1 期 66 Hi ghw ays & A utomotive A p plications 2004 年 2 月 湖口大桥岩溶地层大口径桩基施工的技术措施 1 2 熊文亮 , 刘铁军 ( 1. 华东交通大学 , 江西 南昌 330000 ; 2. 郴州公路桥梁建设有限责任公司 , 湖南 郴州 423000) 摘 要 : 结合湖口大桥副孔桩基施工实践 ,分析了岩溶地区成桩中常见的施工事故 ,介绍了岩 溶地区大口径桩基施工中采取的技术措施。 关键词 : 桥梁 ; 钻孔灌注桩 ; 岩溶 ; 大口径桩基 ; 裂隙 ( ) 中图分类号:U4
2、45. 55 文献标识码 :B 文章编号 :1671 - 2668 2004 01 - 0066 - 02 ( ) 面陡斜。当钻 冲 孔至陡斜面时 ,钻孔向岩层面下 1 工程概况 斜的一侧倾斜 ,使钻孔不能满足斜率小于 1. 0 %的 鄱阳湖口大桥是江西省交通厅亚行贷款项目九 要求。 江至景德镇一级汽车专用公路上的一座特大桥梁 , 3) 弯孔。在某些岩溶地区 , 由于溶洞呈多层串 也是江西省跨越鄱阳湖的第一座桥梁。大桥全长 珠状 ,溶洞内多数充填 ,部分也有空穴或互相连通 , ( ) 3 793 m ,分为引桥、主桥副孔和主桥主孔三大部分。 钻 冲 孔穿越多个岩层面 , 由于各岩层面倾向不同
3、( ) 而形成弯孔。 主桥副孔 5585 号墩 为 30 孔 50 m 跨度简支 T ) ( ) 形梁 ,下部基础采用单排独立的 2 根 2. 2 m 钢筋砼 4 漏浆。在桥梁桩基施工时 ,若钻 冲 孔遇到 钻孔灌注桩 ,桩长 3070 m 。桥址位于鄱阳湖出长 空洞 ,会产生大量漏浆而无法补充 ,甚至可能引起坍 江 2. 53 km 处。桥位处地层主要由第四系松散 孔埋钻。 ( ) ) ( ) 冲积层 厚 1570 m 、二迭系下统栖霞组和石碳系 5 卡钻。在桩基施工过程中 ,当钻 冲 孔深至 中统黄龙组组成 ,赣江大断裂大角度通过桥位。其 钻穿溶洞顶板时 , 由于溶洞顶板岩层厚薄不均匀,在
4、 主要地质特点 :覆盖层厚度大 ,种类多 ,松散软弱 ;岩 钻孔的面积上 ,一侧先贯穿 , 且先贯穿侧面又是溶 性状态不均 ,岩面起伏大 ,断裂构造展布多条 ,裂隙、 洞 ,则钻头就可能随斜向掉下 ,沉入溶洞内。提钻头 岩溶异常发育。据钻孔揭露 ,桥址水域有大小溶洞 时 ,未穿部分的溶洞顶板将钻头卡住 ,无法提起。 ) ( ) 89 个 ,其中高度大于 2 m 的 34 个 , 占总溶洞数的 6 埋钻。桩基钻 冲 孔时 , 由于桩孔上部坍 38 % ;高度 12 m 的 15 个 , 占 17 % ;高度小于 1 m 孔 ,坍陷物将下部作业的钻头埋住。 ) ( ) 的40 个 , 占45 %
5、。揭露灰岩累计厚度 1 418 m ,累 7 吸钻。在桩基钻 冲 孔过程中 , 由于钻头斜 计溶洞高度 97 m ,平均线岩溶率为 6. 9 % 。 向进入横洞,导致钻头无法提起。 8) 掉钻。在桩基施工产生卡钻和埋钻后 ,钻头 2 溶洞的处理 和提升器件分离 ,掉落在钻孔中。 2 . 1 桥区岩溶特征 9) 砼流失。桩基施工成孔后灌注水泥砼时 ,砼 桥区岩溶总的特点是以中小型溶洞为主 ,大型 从桩孔外流走 ,难以灌满桩孔。 溶洞较多 ,平面成群或成带分布。垂直方向上高程 10) 冲洗水泥浆。由于钻孔中存在水 , 当水泥 40 m 以上为岩溶强发育部位,而高度小于 10 cm 的 砼灌入水中时
6、 ,水对水泥浆产生冲洗作用 ,促使水泥 溶孔、溶隙等几乎孔孔有揭露。桥区溶洞充填类型 砼粗骨料和细骨料产生分离 ,造成水泥砼桩的强度 有全充填、半充填和无充填 ,充填物有软塑粘性土、 降低 ,难以保证成桩质量。 松散砂类土和碎石土。 2 . 3 岩溶地层成桩技术措施 2 . 2 岩溶地层桥桩工程常见的施工事故及原因 1) 技术人员及钻机机组人员充分掌握地质情 1) ( ) 况 ,每个孔位的地质柱状图都单独列出 ,发给有关人 坍孔。钻 冲 孔穿越岩溶地区覆盖层或有 充填物的溶洞时产生坍孔。 员 ,让他们知道溶洞的位置、大小和充填情况。 2) 斜孔。岩溶地区存在很多溶洞和溶槽 ,且岩 2) 穿越溶
7、洞顶板岩层的冲孔方法。在桩基冲 ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 与 公路 汽运 总第 100 期 Hi ghw ays & A utomotive A p plications 67 孔过程中 ,当钻头要穿越溶洞顶板岩层时 ,容易造成 便判断是否歪钻。若歪钻 ,应按 1 1 的比例回填粘 冲孔钻头突然在一侧或固定方位穿洞产生卡钻事 土和片石至弯孔处 0. 5 m 以上,重砸。 故。处理方法 :钻至离溶洞顶部 1 m 左右前 ,准备足 3 裂隙漏浆的处理 ( ) 够的小片石或狗头石
8、 1520 cm 和粘土 ,粘土要 ( ) 做成泥球 1520 cm ,对于半充填和无充填物的 湖口大桥除位于湖口复式向斜核部外 ,还飞跨 溶洞要组织足够的水源 ;钻至离溶洞顶部 1 m 左右 赣江大断裂北端。所以桥位基岩内断层、节理裂隙 时 ,在 11. 5 m 范围内变换冲程 ,采用“重锤轻打” 十分发育。裂隙惯通性好 ,延伸远 ,张开宽度达 1 法逐渐将洞顶击穿 ,防止卡钻。 5 cm ,无充填。裂隙对钻孔桩施工造成的主要困难 3) 在倾斜岩面上开孔的方法。在倾斜的岩面 是漏浆。副孔 60 根桩中由裂隙引起的漏浆孔位达 上实施冲孔 ,容易产生斜孔。处理措施 :在倾斜的岩 ( 32 个。由
9、于护筒埋深浅 入土深度 3 m ,处于淤泥层 面上抛填片石 ,使之能准确定位开孔 ;如岩面陡坡落 ) 中 ,漏浆极易引起孔壁坍塌。但由于采用的施工方 差过大 ,则采取爆破法 ,将斜面高的一端炸去 ,使原 法得当 ,除少数孔外 ,坍孔事故基本上得到了抑制。 倾斜面形成水平面。 特别是 83 号墩 ,其左桩漏浆达 6 次 ,右桩漏浆达 8 4) 穿越溶洞充填物的处理方法。湖口大桥桥 次 ,泥浆面下降速度最快的为 0. 92 m/ min ,均未造 区溶洞充填物主要有软塑粘性土、松散砂类土和碎 成坍孔。对裂隙漏浆的主要处理措施 : 石土 ,在桩基冲孔过程中容易造成漏浆、坍孔和埋 1) 入岩前 ,准备充足的水源和 12 台水泵。 钻。因此 ,在钻孔穿越溶洞充填物时必须采取下述 ) ( 2 准备足够的粘土 ,并将粘土做成泥球 15 ( 措施 :进入溶洞后向孔内投入粘土、片石混合