桥梁施工桩基嵌岩桩技术探讨
时间：2023-01-18 19:25:24 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
文 / 江西省现代路桥工程集团有限公司 吴沂芝
依托某桥梁工程项目实例为研究背景，对桩基嵌岩桩技术在该工中的操作过程进行解析，首先对该工程项目基本资料及工程施工难点进行论述，而后在提出相关处理措施的同时，对桩基嵌岩桩技术的操作要点进行解析，以为同类工程参考。
桥梁工程项目建设环节，一些施工地区比较特殊的地质结构很容易给工程的建设进度与质量造成影响。比如遇到嵌岩结构地质，桥梁基础工程就难以开展，并且在受到施工技术以及施工环境双重作用影响下，工程的进度非常缓慢，给企业的经济造成影响很大。因此在这种背景下，想要提高桥梁工程的施工质量，就需要采取桩基嵌岩桩技术进行操作，因为桩基嵌岩桩技术的应用可改善施工条件，给工程开展创造良好的作业环境。
某地区的一座桥梁设计为3跨、单跨13m的普通钢筋混凝土简支控制板桩柱式桥墩形式，基础结构部分采用的是钻孔灌注桩施工方式，其上部桥梁结构设计为中型桥梁的形式。但是基础结构在施工中，复杂性较高。
桥梁基础结构直接深入到岩溶发育的灰岩地质内，基岩浅部具备一定的可溶解性，并且分布着比较多的溶洞，覆盖层的厚度为1.5-8.9m厚、粒径大小不等的卵石层结构。这些地质条件就决定现场施工难度较高，如果没有采取质量控制措施，容易导致工程的质量难以满足要求。
在岩石内岩溶发育比较剧烈的9个钻孔内，总计需要钻进80.55m的深度，其中溶洞的累计深度达到50.95m，占比为63%。河床卵石层内部分布着比较多种规格的材料，还有部分砂石材料，填充地下水空间，相互贯通之后分布着比较多的石林。
因此，该桥梁确定选择应用嵌岩基础形式，需要穿越溶洞的结构，直接将基础接触到完整的基岩上，才能保证基础结构的性能和质量，否则将会威胁桥梁安全性。
在该桥梁的施工中，综合分析河床内存在较多的大粒径卵石以及漂石，这对于冲击钻成孔，成孔环节，通过重力和冲击力的方式将孤石、岩石进行分化处理，然后将桩体挤入到其中，达到护壁的效果，同时还能够增大土层和桩间的侧摩阻力。
因为该桥梁项目的桩基数量相对较少，为了能够降低项目的成本，提高经济效益，只使用一台钻机即可进行开孔作业。因为施工现场地质条件较为特殊，施工经验不足的情况下，在2号墩的2号桩钻进8m深度时出现了塌孔的情况，护筒埋钻，还会出现倾斜度较高的情况，极大的影响现场施工顺利进行。
进行现场的总结与分析，了解到形成上述问题的主要原因如下：该桥梁所处位置的河滩积地河床覆盖层包含比较多的卵石或者孤石，下部是喀斯特地貌的溶洞，还有很多的地下水。
在钻入到溶洞的位置上，内部会有严重的漏浆问题，容易发生塌孔事故，如果没有及时有效的处理，会造成大面积的坍塌，影响工程安全性。
砂砾层的钻孔处理
开始钻进施工前，准备几节直径为130cm的钢护筒，在钻孔同时逐步下入到砂砾层结构内，起到支护的效果，防止因为漏浆而产生坍塌的问题。
1.埋设钢护筒。钻孔开始前，需要增加钻头的直径到1.1m，再使用冲击钻小冲程缓冲，保证泥浆浓度、钻机进尺都符合要求。
2.钻进施工逐步进行，提起钻头，在覆盖层厚度较高的位置上，使用2节铜护筒连接，并且使用钢筋固定。
3.钢护筒接好之后，护筒顶部需要覆盖一层厚度超过10mm的钢板，以达到提升的效果，让钢护筒缓慢下压，并且轻敲让其到达中心的位置上，精度合格，不会发生偏孔的问题。
根据设计图纸确定具体的施工尺寸和精度，满足工程的要求。在具体施工环节要考虑到工程稳定性的需求，对于设计的参数要进行优化，按照设计蓝图的标准做好施工处理方案的控制，如此才能够提高工程项目的整体效果。
溶洞的技术处理
由于该桥梁项目的溶洞地质在施工前就进行全面勘查与分析，制定出有效地应对措施，技术人员与施工人员有充分的了解，并且设计方案科学合理，符合现场施工要求，施工人员对于设计理念和设计方案有充分的了解。
具体按照下述方式进行溶洞处理：
1.各个孔周围准备充足小粒径片石，粒径在15cm以内，还要准备优质的黏土，制作成为泥球的形状，直径为15-20cm为宜。再准备符合要求的施工机械，为1台ZL40型装载机，随时准备待命，在遇到溶洞之后立即铲起碎石和黏土填充施工。
2.钻到距离溶洞位置较近时，应用小冲程设备直接冲击穿越结构，防止发生卡钻的问题。钻到溶洞的位置上，只要是出现了泥浆下降的情况，需要及时补充水分，并且根据需要制作合适的填土材料填充处理，通过设备制作成为泥浆护壁材料，达到结构保护的效果。
重视工程质量的管理，如果发现存在任何的质量问题，必须停止施工分析原因，采取必要的应对措施。在钻孔钻入到溶洞位置之后，立即开始灌注混凝土施工，下入导管距离洞底0.3-0.5m的位置上灌注较低标号的水泥混凝土材料，实现空洞完全填充处理。灌注施工后，达到溶洞顶部1m以上的位置，且没有水泥混凝土表面不再下降则停止施工。在混凝土强度达到设计要求的30%-50%后，即可停止钻进施工。
在桥梁桩基箱原装技术应用环节，需要根据基础的处理标准，对施工技术的要点进行控制，同时在溶洞处理的环节过程还要做好溶洞方案的确定，对于涉及到的施工参数要进行科学分析做好细节的管理，这样才能够将整体施工效果提高，如此才能够满足工程实际的实际需要。
水下混凝土灌注中混凝土流失的技术处理
该桥梁项目的施工前期，几根桩基水下混凝土灌注量超出设计标准要求的4.14倍，这是因为水下灌注混凝土施工时，因为侧压力超出了泥浆与砂砾护壁的侧压力，在施工中出现挤破护壁而导致流失的问题，特别是溶洞的位置上混凝土流失较为严重。
对于这一问题，选择下述处理措施：
1.增加混凝土生产与运输能力，选择使用大容量的搅拌机械，同时备用一台搅拌机，如果出现故障问题，可以立即投入使用。加大混凝土材料的存储量，根据正常条件下在漏斗内存储2m3左右，以保证漏浆时能够及时的补充。
2.混凝土灌注环节，需要增加导管的埋设深度，通常来说埋设深度在3m以上。灌注施工阶段，需要随时进行混凝土面高度的检测，同时还要观察灌注表面下降的情况，避免出现突然下降而出现断桩的问题。桩顶混凝土表面的灌注超出设计高程1.5-2.0m左右，防止灌注结束后发生表面下降而出现短桩的问题。
3.最后2根灌注桩的结构，除了要按照上述要求进行施工外，还应该采取下述处理措施：一是钢筋笼下入之前，对于高度在1m以下的小型溶洞来说，在钢筋笼的表面包裹2-3层彩条布。二是因为该桥梁的溶洞内有比较多的砂石填充物，钻孔开始前应该使用钻机进行周边2-4孔钻入到超过1m深度的大型溶洞位置停止，然后应用高压泵直接灌入水泥净浆材料，保证水泥浆和溶洞内全部填充砂砾石的材料，经过凝结固化几日之后，强度性能合格之后再进行钻孔手工，然后灌注水下混凝土，经过计算分析，该方式使用混凝土量为原设计方案的1.5倍左右。这一施工方式应用，大幅提升了施工效率和质量，断桩发生率也在降低，综合利用效果良好。
保证嵌岩深度的措施
本次桥梁工程项目中，设计方案中规定桩端必须直接进入到嵌岩深度超过1.5倍桩径的位置，而地质条件和检查施工的要求中，经常发现因为岩溶强烈发生地区内溶沟、溶槽、裂隙等纵横交错的现象，所以需要做好这一方面的控制，以消除质量的不利影响因素。
综合桥梁的特殊性、复杂性以及工程施工特点，对当前的地质条件展开分析和研究，了解全岩面深度参数，确保符合工程的要求。从实际情况分析，对于全岩面判断的影响原因较多，当前的桩基技术施工规范、规程方面并未有明确的规定，所以只能从现场的施工经验分析判断，总结出如下参数：
1.对于现场的施工进尺速度进行监测，只有达到0.1-0.2m/h才能确定进入到基岩面，且进尺深度达到50cm以上时，再进行全岩面的检验。
2.检查井口钢丝绳摆动情况，如果摆动比较大，表示出现岩面倾斜的问题。如果钻头触碰到岩面时，钢丝绳出现轻微的反弹，表示达到要求。
3.应用细的筛孔捞取岩渣，岩屑的含量在50%-80%之间，并且含泥、含砂量在5%以下时，就说明已经进入到岩体结构下，达到工程的技术标准要求。
本文以实际桥梁工程为案例进行分析，了解桥梁施工桩基嵌岩桩施工技术的特性和工艺技术要求，了解各个施工环节以及质量管控的措施。
在施工结束后，经过专业机构和技术人员的检测，发现该桩基结构的性能合格，符合设计方案和技术标准，完全达到国家标准的要求，经济效益、社会效益极为明显，可以推广应用。
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