基于岩溶复杂地质的高速公路桥梁桩基施工技术研究

基于岩溶复杂地质的高速公路桥梁桩基施工技术研究

湖北省高速公路实业开发有限公司湖北武汉430050

摘要:岩溶地质环境便是十分常见,却又十分复杂的一种地质环境,在整体规律性上很低,在高速公路的桩基施工,极易出现施工失误出现质量不合格的问题。因此,进一步了解岩溶区岩溶的发育和分布情况,并以此为基础,正确选择出桩基的持力层,就成为了当前岩溶地区公路工程桥梁桩基环节重要的施工内容。

关键词:岩溶复杂地质;高速公路桥梁;桩基施工技术

1.岩溶区发育的危害性

所谓的岩溶,指的是水对于可溶解性的岩石,进行了以化学溶蚀作用作为主要特征的综合性地质作用,以及由此类作用产生的所有地质现象的统称。而岩石本身的透水性、可溶解性,水的流动性和溶蚀性,就是岩溶区产生与发育的四大基本条件。在我国境内,岩溶地区经常会发现土体坍塌事故,对人民群众的生命健康带来极大的危害,导致社会经济出现较大的损失。以我国的某线为例,在修筑隧道时,往往会穿越一些石灰岩地层,而在穿越这些地层时,就有可能会遇到岩溶地区,挖出岩溶洞,导致岩溶地区的泥沙和倒灌水流大量向外涌出,对整个工程的施工进度与施工质量的提升、施工工艺的进一步完善等,带来了极大的困难。此外,在某省的某些地区,在修剪建筑工程时,还会因为岩溶问题的存在,导致该省区内的大部分地面出现了地面坍塌或者是土地塌陷问题,造成建筑物开裂,为国家和政府部门带来了巨大的经济损失,极大的危害了人民群众的生命安全。

2.基于岩溶复杂地质的高速公路桥梁桩基施工技术

2.1工程概况

该高速公路桥梁全长412m,属于大跨度桥梁,桥跨组合为6x35m+6x35m,桥面宽度约为264m,桥梁上部结构为预应力混凝土连续箱梁,下部结构为桩基础,双柱墩的形式。在对施工现场进行地质勘察后,经分析和探讨,决定采用钻孔灌注桩基础

2.2工程地质概况

基于岩溶地质环境的特点以及高速公路桩基施工的要求,此处主要从地层分布、地下水特点以及岩溶发育情况三个方面对背景工程的地质环境进行介绍。首先为地层分布,在表面的覆盖层从上至下依次为耕种泥土、亚黏土、碎石粘土、粘土,在厚度上不同地域厚度不均,最薄处8m,最厚处16m。其中地基岩石部分主要为石灰岩,其从上至下,以此为完全风化石灰岩、强风化石灰岩、强风化岩层、微晶结构石灰岩、浅灰石灰岩、深灰色石灰岩,岩体裂隙、岩溶发育。其次为地下水特征,在地下水部分其主要是第四系的冲洪基层的裂隙水和孔隙潜水,水源主要是降水,在溶洞的水位上一般较低;最后为为岩溶发育情况,主要有4种不同类型溶洞,其中2个空溶洞、5个有充填物溶洞、1个多层溶洞以及1个H﹥4m的大型溶洞。

2.3桩基施工技术

2.3.1清孔

在钻孔操作完成后,便需要进行下一步的灌注桩成桩施工,而其第一步便是清孔作业。首先需使用测量绳悬挂1kg左右的铁砣,进行钻孔深度的核查;然后使用在底部设置活门的网抽渣筒,在钻孔内进行反复的掏渣,将钻孔底部的沉渣和淤泥清理干净,对于一些在密度上很大的泥浆则可使用水泵进行置换,将钻孔的泥浆密度控制于1.15-1.25内;最后在将钢筋于钻孔内下放完成后,就沉渣的厚度再一次进行检查,如果检查后发现厚度超标,则需要进行再次清孔作业。

2.3.2安装钢筋笼

在清孔完成后,需要在最短的时间内在钻孔内进行钢筋笼的安装。具体而言,在清孔操作完成并确定清孔质量合格后,需要立刻将钢筋笼放置于钻孔内,并将其于钻孔口的护筒上进行固定,让下一步的混凝土灌注不会出现钢筋笼向上浮起的问题。而为了尽可能子安装钢筋笼的过程中缩减安装的时间,减少可能因为按章钢筋笼出现的沉渣,可采用钢筋笼套筒挤压接头工艺,缩减安装时间。

2.3.3灌注水下混凝土

第一步,需要在漏斗和导管安装安成后,立刻进行第一车混凝土的水下灌注,而第一车混凝土的坍塌度设置上可较大,使管内的水压出,并于混凝土2m以下进行导管的埋设。第二步,在水下混凝土灌注上必须保障连续进行,并安排专业人士就灌注高度进行监控,同时保障导管埋设位于2-6m之间。第三步,在导管提升操作中,必须保障导管处于中间位置,避免出现触碰钢筋笼的问题,提升后的导管埋深还是必须保持在2m以上,在拆除时间上不能超过15分钟。此外在提升的过程中还需要特别注意缓慢提升,避免出现触碰钢筋笼的问题。当浇筑的混凝土面离钢筋笼底端10cm左右时,需要精确控制灌注的速度,避免灌注量过多出现钢筋笼上浮的问题。第四步,当灌注混凝土经过岩溶地层时,需要特别注意将灌注速度放慢,避免压力骤增导致岩溶地层的壁坍塌。第五步,最后在完成灌注的混凝土桩高度上需要比设计高出70cm左右,对于多出来的部分,在承台施工前进行凿除,保障整体灌注的质量。

2.3.4溶洞处理

对于溶洞的处理是桩基施工的关键和重点,在处理过程中,首先,要做好安全防护措施,以确保施工安全。现场作业人员必须系好安全带,并将其另一端与安全绳牢固连接。如果挖孔的深度超过10m,则应该使用鼓风设备,向孔内鼓吹新鲜的空气,并检测溶洞内是否存在有毒有害气体,如果有,必须做好防护措施,并减少井下作业的时间。其次,当挖孔至溶洞顶面lm左右时,应该对溶洞内部的情况进行检查,看是否存在承压水,如果存在,则应该等到水位稳定后,将其抽空,之后才能继续开挖。然后,当挖穿溶洞的顶盖后,如果溶洞内不存在填充物,则可以将洞内给水抽干后,使用砖对外圈进行砌筑,然后立模,浇筑钢筋混凝土护壁;如果存在填充物,则应该针对填充物的种类,采取相应的措施。

综上所述,桥梁桩基作为高速公路工程重要的施工建设环节,其地质勘察结果的高低,将会对该环节施工设计方案的制定产生极大的影响。文章以实际的工程案例为背景展开,从工程灌注桩成桩施工技术方面对基于岩溶复杂地质的高速公路桥梁桩基施工技术进行了详细的分析探讨,旨在提供一些可供参考的观点和建议。

参考文献:

[1]许秋刚.浅析岩溶区桥梁桩基人工挖孔配合冲击钻孔施工[J].山西交通科技,2016(05):64-67.

[2]兰立刚.高速公路桥梁溶洞桩基施工技术探讨[J].科技与创新,2016(02):150-151.

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