溶洞地區(qū)沖孔灌注樁質(zhì)量控制要點(diǎn)

1、溶洞地區(qū)沖孔灌注樁質(zhì)量控制要點(diǎn)摘要 :通過(guò)在武廣客專新赤壁站樁基施工中遇見(jiàn)溶洞及串珠狀溶洞等復(fù)雜地質(zhì),介紹了在巖溶地區(qū)沖孔樁施工過(guò)程采取的 技術(shù)措施和施工中應(yīng)注意的事項(xiàng),有效解決了沖孔樁施工中遇到的困難 。關(guān)鍵詞 :溶洞,漏漿,樁基礎(chǔ),超前鉆1、工程概況武廣客專新赤壁站位于赤壁市北側(cè),站房總建筑面積 6230平方米。建筑層數(shù)為一層(局部夾層 ,建 筑高度為 14.65米。站棚部分覆蓋面積為 10578平方米,建筑高度為 8.77米,均采用樁基礎(chǔ)。其中站房站 房 213根,站棚 167根 , 設(shè)計(jì)樁徑為 700mm 。湖北省中南勘察基礎(chǔ)工程有限公司 2008年 6月完成的 武廣客專新赤壁站巖土工

2、程勘察報(bào)告 (詳勘 資料顯示,局部建筑場(chǎng)區(qū)下伏基巖石灰?guī)r中存在巖溶現(xiàn)象,受巖溶現(xiàn)象的影響,巖面埋深變化較大,且?guī)r 體內(nèi)無(wú)規(guī)律的發(fā)育有溶洞。基巖面上覆蓋層以人工填土、粉質(zhì)粘土、粘土為主。2、沖孔前的準(zhǔn)備工作2.1 超前鉆站房區(qū)間地質(zhì)復(fù)雜,溶洞發(fā)育毫無(wú)規(guī)律,之前的地質(zhì)勘察報(bào)告由于樁基形式未定,地質(zhì)勘探鉆孔數(shù) 量少,又不是在設(shè)計(jì)樁位勘探的,只能大致反映該區(qū)域的地質(zhì)情況,為設(shè)計(jì)提供一個(gè)參考。每個(gè)樁位的地 質(zhì)情況都有所不同,有的樁位實(shí)際地質(zhì)情況跟勘探情況相差很大,沖樁過(guò)程中容易造成偏孔、漏漿、甚至 塌孔。因此中鐵十一局建安公司在試樁及工程樁施工前進(jìn)行超前鉆,采用一樁一孔查明樁端下石灰?guī)r的溶 洞發(fā)育及分布

3、情況;掌握溶洞所在大概位置,并根據(jù)相鄰超前鉆資料推斷其范圍大小。所有鉆孔孔位及高 程均由項(xiàng)目部專業(yè)測(cè)量工程師按照設(shè)計(jì)圖紙測(cè)量定位。鉆孔深為樁端下 5米,若有溶洞則穿過(guò)溶洞,達(dá)到 溶洞底完整巖層 6米。樁端進(jìn)入溶洞底持力層不小于 1米。超前鉆資料顯示,本施工區(qū)間內(nèi)溶洞發(fā)育,約有百分之三十的樁底存在溶洞,多數(shù)樁底溶洞深度超過(guò) 2米,最大達(dá)到 19米,個(gè)別甚至出現(xiàn)串珠狀溶洞。2.2技術(shù)交底依據(jù)超前鉆資料,確定每根樁的樁身長(zhǎng)度,入巖深度,繪制每個(gè)孔位的地質(zhì)柱狀圖,以書(shū)面交底的方 式將地質(zhì)柱狀圖發(fā)放到現(xiàn)場(chǎng)管理人員、鉆機(jī)機(jī)長(zhǎng)、具體操作人員,并組織相關(guān)人員進(jìn)行學(xué)習(xí)。在每根樁沖 孔之前由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員向具體操作

4、人員口頭再次強(qiáng)調(diào),使現(xiàn)場(chǎng)施工人員了解溶洞所在位置、范圍大小、充 填情況,了解溶洞沖孔過(guò)程中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn),制定搶險(xiǎn)應(yīng)急方案,優(yōu)先確保人員安全。依據(jù)超前鉆資料推斷樁身溶洞大小,樁與樁之間可能存在溶洞貫通情況,施工前編制樁基沖孔計(jì)劃, 避免同一溶洞上同時(shí)沖擊兩根樁,避免相鄰樁成孔、灌注時(shí)的相互干擾。2.3 材料機(jī)械在沖孔之前,備足成孔用水、粘土、片石、泥漿、水泥等必備材料,確保溶洞擊穿時(shí)迅速補(bǔ)水、補(bǔ) 漿,預(yù)防塌孔,并及時(shí)拋填粘土、片石,以恢復(fù)正常沖孔作業(yè)。粘土、片石等必備材料必須堆放在樁孔附 近,沖孔遇到溶洞時(shí)能及時(shí)的回填。用于拋填填充物的機(jī)具在施工過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)待命,如挖掘機(jī)、鏟車、吊車等,以免發(fā)

5、生險(xiǎn)情無(wú)法及 時(shí)實(shí)行溶洞處理措施,造成不必要的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。2.4 現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地施工現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)由線下施工單位平整完畢,根據(jù)地形情況進(jìn)行合理安排,包括:樁機(jī)分布,泥漿池留 設(shè),泥漿溝走向,便道,水、電、材料運(yùn)輸堆放,鋼筋棚制作加工場(chǎng)地等工作都要全面考慮,綜合布置安 排,必須滿足施工的需要。3、施工過(guò)程的質(zhì)量控制與預(yù)防應(yīng)急措施3.1、成孔3. 1.1 成孔過(guò)程中的施工防護(hù)沖孔過(guò)程中,樁孔附近只能堆放用于填充溶洞的粘土及片石。粘土含砂率要低,保證粘土的質(zhì)量才能 制造優(yōu)質(zhì)泥漿。片石粒徑大約是 20 cm20 cm方便填充。樁孔設(shè)立安全防護(hù)范圍,避免車輛在防護(hù)范圍內(nèi) 通過(guò),減少對(duì)正在施工的樁孔泥漿護(hù)壁的

6、側(cè)壓力和擾動(dòng)。3.1.2 成孔過(guò)程中質(zhì)量控制與應(yīng)急措施1制定樁基成孔事故應(yīng)急預(yù)案,并組織現(xiàn)場(chǎng)管理人員與技術(shù)人員、機(jī)長(zhǎng)、操作人員集中學(xué)習(xí),使每 個(gè)相關(guān)人員都了解樁基成孔過(guò)程中可能出現(xiàn)的所有事故和危害,并清楚出現(xiàn)事故和危害時(shí)應(yīng)采取何種措 施,避免在事故危害發(fā)生時(shí),造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。2成孔過(guò)程中,現(xiàn)場(chǎng)管理人員與技術(shù)人員應(yīng)跟班作業(yè),密切觀察泥漿液面變化.如出現(xiàn)泥漿面驟然 下降時(shí),施工人員應(yīng)馬上將樁錘提起,同時(shí)向樁孔補(bǔ)充泥漿,拋填片石和粘土并及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)管理人員和 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,組織應(yīng)急小組進(jìn)行搶險(xiǎn),直至泥漿面穩(wěn)定。然后根據(jù)實(shí)際情況重新制定防范和處理措施,恢 復(fù)施工生產(chǎn)。3如果在成孔過(guò)程中突然出現(xiàn)塌

7、孔,所有操作人員應(yīng)立即撤離工作面,并及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)主管,組織 搶險(xiǎn)小組撤離施工設(shè)備,然后按照應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行處理,重新組織施工。4如果在成孔過(guò)程中出現(xiàn)人員傷害,現(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)立即組織救援,盡力控制事故蔓延,疏散人群, 并立即向項(xiàng)目負(fù)責(zé)人匯報(bào),依據(jù)人員傷害應(yīng)急預(yù)案,一邊向公司相關(guān)部門匯報(bào),協(xié)助救援,一邊向當(dāng)?shù)蒯t(yī) 院申報(bào)求援。事故得到控制之后,立刻成立事故調(diào)查小組,調(diào)查事故發(fā)生原因和研究制定防范措施;成立 搶修小組,研究制定搶修方案并立即組織搶修,盡快恢復(fù)生產(chǎn)。5確定全斷面入巖。盡管已經(jīng)有了超前鉆以及勘察設(shè)計(jì)人員根據(jù)超前鉆確定的樁底標(biāo)高,但畢竟超 前鉆的鉆孔很小,反映的情況有限,可能超前鉆的鉆孔處入了巖

8、,而旁邊的地方卻沒(méi)有入巖。因此,當(dāng)沖 孔樁施工沖至巖層面時(shí),要用線錘沿樁孔的四周吊吊看是否都是同樣的巖石,即全面入巖。這主要是根據(jù) 吊錘時(shí)的手感和聲音來(lái)判斷。如果不是全斷面入巖,那么就要沖至全斷面入巖的位置,以此作為入巖的初 始點(diǎn),在這個(gè)位置再按設(shè)計(jì)要求的入巖深度沖下去,直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求的入巖深度為止。3.2. 清孔為滿足混凝土灌注的需要與滿足規(guī)范要求的沉渣厚度,成孔之后,需要將底部沉渣清出,并降低泥漿 比重,達(dá)到規(guī)范要求的沉渣厚度和泥漿比重。因?yàn)榘卜配摻罨\所需時(shí)間較長(zhǎng),原來(lái)懸浮在泥漿中的石渣會(huì) 再次沉到樁底,所以在鋼筋籠安裝后,應(yīng)再次測(cè)定沉渣厚度與泥漿比重,如不符合規(guī)定要求,應(yīng)進(jìn)行二次 清孔

9、。在清孔過(guò)程中,由于泥漿比重降低,孔壁壓力減小,存在不安全因素,這時(shí)就應(yīng)確保泥漿質(zhì)量,提高 膠體率,保持粘性和密切注視泥漿面高度和樁孔周圍情況,一旦出現(xiàn)塌孔事故,立刻撤出人員,按照應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行搶險(xiǎn),恢復(fù)生產(chǎn)。3.3 鋼筋籠安放本工程樁基直徑為 700MM ,鋼筋籠主筋為 HRB335, 12熱軋帶肋鋼筋,在鋼筋籠吊裝過(guò)程中,吊車司機(jī) 應(yīng)與吊車指揮密切合作,避免在吊裝過(guò)程中鋼筋籠出現(xiàn)扭曲,彎折等情況,分段吊裝時(shí),應(yīng)確保端頭焊接 質(zhì)量,避免在吊裝過(guò)程中因焊接質(zhì)量差出現(xiàn)的斷裂,導(dǎo)致第一段鋼筋籠沉入泥漿中。鋼筋籠放下之后,做好固定措施,不但要配制吊筋防止鋼筋籠下墜,還要采取措施防止鋼筋籠上浮。 在鋼筋

10、籠旁邊應(yīng)焊接耳筋,保證鋼筋籠不偏離樁中心。在鋼筋籠安裝的過(guò)程中,塌孔的風(fēng)險(xiǎn)依然存在,除安排人員檢測(cè)樁孔情況外,在吊裝過(guò)程中,吊裝機(jī) 械應(yīng)盡量遠(yuǎn)離樁孔,并加快吊裝速度。3.4 混凝土灌注3.4.1 確定混凝土灌注方式。由于在沖擊成孔過(guò)程中,樁孔周圍經(jīng)過(guò)泥漿浸泡,侵蝕,有些地方土質(zhì) 較軟,這時(shí)應(yīng)避免直接使用混凝土運(yùn)輸車灌注,采用混凝土泵車在安全地帶灌注混凝土。3.4.2 確定混凝土配合比。本工程樁基直徑較小,導(dǎo)管直徑為 25cm, 故在混凝土配合比選擇時(shí),需要 控制骨料最大粒徑,避免因骨料太大所造成的堵管現(xiàn)象。混凝土坍落度宜控制在 180-220.3.4.3 確?；炷凉?yīng)及時(shí)。超前鉆資料只能推斷

11、底部溶洞大小,填充物情況,在沖孔過(guò)程中,可能 溶洞內(nèi)填充物未被破壞,但在灌注過(guò)程中,填充物受擠壓之后,可能被破壞隨著泥漿一起排出,造成混凝 土面下降。比如站房 46號(hào)樁,在沖孔過(guò)程中,順利的通過(guò)溶洞,并無(wú)異常,但在實(shí)際灌注過(guò)程中,卻出現(xiàn) 了混凝土面越灌注越下降的情況,這時(shí)混凝土的供應(yīng)就要及時(shí),項(xiàng)目部立即安排專人趕到混凝土拌合站, 跟灌注現(xiàn)場(chǎng)保持聯(lián)系,保證混凝土及時(shí)送到現(xiàn)場(chǎng),計(jì)劃澆筑 8m 3的 46號(hào)樁,最終澆筑了 99m 3. 若是混凝土供 應(yīng)不及時(shí),混凝土面下降到導(dǎo)管埋深以下,就只有將鋼筋籠拔出,回填之后重新沖孔。另外,由于混凝土 本身的坍落度損失,停滯時(shí)間過(guò)長(zhǎng),坍落度隨之減小,極易造成堵

12、管。3.4.4 確保首灌量?；炷恋氖坠嗍潜ＷC樁質(zhì)量的至關(guān)重要的環(huán)節(jié),如果首灌控制不好,就會(huì)導(dǎo)致樁 身混凝土中夾泥的情況, 以及沉渣厚度達(dá)不到要求, 使得樁不合格。 要控制好首灌, 首先是要計(jì)算首灌量。 首灌量計(jì)算的原則是保證第一斗混凝土倒下去后能夠淹沒(méi)導(dǎo)管 100深,計(jì)算方法是:首灌量 = 樁的截面 積 H +V , H = 導(dǎo)管離孔底的高度(一般為 25-40+100, V 是導(dǎo)管中高出 H 部分的混凝土量,它是 用來(lái)抵消泥漿反壓力的。然后是首灌方法。首灌方法就是要使首灌量的混凝土一下子沖到孔底,利用其沖擊力將泥漿和孔底沉 渣沖擠上來(lái),而混凝土則整體性一下子占據(jù)孔底位置,類似彈性碰撞。通常

13、的首灌方法是用鐵絲綁住一個(gè) 管塞,塞在裝料斗的管口處,裝好料后,將鐵絲剪斷,混凝土和管塞一起沖到孔底。3.4.5 導(dǎo)管拆除。倒了一定量的混凝土下去后,就需要拆導(dǎo)管了,否則導(dǎo)管埋入太深容易堵管。拆導(dǎo) 管前一定要用線錘吊下去探一探看混凝土面的深度,由此判定是否應(yīng)拆導(dǎo)管以及拆導(dǎo)管的長(zhǎng)度。3.4.6 嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量,每車混凝土都應(yīng)測(cè)定其和易性,坍落度不符合要求,骨料粒徑過(guò)大,離 析嚴(yán)重的混凝土不得灌注,必須保證混凝土質(zhì)量,避免堵管造成不合格樁。3.4.7 灌注完畢之后, 不能立刻撤走人員機(jī)械, 應(yīng)靜置至少兩個(gè)小時(shí), 若無(wú)異常, 則可撤走人員設(shè)備。 站房 174號(hào)樁灌注完畢時(shí),已到凌晨 5點(diǎn),疲憊不

14、堪的操作人員隨即離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)。半小時(shí)后,現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員再 次測(cè)量混凝土面,并無(wú)異常。 7點(diǎn)左右,質(zhì)檢工程師復(fù)核樁頂標(biāo)高時(shí),發(fā)現(xiàn) 174號(hào)樁下降了 7米,只得安排重新沖孔。針對(duì)此情況,項(xiàng)目部制定相應(yīng)措施,要求在混凝土灌注完畢二小時(shí)內(nèi),所有人員機(jī)械不得離開(kāi) 現(xiàn)場(chǎng),隨時(shí)復(fù)核樁頂標(biāo)高,一有異常立刻向項(xiàng)目總工程師匯報(bào),根據(jù)實(shí)際情況制定相應(yīng)措施。3.4.7 不安全因素全過(guò)程存在,在混凝土灌注過(guò)程中,依然會(huì)出現(xiàn)塌孔、混凝土下沉等事故,現(xiàn)場(chǎng)管 理人員應(yīng)密切泥漿面和樁孔周圍情況。在混凝土灌注過(guò)程中,如果出現(xiàn)泥漿面快速下沉,應(yīng)立刻將導(dǎo)管放 至最低,并加快混凝土灌注速度,等到泥漿面穩(wěn)定后,立刻用線錘測(cè)定混凝土面高度,確定

15、埋管深度,若 無(wú)埋管深度,則應(yīng)拔出鋼筋籠,重新回填再次處理。如果出現(xiàn)坍塌,立即停止灌注混凝土,撤離人員至安 全地帶,拔出鋼筋籠,重新回填再次處理。4、溶洞沖孔樁施工要點(diǎn)4.1采取各種技術(shù)手段, 盡量詳細(xì)掌握樁底溶洞位置、 大小、 填充物情況。 現(xiàn)場(chǎng)管理人員、 技術(shù)人員、 操作人員都應(yīng)對(duì)樁體地質(zhì)情況十分了解,對(duì)他們應(yīng)進(jìn)行盡可能詳盡的技術(shù)交底。制定有效的技術(shù)手段,例 如采用鋼護(hù)筒穿過(guò)溶洞或是采取拋填片石、粘土回填溶洞。4.2制定完整的事故應(yīng)急預(yù)案,組織現(xiàn)場(chǎng)管理人員與操作人員學(xué)習(xí),使他們熟悉事故出現(xiàn)后,應(yīng)如何 應(yīng)對(duì),事故出現(xiàn)之后,不能存在僥幸心理,必須嚴(yán)格按照應(yīng)急預(yù)案執(zhí)行,避免出現(xiàn)人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。 4.3每節(jié)護(hù)筒振打完畢之后,測(cè)量工程師都應(yīng)檢測(cè)護(hù)筒的垂直度及護(hù)筒中心與樁位中心的偏差,護(hù)筒 四周的高差應(yīng)控制在 2 cm以內(nèi),護(hù)筒中心偏差不能大于 5 cm。避免出現(xiàn)偏孔與偏位。4.4在成孔過(guò)程中,應(yīng)經(jīng)常檢查樁孔的垂直度,溶洞位置容易偏孔。穿過(guò)溶洞時(shí)應(yīng)控制沖程,避免卡 錘。出現(xiàn)漏漿情況,應(yīng)立即將錘拉起,防止塌孔造成