溶洞地區(qū)沖孔灌注樁質(zhì)量控制要點

1、溶洞地區(qū)沖孔灌注樁質(zhì)量控制要點摘要 :通過在武廣客專新赤壁站樁基施工中遇見溶洞及串珠狀溶洞等復雜地質(zhì),介紹了在巖溶地區(qū)沖孔樁施工過程采取的 技術措施和施工中應注意的事項,有效解決了沖孔樁施工中遇到的困難 。關鍵詞 :溶洞,漏漿,樁基礎,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。其中站房站 房 213根,站棚 167根 , 設計樁徑為 700mm 。湖北省中南勘察基礎工程有限公司 2008年 6月完成的 武廣客專新赤壁站巖土工

2、程勘察報告 (詳勘 資料顯示,局部建筑場區(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、沖孔前的準備工作2.1 超前鉆站房區(qū)間地質(zhì)復雜,溶洞發(fā)育毫無規(guī)律,之前的地質(zhì)勘察報告由于樁基形式未定,地質(zhì)勘探鉆孔數(shù) 量少,又不是在設計樁位勘探的,只能大致反映該區(qū)域的地質(zhì)情況,為設計提供一個參考。每個樁位的地 質(zhì)情況都有所不同,有的樁位實際地質(zhì)情況跟勘探情況相差很大,沖樁過程中容易造成偏孔、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 程均由項目部專業(yè)測量工程師按照設計圖紙測量定位。鉆孔深為樁端下 5米,若有溶洞則穿過溶洞,達到 溶洞底完整巖層 6米。樁端進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 2米,最大達到 19米,個別甚至出現(xiàn)串珠狀溶洞。2.2技術交底依據(jù)超前鉆資料,確定每根樁的樁身長度,入巖深度,繪制每個孔位的地質(zhì)柱狀圖,以書面交底的方 式將地質(zhì)柱狀圖發(fā)放到現(xiàn)場管理人員、鉆機機長、具體操作人員,并組織相關人員進行學習。在每根樁沖 孔之前由現(xiàn)場技術人員向具體操作

4、人員口頭再次強調(diào),使現(xiàn)場施工人員了解溶洞所在位置、范圍大小、充 填情況,了解溶洞沖孔過程中可能出現(xiàn)的危險,制定搶險應急方案,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劃, 避免同一溶洞上同時沖擊兩根樁,避免相鄰樁成孔、灌注時的相互干擾。2.3 材料機械在沖孔之前,備足成孔用水、粘土、片石、泥漿、水泥等必備材料,確保溶洞擊穿時迅速補水、補 漿,預防塌孔,并及時拋填粘土、片石,以恢復正常沖孔作業(yè)。粘土、片石等必備材料必須堆放在樁孔附 近,沖孔遇到溶洞時能及時的回填。用于拋填填充物的機具在施工過程中應隨時待命,如挖掘機、鏟車、吊車等,以免發(fā)

5、生險情無法及 時實行溶洞處理措施,造成不必要的人員傷亡及財產(chǎn)損失。2.4 現(xiàn)場場地施工現(xiàn)場已經(jīng)由線下施工單位平整完畢,根據(jù)地形情況進行合理安排,包括:樁機分布,泥漿池留 設,泥漿溝走向,便道,水、電、材料運輸堆放,鋼筋棚制作加工場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、施工過程的質(zhì)量控制與預防應急措施3.1、成孔3. 1.1 成孔過程中的施工防護沖孔過程中,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。樁孔設立安全防護范圍,避免車輛在防護范圍內(nèi) 通過,減少對正在施工的樁孔泥漿護壁的

6、側(cè)壓力和擾動。3.1.2 成孔過程中質(zhì)量控制與應急措施1制定樁基成孔事故應急預案,并組織現(xiàn)場管理人員與技術人員、機長、操作人員集中學習,使每 個相關人員都了解樁基成孔過程中可能出現(xiàn)的所有事故和危害,并清楚出現(xiàn)事故和危害時應采取何種措 施,避免在事故危害發(fā)生時,造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。2成孔過程中,現(xiàn)場管理人員與技術人員應跟班作業(yè),密切觀察泥漿液面變化.如出現(xiàn)泥漿面驟然 下降時,施工人員應馬上將樁錘提起,同時向樁孔補充泥漿,拋填片石和粘土并及時通知現(xiàn)場管理人員和 項目負責人,組織應急小組進行搶險,直至泥漿面穩(wěn)定。然后根據(jù)實際情況重新制定防范和處理措施,恢 復施工生產(chǎn)。3如果在成孔過程中突然出現(xiàn)塌

7、孔,所有操作人員應立即撤離工作面,并及時通知現(xiàn)場主管,組織 搶險小組撤離施工設備,然后按照應急預案進行處理,重新組織施工。4如果在成孔過程中出現(xiàn)人員傷害,現(xiàn)場管理人員應立即組織救援,盡力控制事故蔓延,疏散人群, 并立即向項目負責人匯報,依據(jù)人員傷害應急預案,一邊向公司相關部門匯報,協(xié)助救援,一邊向當?shù)蒯t(yī) 院申報求援。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計人員根據(jù)超前鉆確定的樁底標高,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、,而旁邊的地方卻沒有入巖。因此,當沖 孔樁施工沖至巖層面時,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) 吊錘時的手感和聲音來判斷。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,在這個位置再按設計要求的入巖深度沖下去,直到達到設計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,達到規(guī)范要求的沉渣厚度和泥漿比重。因為安放鋼筋籠所需時間較長,原來懸浮在泥漿中的石渣會 再次沉到樁底,所以在鋼筋籠安裝后,應再次測定沉渣厚度與泥漿比重,如不符合規(guī)定要求,應進行二次 清孔

9、。在清孔過程中,由于泥漿比重降低,孔壁壓力減小,存在不安全因素,這時就應確保泥漿質(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,按照應急預案進行搶險,恢復生產(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,在鋼筋籠吊裝過程中,吊車司機 應與吊車指揮密切合作,避免在吊裝過程中鋼筋籠出現(xiàn)扭曲,彎折等情況,分段吊裝時,應確保端頭焊接 質(zhì)量,避免在吊裝過程中因焊接質(zhì)量差出現(xiàn)的斷裂,導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、籠旁邊應焊接耳筋,保證鋼筋籠不偏離樁中心。在鋼筋籠安裝的過程中,塌孔的風險依然存在,除安排人員檢測樁孔情況外,在吊裝過程中,吊裝機 械應盡量遠離樁孔,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。由于在沖擊成孔過程中,樁孔周圍經(jīng)過泥漿浸泡,侵蝕,有些地方土質(zhì) 較軟,這時應避免直接使用混凝土運輸車灌注,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,導管直徑為 25cm, 故在混凝土配合比選擇時,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皶r。超前鉆資料只能推斷

11、底部溶洞大小,填充物情況,在沖孔過程中,可能 溶洞內(nèi)填充物未被破壞,但在灌注過程中,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號樁,在沖孔過程中,順利的通過溶洞,并無異常,但在實際灌注過程中,卻出現(xiàn) 了混凝土面越灌注越下降的情況,這時混凝土的供應就要及時,項目部立即安排專人趕到混凝土拌合站, 跟灌注現(xiàn)場保持聯(lián)系,保證混凝土及時送到現(xiàn)場,計劃澆筑 8m 3的 46號樁,最終澆筑了 99m 3. 若是混凝土供 應不及時,混凝土面下降到導管埋深以下,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,停滯時間過長,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)量的至關重要的環(huán)節(jié),如果首灌控制不好,就會導致樁 身混凝土中夾泥的情況, 以及沉渣厚度達不到要求, 使得樁不合格。 要控制好首灌, 首先是要計算首灌量。 首灌量計算的原則是保證第一斗混凝土倒下去后能夠淹沒導管 100深,計算方法是:首灌量 = 樁的截面 積 H +V , H = 導管離孔底的高度(一般為 25-40+100, V 是導管中高出 H 部分的混凝土量,它是 用來抵消泥漿反壓力的。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,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 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 導管拆除。倒了一定量的混凝土下去后,就需要拆導管了,否則導管埋入太深容易堵管。拆導 管前一定要用線錘吊下去探一探看混凝土面的深度,由此判定是否應拆導管以及拆導管的長度。3.4.6 嚴格控制混凝土質(zhì)量,每車混凝土都應測定其和易性,坍落度不符合要求,骨料粒徑過大,離 析嚴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械, 應靜置至少兩個小時, 若無異常, 則可撤走人員設備。 站房 174號樁灌注完畢時,已到凌晨 5點,疲憊不

14、堪的操作人員隨即離開現(xiàn)場。半小時后,現(xiàn)場技術人員再 次測量混凝土面,并無異常。 7點左右,質(zhì)檢工程師復核樁頂標高時,發(fā)現(xiàn) 174號樁下降了 7米,只得安排重新沖孔。針對此情況,項目部制定相應措施,要求在混凝土灌注完畢二小時內(nèi),所有人員機械不得離開 現(xiàn)場,隨時復核樁頂標高,一有異常立刻向項目總工程師匯報,根據(jù)實際情況制定相應措施。3.4.7 不安全因素全過程存在,在混凝土灌注過程中,依然會出現(xiàn)塌孔、混凝土下沉等事故,現(xiàn)場管 理人員應密切泥漿面和樁孔周圍情況。在混凝土灌注過程中,如果出現(xiàn)泥漿面快速下沉,應立刻將導管放 至最低,并加快混凝土灌注速度,等到泥漿面穩(wěn)定后,立刻用線錘測定混凝土面高度,確定

15、埋管深度,若 無埋管深度,則應拔出鋼筋籠,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4.1采取各種技術手段, 盡量詳細掌握樁底溶洞位置、 大小、 填充物情況。 現(xiàn)場管理人員、 技術人員、 操作人員都應對樁體地質(zhì)情況十分了解,對他們應進行盡可能詳盡的技術交底。制定有效的技術手段,例 如采用鋼護筒穿過溶洞或是采取拋填片石、粘土回填溶洞。4.2制定完整的事故應急預案,組織現(xiàn)場管理人員與操作人員學習,使他們熟悉事故出現(xiàn)后,應如何 應對,事故出現(xiàn)之后,不能存在僥幸心理,必須嚴格按照應急預案執(zhí)行,避免出現(xiàn)人員傷亡與財產(chǎn)損失。 4.3每節(jié)護筒振打完畢之后,測量工程師都應檢測護筒的垂直度及護筒中心與樁位中心的偏差,護筒 四周的高差應控制在 2 cm以內(nèi),護筒中心偏差不能大于 5 cm。避免出現(xiàn)偏孔與偏位。4.4在成孔過程中,應經(jīng)常檢查樁孔的垂直度,溶洞位置容易偏孔。穿過溶洞時應控制沖程,避免卡 錘。出現(xiàn)漏漿情況,應立即將錘拉起,防止塌孔造成