廣州新白云機場地質(zhì)條件及基礎(chǔ)工程

廣州新白云機場地質(zhì)條件及基礎(chǔ)工程

1基礎(chǔ)工程及軌道交通現(xiàn)狀廣州（新）白云機場是國家重點建設(shè)項目。新機場位于廣州北郊人和鎮(zhèn)與花都市交界處,建設(shè)面積約17.5萬m2,總投資200億人民幣?；A(chǔ)工程主要是航站樓的基礎(chǔ)工程及部分輕軌地鐵。航站樓工程建筑群由主航站、邊接樓、指廊和高架連廊組成。其中東接樓及東一、東二指廊由中建八局承建。2地下水國內(nèi)新白云國際機場位于廣花盆地西北部的盆地邊緣。場區(qū)北部屬緩坡垅狀丘陵區(qū),本部邊界線縱切鯰崗山殘丘,中部和南部為小型山前沖積平原地貌單元。地面高程(廣州高程)為14.74~17.22m。場區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件較復(fù)雜。場地自上而下為第四系覆蓋層和基巖。其中第四系覆蓋層從上而下分別為雜填土(Qml)、沖積(Qal)粉質(zhì)粘土和粘土、粉土、粉細(xì)砂、中粗礫砂、風(fēng)化殘積性粉質(zhì)粘土和粘土(Qel)。地下水埋藏較淺,一般為2.00~3.00m。下覆基巖為石灰?guī)r(也即樁基的嵌入巖和持力層),其巖溶現(xiàn)象非常發(fā)育,發(fā)育程度由淺到深逐漸減弱。由于被第四紀(jì)地層覆蓋,巖溶屬埋藏型。溶洞主要分布在構(gòu)造部位及裂隙發(fā)育的部位。溶洞類型主要有全充填、半充填和無充填三種形式。無充填溶洞居多,漏水嚴(yán)重;有充填的溶洞,溶洞內(nèi)物質(zhì)以軟塑—流塑狀粘土和中風(fēng)化石灰?guī)r坍塌碎塊組成。溶洞的連通性視石灰?guī)r的組成物質(zhì)、裂隙發(fā)育程度不同而異,在灰?guī)r質(zhì)較厚或裂隙較發(fā)育的地段連通性較好。在可溶性巖層與上覆土層間,由于地下水潛蝕作用或下覆基巖中的溶洞頂板溶蝕貫通而造成土層坍塌,并向上發(fā)展形成土洞。土洞繼續(xù)向上發(fā)展可造成地面塌陷,場區(qū)內(nèi)土洞較發(fā)育,且發(fā)育速度較快。根據(jù)場區(qū)內(nèi)地質(zhì)勘探所統(tǒng)計的資料,土洞最高達29m,溶洞最高22m?；?guī)r面起伏較大,在同一個勘探孔內(nèi)巖面標(biāo)高相差最大10m。航站樓所處地層的土、溶洞比例占勘探孔的50%左右。3沖擊鉆機+傳統(tǒng)墻后樁我公司承建的基礎(chǔ)工程主要有沖孔樁、靜壓樁和地下通道,其中沖孔樁757根(樁徑分別為?1200、?1000、?800和?600)。沖孔樁施工中用自制的沖擊鉆機,配以梅花形鉆頭鉆進。由于場區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜,土、溶洞屬埋藏型,給施工帶來了一定的困難,常出現(xiàn)泥漿流失、卡錘、偏孔、斷樁等問題。同時土、溶洞的連通性使混凝土的灌注超量,最大的充盈系數(shù)高達5.6。在這樣的地質(zhì)條件下,采用傳統(tǒng)的泥漿護壁施工工藝無法解決以上問題。針對本工程的地質(zhì)特點和施工難題,我們采用了相應(yīng)的處理措施,徹底解決了這些施工難題,保證了施工質(zhì)量、施工進度和經(jīng)濟效益。3.1鋼護筒的投料與回填沖孔過程中遇到土、溶洞時,由于其連通性,使得孔內(nèi)泥漿嚴(yán)重流失,甚至出現(xiàn)鄰近勘探孔或地面串漿現(xiàn)象。解決措施為:(1)及時回灌泥漿,加大泥漿比重;(2)投入片石和粘土,利用錘頭沖擊將片石和粘土擠入土、溶洞孔壁及其裂縫中,減少泥漿的流失;(3)對于空洞較大的土洞,成批投入袋裝粘土以填充洞孔;(4)對于較大的溶洞或充填物為塑狀時,則沉入內(nèi)鋼護筒。施工中首先以比設(shè)計直徑大10cm的鋼護筒沉至溶洞頂板,當(dāng)沖穿溶洞頂板時暫停沖孔,將與設(shè)計直徑同大的內(nèi)鋼護筒沉至溶層,并隨即沖孔跟進至穩(wěn)定巖面(出現(xiàn)漏漿時要及時回灌濃泥漿)。3.2沖孔樁機沖錘沖擊由于工程的重要性,設(shè)計要求對每個樁位進行超前鉆孔勘探,以提供詳細(xì)的地質(zhì)資料。對于?600mm、?800mm、?1000mm樁勘探一個孔,對?1200mm樁則要求勘探三個孔,勘探孔孔徑為?80mm。由于地層復(fù)雜,勘探孔結(jié)果常不能代表整個樁身地層的地質(zhì)資料(如超前鉆資料無法提供土、溶洞的洞頂、洞底標(biāo)高),這就給施工帶來了一定的困難。當(dāng)沖錘穿透溶洞時,如沖孔樁機不及時剎車,會發(fā)生沖錘卡死在溶洞內(nèi)的事故。本工程已出現(xiàn)5起卡錘事故,其中2個孔內(nèi)的卡錘因無法處理而不得已進行設(shè)計變更,改變樁位。防治措施是:(1)在沖孔至巖層后不宜采用高沖程沖擊;(2)如遇溶洞要及時剎車,避免卡錘。3.3樁位沖孔造成樁位外沖力場區(qū)內(nèi)土層為“表硬下軟”或“表硬下空”,沖孔過程中有時會發(fā)生塌孔。其原因有:(1)對在覆蓋層中有土洞的樁位,在沖孔時采用了高沖程沖擊。過大的沖擊力破壞土洞上已穩(wěn)定的自然土拱,從而引起塌孔或地面塌陷等事故。(2)在沖孔過程中,如所驗收的全巖面標(biāo)高與超前鉆資料所提供的全巖面標(biāo)高相差超過1m或持力層達不到設(shè)計要求時需要驗孔,此時驗孔拖延的時間有時也會造成塌孔。因此,在覆蓋層中分布有土洞的樁位施工時,應(yīng)采用低沖程沖擊。3.4低沖程沖孔解決措施場區(qū)內(nèi)的巖面起伏大,基巖面傾角最大可達85°以上,因而常出現(xiàn)偏孔現(xiàn)象。解決措施有:(1)遇到傾角較大的斜坡巖,先投入堅硬片石,再進行低沖程沖孔;(2)如發(fā)生偏孔,應(yīng)回填堅硬片石至偏孔位置以上,以低沖程反復(fù)沖砸,使孔底形成一個平臺后方可轉(zhuǎn)入正常沖孔。3.5土、洞連通損害斷樁發(fā)生的原因是:雖然在沖孔過程中沒有遇到土洞,但在混凝土澆注過程中,由于土洞連通,隨著混凝土的灌注,混凝土對孔壁的側(cè)壓力不斷增加,最后擠破孔壁與鄰近的土洞連通,使孔內(nèi)混凝土面急速下降而造成斷樁事故。本工程已發(fā)生一起在灌注過程中拔導(dǎo)管拔出以后混凝土面急劇下降造成斷樁的事故。工程中采用的技術(shù)措施有:(1)混凝土灌注過程中要控制導(dǎo)管埋深,不得任意減去管長,對有土、溶洞的樁不可隨意將導(dǎo)管拔出土、溶洞標(biāo)高以上。(2)混凝土面盡量比樁頂設(shè)計標(biāo)高超灌1.5m(規(guī)范要求超灌0.8m)以上,終灌后要等一定的時間再拔導(dǎo)管,拔管的同時觀察混凝土面標(biāo)高是否下降,還要控制拔導(dǎo)管的速度。4改善施工工藝,提高技術(shù)水平(1)場區(qū)內(nèi)地質(zhì)條件復(fù)雜,土、溶洞較發(fā)育,屬埋藏型,給沖孔樁施工帶來了泥漿流失等各種施工問題。這要求在施工過程中針對泥漿流失、卡錘、塌孔、偏孔、斷樁等問題及時研究解決,從而不斷改善施工