新砌擋土墻內(nèi)鉆孔施工技術(shù)探討

鐘德明 楊建明

鉆孔施工技術(shù)是一種在建筑工程廣泛應(yīng)用的技術(shù),但是先砌筑完擋土墻后再在擋土墻內(nèi)進(jìn)行鉆孔樁施工卻不多見,所以在鉆孔施工過程中遇到不良地質(zhì)情況下出現(xiàn)問題解決的方法不是很科學(xué),在施工過程中不僅造成經(jīng)濟損失,也可能耽誤了工期。由于擋土墻施工和鉆孔施工相互影響和制約,在施工過程中擋土墻的砌筑質(zhì)量嚴(yán)重影響鉆孔,如果砂漿不密實、存在空洞等容易造成鉆孔過程中出現(xiàn)漏漿等;同時如果鉆孔施工不得當(dāng),也容易造成對擋土墻的破壞。本文以永州市零陵大道曲河小橋的擋土墻內(nèi)鉆孔施工為對象,對擋土墻內(nèi)鉆孔樁施工技術(shù)進(jìn)行探討。

1 工程概況

永州市零陵大道曲河小橋(K17+453.9)屬于中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候,冬夏長,春秋短,四季分明,日照充足,年平均氣溫18℃。曲河小橋原橋?qū)?2 m,為雙曲拱橋,凈跨徑15 m。老橋加固利用,兩側(cè)各加寬17 m。通過勘察基礎(chǔ)地質(zhì)情況從河床底開始往下依次為砂土、砂卵石、強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖和中～微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。本橋1號臺設(shè)計為樁徑1.6 m,孔深42 m的鉆孔灌注樁。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況1號橋臺設(shè)計為先砌筑漿砌片石擋土墻后再進(jìn)行鉆孔樁施工,擋土墻設(shè)計高10 m,設(shè)計采用M7.5砌塊片石,樁位均在擋土墻內(nèi),采用沖擊鉆機施工。擋土墻及樁位設(shè)計立面圖見圖1。

2 擋土墻和鉆孔施工工藝及流程

2.1 擋土墻施工工藝

漿砌片石擋土墻采用的主要材料是片石和水泥砂漿,片石一般盡量采用較大的石料砌筑,要求片石應(yīng)具有兩個大致平行的面,厚度不小于0.15 m,長寬不小于厚度的1.5倍;一般采用M7.5砂漿。漿砌片石擋土墻的砌體質(zhì)量控制關(guān)鍵在于材料選擇和砌筑方法,一般片石尺寸和強度均應(yīng)滿足要求;砂子一般選用中粗砂,要求其含雜量和含泥量小于5%;砌筑時必須采取坐漿法,并要求片石大面朝下;砂漿應(yīng)嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行拌和,砌筑過程中砂漿必須飽滿,不得出現(xiàn)空洞、縫隙和通縫。

2.2 沖擊鉆孔施工工藝

沖擊鉆孔施工是用鉆頭重復(fù)沖擊成孔,利用泥漿進(jìn)行護(hù)壁。一般施工順序為:施工前準(zhǔn)備→護(hù)壁泥漿配制及施工污水處理→鉆孔→清孔→鋼筋籠制作及安裝→水下混凝土灌注。施工過程中采用泥漿泵將孔底鉆渣排出孔外,要求用手摸泥漿中無2 mm～3 mm大顆粒為止;并通過加入清水來調(diào)整孔內(nèi)泥漿比重,對于不同的地質(zhì)情況和施工條件采取適當(dāng)?shù)哪酀{比重,一般為1.08～1.20,成孔后灌注混凝土?xí)r泥漿比重一般控制在1.03～1.10之間。成孔驗孔合格后下鋼筋籠,然后采用導(dǎo)管進(jìn)行混凝土澆筑,灌注時應(yīng)計算好導(dǎo)管長度和首盤混凝土方量,要求導(dǎo)管埋深1.5 m左右,灌注過程中及時進(jìn)行調(diào)整,一般導(dǎo)管埋入混凝土的深度在2 m～6 m之間;另一方面就是應(yīng)該控制好混凝土的坍落度,一般為200 mm左右。

2.3 擋土墻內(nèi)鉆孔施工工藝流程

放樣開挖→擋土墻基礎(chǔ)施工→漿砌片石墻身砌筑→墻后及預(yù)留孔回填→鉆孔→成孔、下鋼筋籠→混凝土灌注。

3 鉆孔過程中出現(xiàn)的問題、原因分析及解決方法

曲河小橋在鉆孔過程中出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象的頻率比較高,原因也有多種,其中1號～4號樁比較具有代表性?，F(xiàn)就其出現(xiàn)的問題及原因分析和解決方法介紹如下:1)擋土墻內(nèi)漏漿:1號～4號樁在鉆孔過程中在8 m深度(擋土墻墻身內(nèi))的位置出現(xiàn)漏漿。漏漿情況為泥漿從擋土墻伸縮縫、泄水孔位置往外冒出來,同時也有少量的泥漿從擋墻面滲出來。主要原因是預(yù)留孔位置與伸縮縫以及泄水孔的位置沒有協(xié)調(diào)好,部分泄水孔及伸縮縫正好在預(yù)留孔位置,擋土墻砌筑過程中砂漿不夠密實、預(yù)留孔內(nèi)泥漿護(hù)壁厚度不夠等引起的。針對此位置的漏漿現(xiàn)象和原因,分析采用回填黏土的方法比較好,一方面經(jīng)濟,另一方面可以節(jié)省時間。2)擋土墻基礎(chǔ)底砂卵石層漏漿:鉆孔到12 m位置時漏漿,此時鉆孔深度已到了擋墻基礎(chǔ)底部砂卵石層,由于河內(nèi)淤泥比較深,泥漿滲過砂卵石從淤泥里冒出來,主要原因是由于原河床在擋墻基礎(chǔ)底標(biāo)高位置地質(zhì)不好,地基承載力不能達(dá)到設(shè)計要求,擋土墻基礎(chǔ)施工過程中采用了片石換填后又加了碎石墊層,因此形成了一個滲水層造成漏漿。兩次采用孔內(nèi)回填黏土的方法仍未能制止漏漿,于是采用了在河內(nèi)靠近擋土墻4 m寬度范圍內(nèi)沿?fù)跬翂μ钔翂簩嵉霓k法,以使該滲水層變成一個封閉的結(jié)構(gòu),此方案成功制止了漏漿現(xiàn)象。3)溶洞漏漿:鉆孔到37 m深度位置漏漿,此位置地質(zhì)為強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。漏漿情況為泥漿面短時間內(nèi)突然下降了15 m,泥漿從底部往下漏,同時由于孔內(nèi)泥漿面下降造成孔外水壓大于孔內(nèi)造成擋土墻預(yù)留孔上的泥漿護(hù)壁開始不斷剝落,河水從擋土墻伸縮縫位置和基礎(chǔ)底部砂卵石層位置流入孔內(nèi)。根據(jù)漏漿的情況判斷該深度位置存在溶洞,于是采用了回填片石、水泥和黏土的方法進(jìn)行處理。先回填片石和水泥,目的是先將該位置的護(hù)壁凍結(jié)以堵死溶洞,再回填黏土將孔全部填滿以便重新造漿和護(hù)壁。重新沖鉆至37 m位置再次嚴(yán)重漏漿。針對于地質(zhì)中存在溶洞這種情況,通過分析由于孔上部位于擋土墻內(nèi),預(yù)留孔孔徑為1.62 m不能擴大,而下鋼護(hù)筒則必須擴大樁徑,所以不能采用;另外如果采用注漿法時間比較長,又不經(jīng)濟,所以也不能采用。經(jīng)過選擇最終還是采取了繼續(xù)回填片石、水泥和黏土的方案,同時加大泥漿比重、嚴(yán)格控制沖程,達(dá)到35 m左右的位置時基本上以每天1 m沖程的樣子。鉆至37 m位置時先回填部分片石和水泥,沖鉆0.5 m左右后停鉆一段時間后再進(jìn)行沖鉆,目的是讓片石擠入溶洞內(nèi)后水泥將其凝結(jié),形成護(hù)壁。采用此方法成功穿越了溶洞區(qū),但是在回填過程中由于片石填筑位置和數(shù)量不盡合理造成了擋土墻有輕微的移位,對擋土墻質(zhì)量有一定的損壞。

4 施工過程中應(yīng)注意的問題

1)擋土墻的砌筑。擋土墻砌筑質(zhì)量直接影響著鉆孔施工。首先應(yīng)該處理了基礎(chǔ)和墻身的關(guān)系,對于地質(zhì)情況不好的情況下基礎(chǔ)墊層建議采用低標(biāo)號混凝土,盡量不用碎石作墊層;基礎(chǔ)混凝土澆筑后應(yīng)該及時埋置接槎石或者進(jìn)行鑿毛處理,砌筑時應(yīng)采用坐漿法,砂漿必須密實,以便基礎(chǔ)和墻身是一個整體。其次預(yù)留孔的位置和垂直度要準(zhǔn)確,同時預(yù)留孔附近的砌石砂漿一定要非常飽滿。

2)鉆孔。鉆孔過程中如果遇到漏漿現(xiàn)象應(yīng)該及時采取方案,并備好回填材料以便及時回填。如果鉆孔過程中在擋土墻內(nèi)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象應(yīng)該及時回填黏土或膨脹土并加入一定的水泥。如果遇到砂卵石層建議先在擋土墻外進(jìn)行填土壓實和孔內(nèi)回填水泥。如果遇到溶洞應(yīng)及時回填片石和水泥,回填過程中應(yīng)控制好回填位置和數(shù)量;應(yīng)嚴(yán)格控制其沖程,建議每天鉆進(jìn)0.5 m～1.0 m;建議同時加大泥漿比重,大約1.20～1.30。在溶洞區(qū)內(nèi)可以先不清渣,等到穿過溶洞區(qū)后再進(jìn)行。成孔后應(yīng)該及時灌注混凝土,灌注時的泥漿比重可以適當(dāng)大一點以防止泥漿護(hù)壁剝落。

5 結(jié)語

1)本文對不良地質(zhì)情況下?lián)跬翂?nèi)鉆孔施工技術(shù)進(jìn)行了探討,并結(jié)合永州市零陵大道曲河小橋1號橋臺1號～4號樁對鉆孔施工過程出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析,介紹了處理方案和效果。2)本文結(jié)合現(xiàn)場施工情況,對不良地質(zhì)情況下?lián)跬翂?nèi)鉆孔施工過程中應(yīng)注意的事項作了分析總結(jié),對類似施工有一定參考作用。

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