3.6對于下伏過深的多層溶洞區(qū),樁基無法全部穿過溶洞層,樁端持力層為溶洞頂板巖層時,正確估算持力層厚度是巖溶地區(qū)多層溶洞樁基設(shè)計的關(guān)鍵問題。通常可采用如下兩種計算方法。
　　3.6.1當溶洞頂板巖層比較完整,層理較厚,強度較高,洞跨較大時(大于3倍樁徑),彎矩是主要控制條件,可根據(jù)梁板受力情況按溶洞頂板受彎矩控制估算頂板安全厚度。最小設(shè)計持力層板厚為
　　H=[6M/(q[δ])]0.5
　　式中q———溶洞頂板自重加上覆蓋土層均布荷載,kN/m;
　　[δ]———取灰?guī)rl/10容許抗壓強度,MPa;
　　M———彎矩,根據(jù)頂板巖石的完整性,可分別按簡支梁、懸臂梁和固端梁3種情況計算。
　　3.6.2當溶洞頂板巖層完整,巖體強度高,但洞跨較小時(小于3倍樁徑),可按剪切應力控制估算頂板安全厚度
　　H=(q+P)/(τl)
　　式中q———溶洞頂板自重加上覆蓋土層均布荷載,kN/m;
　　P———樁尖對溶洞頂板的集中力,kN;
　　τ———對于灰?guī)r取l/12容許抗壓強度,MPa;
　　l———溶洞平面周長,m。
　　四巖溶地區(qū)樁基施工的難點更具體地表現(xiàn)在以下4個方面
　　(1)容易坍塌的深厚覆蓋層在快速漏漿的情況下得不到有效的保護,因而,一旦孔內(nèi)泥漿迅速泄露,容易造成孔壁坍塌事故。
　　(2)施工的周期較長,原因有孔深度較大、該區(qū)域進入溶洞后巖石的強度較高及穿過溶洞時需反復進行堵漏等3個方面,尤其是后2個方面是重要的影響因素;
　　(3)無法保證孔壁的強度和穩(wěn)定性;
　　(4)無法保證孔內(nèi)水頭的穩(wěn)定;
　　五巖溶地區(qū)樁基施工的技術(shù)措施
　　5.1地質(zhì)鉆孔資料務必詳盡,力求準確。進行必要的水文、工程地質(zhì)調(diào)查;盡量避開雨季施工,做好防洪及暗河流速大的防洪措施;及時總結(jié)成樁經(jīng)驗,吸取教訓。但在施工中也不可盲目完全依賴地質(zhì)資料。一般來說,在巖溶極發(fā)育、地下水極豐富的地區(qū),第一層護筒都應穿過砂層卵石層,以防突遇溶洞漏漿,造成孔口坍塌。
　　5.2巖溶地區(qū)樁基施工,必須根據(jù)不同的地質(zhì)條件遵循相應的處理原則。對于巖溶,首先應對填充物進行土工試驗,分析其物理力學特性,檢測容重、含水量、孔隙率等,為注漿參數(shù)計算提供依據(jù)。然后根據(jù)地質(zhì)鉆探資料和填充物情況,對每根樁設(shè)計出相應的溶洞處理方案、成孔方法及施工措施。對每種處理方案,都要進行仔細的計算。施工前在橋位外進行溶洞注漿及鉆孔試樁試驗,取得經(jīng)驗數(shù)據(jù),完善施工方案,指導施工。對于封閉的比較小的溶洞,采取注漿措施,提供成孔條件穿過溶洞。溶洞內(nèi)無填充物或填充物較少需向洞內(nèi)填充砂子的,選擇一個合適的孔位,放入并固定鋼套管,將注砂管與鋼套管相連接,在注漿前灌砂。若設(shè)計要求灌入碎石則必須鉆一個大孔(直徑不小于30cm)放入鋼管并固定,鋼管上置碎石料斗,碎石粒徑不大于2cm,投料時振動鋼管,以防止堵塞。對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等,沖孔時可采取投放片石、碎石夾粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到護壁作用,保證泥漿不流失,使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。
　　5.3對于上覆土層較厚、地下水較豐富的摩擦樁,采用鉆孔法為宜。當鉆進到達溶洞頂板時,沖擊鉆頭操作要平穩(wěn),盡可能少碰撞孔壁,并減少沖程懸距(不大于0.80m),慢慢穿過并及時采取防護措施,按一定比例投入黃土和片石來封堵,防止漏漿。在漏漿情況下,為保證及時回填的效果,黃泥宜采用袋裝或泥球狀拋入,黃泥與片石比例控制在1∶2左右,以沖擠到溶洞回填物中作骨架,穩(wěn)定充填物,使孔壁趨于穩(wěn)定、密實。為保證回填及時,必須準備足夠的編織袋,將黃泥袋裝后與片石一起囤積在鉆孔樁周圍,隨時準備應付突發(fā)事件。對于設(shè)置護筒的,護筒要及時跟進接長,并采用沖錘擠壓,封堵溶洞附近的溶溝裂隙。對于嵌巖樁,當嵌巖不深,且需穿透溶洞時,應采用沖抓錐或沖擊實心錐為宜。由于巖溶發(fā)育的不規(guī)則,在樁基成孔過程中,很容易造成卡孔和偏孔塌孔,所以在石灰?guī)r溶蝕段的成孔過程中,應以小沖程沖進,勤用探孔器探測鉆孔的垂直度,發(fā)現(xiàn)偏孔,及時處理。
　　5.4鋼護筒的制作、安裝力求規(guī)范,確保質(zhì)量,尤其是鋼護筒除拼接縫外,要另加鋼板(箍)綁焊,避免樁錘在護筒內(nèi)摩擦、沖擊造成焊接口斷裂。在沖進過程中采用間斷循環(huán)漿清渣法,始終保持孔內(nèi)留有一定量的沉渣,利用沉渣封堵裂隙避免漏漿塌孔。因為上覆土層較厚(其大部分為松散的砂土,含水量大,有輕度砂土液化現(xiàn)象),且地下水埋深較淺,施工時易塌孔,應加大泥漿比重。但終孔后應對泥漿進行稀釋,以便徹底清孔。
　　5.5樁基成孔后的清孔過程中,既要注意清孔的質(zhì)量,保證孔底沉渣厚度在規(guī)范設(shè)計圖允許范圍之內(nèi),又不能拖延時間,要及時灌筑混凝土,以防在換漿清孔過程中,溶洞內(nèi)的填充物再次涌入孔內(nèi),特別有水流動的溶洞區(qū)。對較深樁,從沖孔到灌筑混凝土時間間隔較長的樁沉淀較厚,清孔方法一般應采用掏渣法、換漿法、噴射法3種方法配合清孔。首先,用掏渣法粗略清孔,然后,用換漿法清孔,鋼筋籠下放完畢再用噴射法清孔。較淺樁,鋼筋籠下放時間短,僅用換漿法清孔就可以了。檢驗清孔效果的簡易方法是采用測繩下拴鋼筋頭放到孔底試探。如拉測繩比較重,表明清孔不太徹底,直到拉測繩下部與上部感覺一樣為止,并且能清楚地感覺到鋼筋頭碰樁底巖石。
　　5.6樁基穿過多層溶洞或暗河,拋填粘土袋及片石用沖錘擠填樁外溶洞空間,采用2層、3層鋼護筒防塌孔是成功的經(jīng)驗。在該橋施工時,因該地區(qū)巖溶裂隙發(fā)育,當鉆孔進入巖層后發(fā)生漏漿時,及時加強護壁。漏漿現(xiàn)象一般發(fā)生在基巖內(nèi),根據(jù)勘探資料,在接近巖面處預先填入黃土和片石,且在每沖進50～60cm左右投入一次,直至終孔。部分樁基達到終孔高程后,樁底有直徑小于20cm的小溶洞,應繼續(xù)鉆進至該溶洞底,徹底清除洞內(nèi)填充物,再以C25混凝土填實,以保證樁底反力。
　　六結(jié)論
　　在巖溶發(fā)育地區(qū)對橋址的選擇及橋孔的布置,是設(shè)計者和施工者的難題,處理不當,會造成在施工中改移橋位或改變結(jié)構(gòu)形式,增加投資。從該橋的順利實施可以看出,詳細的地質(zhì)勘探,科學選擇樁端持力層的位置及溶洞頂板安全厚度,合適的穿過多層溶洞的施工處理方案,對確保橋梁樁基工程質(zhì)量,加快進度,縮短工期,提高經(jīng)濟效益十分明顯。另一方面,巖溶地區(qū)建橋,要想完全避繞是不可能的,而應根據(jù)巖溶發(fā)育和分布的規(guī)律,認真勘測、綜合分析、全面比較、精心組織設(shè)計與施工,并加強檢測,確保橋梁安全。

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