2008年巖土工程師考試輔導(dǎo):某橋溶洞處理方案(一)

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一、工程概況
    深圳市鹽田至壩崗高速公路(以下簡稱鹽壩高速公路)位于深圳市東部沿海地區(qū),全長約7km.鹽壩高速公路是深圳市東部路網(wǎng)的重要組成部分,是深圳市的重點建設(shè)項目。我部本次施工B段第八合同段,即:葵涌西互通式立交主線1#橋及C-C、E-E匝道橋??课骰ネㄊ搅⒔坏靥幙挎?zhèn)和葵涌小平原的西南緣,該立交與坪山至西沖一級公路十字交叉,并同時上跨葵涌至南澳現(xiàn)有公路和葵涌鎮(zhèn)的金業(yè)路。它還與預(yù)留葵涌東互通式立交(深圳市規(guī)劃6#高速公路)共同完成其交通流的轉(zhuǎn)換。
    全橋共計樁基101根,根據(jù)地質(zhì)勘測資料,在樁中心處表明有溶洞的點位共有30個。其具體布置情況及溶洞發(fā)育程度詳見《樁基地質(zhì)勘探平面布置總圖》。
    本橋地質(zhì)情況由上至下依次分別為雜填土、粘土、粉質(zhì)粘土、含碎石粉質(zhì)粘土、弱風化結(jié)晶灰?guī)r及微風化結(jié)晶灰?guī)r,灰?guī)r溶巖發(fā)育。溶洞大概可分為4類,即空溶洞(12個)、多層溶洞(9個)、大型溶洞(H>4m的8個)、有充填物溶洞(21個)。類型主要以有填充物溶洞為主,其充填物主要有半充填淤泥質(zhì)土、砂礫、碎石、卵石、粘土等。溶洞為左3#-3孔,高19.4m.右2#-3孔為6層溶洞。多層溶洞一般高度較小。C匝道9#墩、10#墩、11#臺;主線1#橋5#墩均處在巖溶較發(fā)育地區(qū)。
    地下水主要為第四系沖洪積層的孔隙潛水和弱風化結(jié)晶灰?guī)r中的裂隙水,地下水以接受大氣降水補給為主,一般見溶洞孔的水位均偏低??挎?zhèn)南部中冠公司至高圳頭一帶河谷之下及其兩側(cè)隱伏著下石炭系灰?guī)r、大理巖,巖溶比較發(fā)育,巖溶水賦存于巖溶之中。本橋址地下水對樁基有中等腐蝕,樁基混凝土應(yīng)采取二級防護措施。
    二、施工方案
    (一)方案的選擇
    根據(jù)以上工程概況及施工特點,有溶洞的樁基主要采取如下方案:
    1、挖孔樁施工
    當有溶洞的樁基地層中無較厚砂礫層或砂層,且溶洞水位較低時采用挖孔樁的方案較為適宜。
    2、鉆孔樁施工
    當?shù)貙又杏休^厚的中粗砂層、風化嚴重的礫石、碎石;地下涌水量較大時采用鉆孔樁施工。
    3、護筒跟進法
    當溶洞上方有較厚的砂礫層時,采用護筒跟進的方法,以防止坍孔。
    4、挖鉆結(jié)合法施工
    主要針對挖孔法施工,當對地質(zhì)情況難以掌握及地下水情況難以判斷,挖孔難以進行下去時,采取鉆孔樁的施工方法。
    (二)施工方法
    1、適宜鉆孔作業(yè)的有溶洞的施工
    ⑴鉆前準備工作
    ①詳細掌握溶洞出現(xiàn)的位置,并推斷其范圍大小。
    ②對有溶洞的樁位地質(zhì)、水文地質(zhì)資料進行分析研究,制訂適當?shù)氖┕し桨负褪┕ぜ夹g(shù)保障措施。
    ③每個孔位的地質(zhì)柱狀圖和施工方案都單獨列出,發(fā)給有關(guān)人員,讓具體操作者、技術(shù)人員、作業(yè)隊長都知道溶洞的位置、大小、充填情況以及應(yīng)采取的施工方案。
    ④備足成孔用水、粘土、片石、碎石等必備材料,確保溶洞鉆穿時迅速補水、補漿,預(yù)防坍孔,并及時拋填粘土、片石,以恢復(fù)正常鉆孔作業(yè)。
    ⑤要有處理施工故障的備用機具設(shè)備,如打撈、急救以及不同性能的其他鉆機、鉆具等。
    ⑥鉆孔前先對場地進行平整,清除雜物,再進行樁基定位放樣。同時定位放線應(yīng)注意:a.依據(jù)已布設(shè)的平面控制加密導(dǎo)線控制點坐標和經(jīng)復(fù)核計算無誤的各鉆孔樁中心坐標,利用全站儀精確測設(shè)各樁位的中心樁;b.采用正交線法定出該樁位的法線方向線控制樁,供護筒安裝及機具定位使用c.每個鉆孔樁的護筒安裝就位后,應(yīng)測量護筒頂標高,供檢測孔深度、樁底標高時使用。
    鋼護筒內(nèi)徑比相應(yīng)的樁徑大30cm,分節(jié)卷制,單節(jié)高度2m,埋設(shè)的深度根據(jù)不同地質(zhì)情況分別確定,對埋深較淺的護筒,采用挖埋法,即先在樁位處挖出比護筒直徑大80-100cm的園坑,然后在坑底填筑50cm左右厚的粘土,分層夯實,然后通過控制樁放樣,把鉆孔的中心位置標于坑底,再把護筒吊放進坑內(nèi),用十字線在頂部找出護筒的園心位置,移動護筒,使護筒中心位置與樁位中心位置重合,同時用水平尺或垂球檢查,使護筒豎直,隨后即在護筒周圍對稱,均勻回填含水量的粘土,分層夯實,使其達到密實度,夯填時要防止護筒偏斜,護筒頂面至少應(yīng)高出地面0.3米,以防雜物,地面水落入或流入井孔內(nèi)。
    泥漿可用膨潤土拌制,也可采用性能良好的其它粘土拌制,制漿池、儲漿池、沉淀池均設(shè)在鉆機周圍,并用循環(huán)膠管連接,以形成良好的泥漿循環(huán)系統(tǒng)。