桥梁桩基特殊溶洞处理方法的探讨与应用

2019-06-16寇东兰

商品与质量 2019年45期

寇东兰

中铁十七局集团第六工程有限公司福建三明 3650000

1 岩溶区桥梁工程概况

1.1 桥梁概况

岩里大桥总长277m，桥型布置为（4×40+3×40）PC连续T梁，下部构造为柱式墩配桩基础；设计共38根桩基，桩径分别为Φ1.5m、Φ2.0m 和Φ 2.2m，桩长为 36-64m，大部分为端承桩，设计桩基全断面嵌入中风化岩层0.5m。桥型布置如图所示。

岩里大桥桥型布置图

1.2 地质概况

桥址区主体位于剥蚀丘陵山体，中部间夹山间凹谷，地形起伏平缓，为隐伏岩溶区，局部山势陡峻。地层由上而下依次为：第四坡积层（Qd1），下伏基岩二叠系童子岩组（P1t）炭质泥岩、二叠系栖霞组（P1q）石灰岩，桥区栖霞组石灰岩体岩溶十分发育，对桥梁基础形式选择及桩长影响较大[1]。

1.3 地质概况

桥址区主体位于剥蚀丘陵山体，中部间夹山间凹谷，地形起伏平缓，为隐伏岩溶区，局部山势陡峻。地层由上而下依次为：第四坡积层（Qd1），下伏基岩二叠系童子岩组（P1t）炭质泥岩、二叠系栖霞组（P1q）石灰岩，桥区栖霞组石灰岩体岩溶十分发育，对桥梁基础形式选择及桩长影响较大。

2 钢护筒处理措施概述

（1）对较小溶洞，先对溶洞顶部成孔，再跟进钢护筒至粉砂层底的基岩顶，然后用小冲程凿穿溶洞顶板，若钻进过程中泥浆损失较慢，应及时补充泥浆，并抛填片石、粘土块或C20砼充填挤实后再钻进。

（2）对较小溶洞，在凿穿溶洞顶板，先跟进钢护筒至溶洞顶，再用小钻头凿穿溶洞顶板，若钻进过程中泥浆损失较快，必要时可采取惨加速凝剂或水玻璃的水泥砂浆、C20混凝土进行封堵，并应及时补充泥浆。

（3）对于溶洞高度较大，采用下钢护筒跟进钻孔，辅以片石、粘土块或C20砼封堵的方法。对于糖葫芦串珠状的溶洞，根据情况采用多层钢护筒递进的方法钻进[2]。

3 钢护筒跟进施工方案

钢护筒壁厚δ=12-18mm的钢板，孔深10米以下时采用12mm厚的钢板，孔深10-30米时采用14mm厚的钢板，孔深30米以上时采用18mm厚的钢板，在厂家用机械集中卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口，每节制作长度为4.5-7.5米，制作内钢护筒的内径D′=d+20cm（d为设计桩径）。下置钢护筒的目的：主要是防止贯通溶槽的漏浆而造成砂质覆土层以及地表层的塌孔，首先将设计桩径的钻头扩大20cm（例如：φ1.6m的钻头扩大至φ1.8m），正常钻进至溶洞上方约1m处，采用汽车吊辅助振动锤等打入设备，将钢护筒分节打入土层中至岩面。

4 钢护筒吊装方案

4.1 起重机械的选择

根据施工组织要求本工程钻孔桩分项工程的内钢护筒吊装工作应安全、及时和准确，结合现场场地的具体情况以及机械使用等综合考虑选用汽车起重机，初步按照规格型号为QY32、最大额定起重量为32T的吊车进行力学计算[3]。吊装工程用起重机型号主要根据工程结构特点、构件的外型尺寸、重量、吊装高度、起重（回转）半径以及设备和施工现场条件确定。

4.1.1 起重机起重量计算

4.1.2 起重机起重半径计算

对某些安装就位条件差的中、重型构件，起重机不能开到构件吊装位置附近，吊装时还应计算起重半径R，根据Q、H、R三个参数选定起重机的型号。

起重机的起重半径一般可按下式计算：

4.2 吊钩

吊钩是专用吊具中的重要组成部分，除要承受吊物的重量外，还要受到起升和制动时产生的冲击载荷。所以吊钩必须具有较高的机械强度和冲击韧性，一般选用20号优质碳素钢经锻打等热处理加工制作而成。在起重吊装作业中，吊钩必须装设防止脱钩的安全保险装置。本吊装方案中根据施工要求，其吊车的吊钩须设主、副吊钩。吊钩使用要求如下：①吊钩应是按吊钩的技术条件和安全规范要求生产制造的，应具有质量合格证书，否则不允许使用。②吊钩在使用中应按起重机械安全规范要求进行检查、维修，达到报废标准的必须立即更换。③吊钩不得超负荷进行作业。④起重机械不得使用铸造的吊钩。⑤吊钩表面应光洁、无毛刺、裂纹、锐角和剥裂，使用过程中应经常检查吊钩有无裂纹或严重变形，有无严重腐蚀及磨损现象。