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1、肇庆大桥岩溶区大直径嵌岩桩施工技术2000年第3期广东公路交通GuangDongGongLuJiaoTong总第,64期肇庆大桥岩溶区大直径嵌岩桩施工技术梁鉴亮●'(中港第四航务工程局,广州510500)摘要:肇庆大桥桥址处于非常活跃的溶洞发育地段及地质破碎带上,大直径桩基施工采用双护筒方案,泥浆循环系统,钻冲结合.简要介绍施工过程中的溶洞处理方案及实践效果.关键词:大直径桩基础溶洞施工工艺中圈分类号:13443.15文献标识码:B1概述肇庆大桥位于肇庆市西江下游,南接建设中的广肇高速公路,北连市区端州一路.主桥为六跨单箱单室连续梁,主跨136m,副跨86
2、m,北引桥Ⅱ为17X40m跨预应力简支T梁(桥面连续),桥面宽均为22m.主桥主墩为4根奶0o/0cm嵌岩桩基础,薄壁墩身,副墩为2根奶0o/忆50cm嵌岩桩基础(39#～45#墩),双柱式墩身;北引桥Ⅱ为2根n嵌岩桩基础,双柱式墩身(22#～38#墩).肇庆是以拥有千姿百态溶洞景观的七星岩着名的旅游城市.由于城市整体规划的需要,肇庆大桥桥址处于非常活跃的溶洞发育地段及地质破碎带上.为摸清溶洞的分布,大小,填充情况,漏水情况等,以指导施工,在全面铺开桩基础施工前,分别进行初勘,施勘,补勘,电磁波层析CT探测等多层次勘察.勘察结果显示,大桥从22#墩到45#
3、墩几乎每桩都存在裂隙破碎带和溶洞.覆盖层厚从10m～40m变化,地层变化为:粉砂层一细砂层一中砂层一粗砂层一角砾层一基岩,其中主墩大部为粗砂层及角砾层,北引桥Ⅱ大部为粉砂层及细砂层,部分墩有中粗砂层.岩层多为灰岩,局部夹有白云岩,石英大理化岩等.溶洞形状极为复杂,以主墩40#墩为例,溶洞层数最多达5层,溶洞顶板最厚的达4m,最薄的仅为10cm,顶底板大都倾斜,最大倾斜角达75o,且溶蚀的作用十分破碎;溶洞高度变化很大,最小的溶洞仅高20—30cm,最高的溶洞则高达9.40m.溶洞中多填充流塑性的亚粘土(含有角砾,粉细砂和中粗砂等),部分为空洞,且存在压缩气
4、体或高压水.溶洞形状各异,错落无序,桩桩相连,并与异常发育的裂隙破碎带相连通,构成一座座非常复杂,离奇的地下迷宫.在北引桥II桩基础中,最大的溶洞高达13m,最多的达7层,同一墩位的溶洞互相连通,一些相邻墩位的溶洞亦互相连通,这些情况给施工带来较大的难度.2施工方案的选择初步摸清溶洞分布情况后,确定施工方案并实施.经过认真比选,并总结类似工程的施工经验,在施工中确定了以下三个原则.2.I双护筒方案根据地质资料,自22#～41#墩各桩的覆盖层均为砂层,39#一41#墩有少量角砾,而北引桥Ⅱ则大部份为粉砂层,最深的达3O多m.这种地质情况下,一旦发生漏浆,孔内
5、泥浆液面迅速下降,泥浆护壁无法抵抗漏浆时产生的内外水头差所产生的压力,其后果会导致塌孔埋钻等恶性事故的发生.但由于覆盖层厚,振动锤无法将护筒一次施打到位,按D315cm单护筒穿过20m覆盖层进行计算,其外侧摩阻力约1100t.要克服如此大的摩阻力,至少需500kW振动锤,而护筒壁厚需达25mm以上才能保证施打时不产生变形,而且施工难度极大.通过在工期,成本上反复对比,最终确定采用钻埋法完成内护筒的下放.而防止出现这种情况最有效的方法是将钢护筒下放至基岩面,在实际施工中采用双护筒施工,用"钻埋法"将护筒下放至基岩面.2.2泥浆循环系统由于桩孔径大,且设计对桩
6、基础成孔质量要求较高(设计要求孔底沉碴不超过lcm),使用普通泥浆已难以保证成孔质量,故钻孑L时采用优质泥浆进行施工,以加强护壁效果,并确保清碴满足设计要求.泥浆以膨润土为主要材料,掺人一定量的纯缄,及少量外加剂,浇注砼前采用孔底换浆?25?2000年第3期广东公路交通总第64期法.施工时采用反循环清碴,利用泥浆船进行循环(图1).再J
7、■l,l簟■-I'tl早●■石五直●●,r●-重?图1内,外护筒位置及内护筒脚处理示意图2.3钻冲结合由于桩位处地质十分复杂,施工时不可预见因素较多,经过反复讨论比较,决定采用钻冲结合工艺成孔.即:先用钻机钻穿覆盖层,下完
8、内护筒压浆后,再换冲机进行人岩施工.选择冲击钻机进行入岩施工主要基于下述原因:(1)由于冲机成孔对孔壁产生的挤压作用,使得其孔壁比较密实.(2)冲机易于处理内护筒脚与基岩面接触面处空隙.(3)由于冲击成孔时,冲锤自由落体,能保障进尺的垂直度.(4)由于冲锤尺寸,重量较小,一旦出现卡锤,掉锤等事故时,易于打捞.3施工过程中的溶洞处理3.1施打钢护筒钢护筒施工工艺流程:搭设钻桩平台,加工定位导架一施打外护筒一上回旋钻机钻穿覆盖层一撤钻机一下放内护筒至基岩面一内护筒外压浆一上冲机进行人岩施工.钻覆盖层时,考虑到地质资料可能存在的误差,进尺至基岩面以上1～2m时停
9、止钻进,以确保施工安全.下放内护筒参考钢筋笼下放工艺,利用吊船(或
