关于岩溶地区桥梁桩基施工工艺浅析
2016-10-08
随着现代建筑工程的不断开发，公路桥梁建设成为推动国民经济快速发展的重要基础，现代科技的进步促进了道桥施工技术工艺的不断创新与提高，桩基施工是针对建筑工程地基承载力进行加固处理的重要技术措施，特别是在相关桥梁建设施工中应用广泛。由于工程地质环境条件复杂多变的客观性，很多桥梁施工会遇到不同的地质变化，岩溶地质作为一种典型的复杂性地质环境，有着独特的地质水文特征，对于桥梁桩基施工带来了较为明显的难度，根据桩基施工技术的工艺特点，结合岩溶地区的地质环境工况，科学的实施桩基施工并有效解决施工过程中出现的技术难点和问题，有利于保障岩溶地区桥梁建筑施工的安全质量。
1、岩溶地质特征及桩基施工的技术优势
岩溶是指石灰岩、石膏等碳酸盐类的可溶性岩石，在含有二氧化碳的地表或地下流水的长期溶蚀沉积作用下形成的各种岩溶现象的地质地貌，其地质构造环境复杂多变，通常含有大量溶洞，石沟、石林、地下暗河等地况发育。岩溶地区通常是指岩石地质构造具有洞穴、地下河等显著岩溶地质特征的地区，岩溶地区的可溶性岩石具有透水性，水文体系动态性变化复杂，环境土质和水质通常具有较强的侵蚀性，溶洞充填物多为松散软塑状物，地质岩溶发育程度不尽相同。
现代建筑施工技术条件下，桩基施工是利用钢筋、水泥、钢材等相关材料预制加工形成柱状桩体后，再用沉桩机械将桩体打入或压入工程施工地层结构内持力层，也可以先在结构层内深钻成孔后再利用混凝土浇筑成柱状桩体，以便于加强建筑构物地基承载力的施工工艺方法。随着建筑技术的不断提高，桩基理论设计形式和桩基施工工艺设备性能等，都有了很大改进，即加强了地基承载强度，有保障了工程质量，还节省了施工工期，取得了相应的经济效益和社会效益。桩基施工已成为土质结构不良地区修建高层建筑或具有特殊要求的各种建筑构物所广泛采用的地基处理技术形式。
2、岩溶地区桥梁桩基施工的技术工艺分析
由于岩溶地区的地质水文环境相对复杂多变，进行桥梁建设桩基施工时应根在科学地质勘测基础上优化设计施工方案，严格施工工艺流程进行施工：
2.1 桩基施工准备：针对桥梁工程现场进行平整钻孔施工场地，合理设置泥浆储备池与供水设施，根据桥梁墩位桩基的地质岩溶节理裂隙走向、岩面高低、溶洞分布等环境实况，进一步优化桩基施工方案和钻孔顺序，针对特大型溶洞或地质复杂的墩位溶洞，要严格制定施工质量和安全保障措施，充分备足施工材料。
2.2 安装桩孔钻机：根据工程施工要求将相关适合于岩溶地区岩层施工的钻孔打桩机械就位安装，严格调试钻孔机械的钻头、钻杆以及其他工作性能。
2.3 埋设钻孔护筒：由于岩溶地质土层结构通常是由透水性的可溶性岩层组成，桥梁墩位桩基施工时应针对桩基钻孔部位进行护筒埋设，埋设后护筒外缘要及时采用黏土进行回填密实，对地质较差区域，可在开孔时添加泥块和片石加固护筒刃角，对于河沟边护筒埋设必须穿透河床。
2.4 桩位钻孔施工：根据岩溶地质特征及桥梁桩基质量要求，先采用具有导向功能的小冲程钻机钻头进行钻孔，待钻孔深度是以后方可正常冲击，钻孔时要保障钻头垂直度，适当调节钻进速度，适应匀速连续钻进，防止钻孔坍塌，保障桩基成孔的竖直圆顺性能。由于岩溶地区地层构造复杂多变，桩位钻孔时应对不同地层采用不同冲击方法进行施工，以保证钻孔质量和钻孔进程。
钻孔施工遇到砂层或淤泥层时，应投放适量黏土并掺加小片石，采用小冲程冲击加固孔壁；遇有卵石层或流砂现象时应调整或增大泥浆比重，提高孔内压力并加强护壁防止渗漏；当钻孔施工遇到溶洞工况时，由于溶洞结构的顶板和底板犬牙交错、高低不平，桩孔钻进溶洞后存在斜面开孔问题，必须根据地质勘测资料及施工方案进行科学钻进，岩溶空洞钻进时要分层回填黏土石块并进行反复冲砸形成坚实泥壁，堵塞原洞内填充物活动通道，防止孔壁坍塌和泥浆流失，为防止钻头在溶洞内冲击岩面时发生卡钻或斜孔事故，应及时进行纠偏。对于特大型岩溶空洞或半充填式溶洞，应采用内套护筒隔离上部松软地层的方法进行处理。
2.5 桩位清孔施工：在岩溶地区进行钻孔施工，由于岩溶地质土层具有一定的透水性，钻孔是产生的粉屑土沫往往会随水渗入孔内形成沉淀，影响成孔质量，施工时必须随钻进随取样，及时进行清孔处理，并要及时检查钻孔的孔位深度、孔径形状、倾斜顺直度，避免或尽量减少孔内废物沉淀，清孔时要根据钻孔深度及岩层结构进行合理施工，避免碰撞孔壁造成孔壁塌陷影响成孔质量。
2.6 安装钢筋笼架：钢筋笼架是桩基工程的重要材料，对于增强桩基竖向承载力有着至关重要的支撑作用，因此要严格控制钢筋笼材料的加工、接头和安装质量，应采用单面搭接法焊接主筋接头并控制截面接头数量，加强箍筋与主笳的焊接牢固性，在钻孔内吊装钢筋笼时要避免碰撞孔壁，并在孔口固定钢筋笼，以免在灌浆过程中发生浮笼现象。
2.7 灌注混凝土浆：混凝土浆液的灌注是桩基础形成的重要环节，岩溶地区的桩基施工，在混凝土浆液灌注时应合理控制灌注速度和压力，防止浆液从岩溶缝隙结构处流出造成桩基跑浆现象，同时也要控制混凝土坍落度，岩溶地区桩基施工的钻孔注浆应连续灌注，首人孔内混凝土量必须埋住导管底部，灌注中要根据灌注速度提升和控制导管深度。灌注面应高出桩顶设计标高以便清除浮浆。
2.8 桩基形成检测：岩溶地区进行桥梁桩基施工，必须针对所有钻孔桩基的桩身混凝土质量进行质量检测，通常根据设计需求采用超声波检测技术在钻孔内安装钢筋笼时预先埋设相关声测装置，灌注成桩后钻取桩身混凝土进行超声波检测，以便于保障岩溶地区的桥梁桩基承载强度和安全稳固性。
3、结语
总之，桩基施工技术是当前桥梁建设施工的重要环节，对于增强桥梁墩位基础的承载性能至关重要，特别是在地质结构相当复杂的岩溶地区进行桥梁工程施工，必须针对不同岩溶地质环境采取相应措施解决施工中出现的问题，保障岩溶地区钻孔桩基的强度质量。
