浅谈采空区桥梁大直径桩基础施工技术牛延军

浅谈采空区桥梁大直径桩基础施工技术牛延军

牛延军

牛延军

中交三公局第二工程有限公司北京朝阳100022

摘要：京石二通道（大苑村-市界段）高速公路工程第13标段，云房路分离式立交19-21轴上跨一个废弃采空区，通过调整桥梁基础规格，采用岩层旋挖成孔技术，减少对洞体的扰动，确保施工安全，降低工程造价。

关键词：采空区；大直径；桩基础；施工技术

一、采空区概况

1、采空区概况

京石二通道13标段云房路桥处于长沟镇和大石窝镇交界处，桩号范围K35+772-K36+612，全长840m。该采空区位于云房路桥19轴-21轴之间。

2、地质、水文

根据地勘资料显示，该采空区沿白云岩的岩层倾向向山内延伸，在进入洞口约15m处分布一北东向支洞，洞径较大，且向东北向斜向下延伸。采空区埋深约7-20m，宽度约4-5m，高度约3-9m。

采空区内深部水量较大，水源主要来源于附近的砂石料厂及周边人为活动的污水。

采空区平面图

三、施工方案

一）、施工顺序：

1）桩基施工

桩基施工顺序:先施工19-3、19-4、20-1、21-1的4根Ф2.5m桩基和19-1、19-2Ф的4根1.5m桩基，再施工空洞范围外的其它桩基。

1、Ф1.5m桩基施工采用旋挖钻常规施工方法。

2、Ф2.5m桩基施工

空洞范围内Ф2.5m桩基施工时，使用SR280、SR400型两种旋挖钻循环施工，每根桩分以下阶段进行。

第一步：为避免桩周围洞顶在钻孔过程中岩体产生的应力骤变，发生扩孔影响质量，采用Ф13cm潜孔钻沿Ф2.5桩基四周按中心间距30cm进行钻孔，直至打通洞顶，钻孔时留取渣样，认真分析并做详细记录，如与设计情况相符，再采用SR280钻机钻取Ф1.2m桩径，贯穿洞顶；如与地勘不符时立即向监理、设计上报，并重新协商制定合理处理方案。

第二步：采用SR280钻机，先钻取Ф1.8m桩径，贯穿洞顶；

第三步：再用SR400型钻机钻取Ф2.5桩径，贯穿洞顶；

第四步：当钻孔通过洞顶后，校验桩心偏位是否符合设计要求，与设计不符时及时纠偏；为保证钻至桩底时SR400钻机有足够的扭矩，先用潜孔钻沿桩径四周范围钻取间距为30cm的小孔，再并排钻取Ф1.2m桩径的双孔；

第五步：下放永久钢护筒

采用厚16mm的钢板制成外径2.5m的钢护筒，根据实际情况调整每节钢护筒长度，钢护筒安装时高出洞顶不小于2米；用遇水膨胀橡胶条将护筒上口外侧缠裹，保证钢护筒与岩壁不留间隙。

护筒长度在8m-14m范围内，争取一次吊装，如有运输困难可将钢护筒分节运至现场。

焊接时，在孔口搭建焊接平台，保证焊接质量。接头采用高20cm，厚16mm的钢板在内外侧进行帮焊。然后用20cm高的钢带在空洞范围内，每两米进行加箍。

第六步：安装钢筋笼时采用常规施工方法进行安装。

第七步：灌桩时，应严格控制砼浇筑速度，桩基浇筑一次成型，以保证成桩后桩基质量。

四、施工注意事项

1、尽量避免人员进洞作业，如需洞内作业时对进出洞作业人员执行实名登记制度，并由专人负责做好视频监控。

6、现场施工用电采用三相五线制，孔下施工照明采用12伏低压电，并在用电区域内严格接地，接零和安装漏电保护器。施工区内电线电缆要具有良好的绝缘性，并严禁拖地埋地，防止磨损。

7、护筒运输出厂时应在内侧焊接十字撑，保证在运输过程中不变形；护筒吊装时应先试吊，检查吊索有无连接牢固，吊装时应缓慢进行防止护筒磕碰变形。

护筒吊装好后及时检查护筒垂直度是否符合设计及规范要求，及时纠偏。

8、施工机具的检查：各种作业机具施工前应先进行检查，是否符合要求，尤其钢丝绳的检查，看是否有断丝、磨损、锈蚀等，如有应及时更换。

9、覆土小于10m位置的岩层沉降检测

监测点先用Ф130潜孔钻钻孔，钻至洞顶中风化岩层顶；安装Ф10cm钢管，高出地面5cm，插入Ф25钢筋，钢筋底部抵触在岩层顶面，并用细沙填充。

观测点设置好后，应派专人进行观测记录。每天观测不少于2次，观测时间为：6：00、18:00。

如24小时沉降观测值超过2mm时，应立即停止施工，上报监理、设计及业主单位，进行分析协商，做出合理的处理方案。

10、为了避免采空区的再次破坏而影响到桥梁的使用安全，在通向桥梁范围内的洞口用浆砌片石封堵。

五、质量保证措施

1、严把进场原材料质量关

主材钢筋、水泥必须有厂家的试验报告和出厂合格质量证明，并由试验室在监理工程师的见证下进行现场取样，自检，无条件完成自检的，送有相应资质的第三方试验检测机构进行检测，待合格报告下发以后，方可使用。

2、材料存储保管

场内钢筋放置在高出地面0.3m的混凝土垫块上，以免机械损伤或受潮锈蚀破坏，使用前应将表面的油腻、漆皮、铁锈清除干净。

3、施工质量控制

1）认真做好施工原始数据的记录，做到资料完整准确，内容齐全。工程每一部分混凝土浇筑日期、时间及浇筑条件都有完整的记录。

2）加强施工全过程的质量监控，实行质量否决权。

3）开工前试验室做好原材料的检验和配合比设计，施工过程中每道工序自检，交接检查，专职质检员跟踪全过程检查，符合质量标准，监理工程师批准后方可进行下道工序施工，对质量不合格的工程坚决推倒重建，确保工程质量达到优良。

六、安全保证措施

1、对所有施工人员进行安全、环境保护教育，贯彻各项安全管理制度，进行安全培训，进场后必须带安全帽。

2、现场临时用电按照三相五线制，实行两级漏电保护的规定。合理布置临时用电系统，配电箱必须符合部颁标准的规定。

3、定期对施工机械维修保养，关键设备需在有关部门的安全检查合格后，才能投入使用。

4、配合起重吊装作业时，必须服从信号工指挥。吊装前必须撤至吊臂回转范围以外。

5、机械操作人员应经过培训，了解机械设备的构造、性能和用途，掌握有关使用、维修、保养的安全技术知识。电路故障必须由专业电工排除。

6、使用罐车运送混凝土时，现场道路平整坚实，设专人指挥，指挥人员站在车辆侧面，卸料时，车轮挡掩。

七、结语

本施工方法适用于桥梁桩基础整体穿越采空区作业，施工过程中重点控制钢护筒的下设，同时还需要确保钢护筒的材料质量。为今后类似工程提供了施工相关参数及方法，有效解决了桩基础采空区施工的技术难题。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准。《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）[J]北京，交通出版社，2011.

[2]《北京市实施〈危险性较大的分部分项工程安全管理办法〉规定》（京建施〔2009〕841号）.