欢迎来到『东合南岩土』官方网站!

地下罕见溶洞桩基施工工艺怎么做?请看本篇详细介绍

378 2020-08-11 16:29:30




岩大桥是龙岩市区首座高架桥,不仅是龙岩市中轴线关键桥梁,还是一座景观桥。主桥全长340m,设计为190+150m非对称独塔双索面钢箱梁斜拉桥,主塔为“宝石”型桥塔,塔柱高度为118m,大桥跨越龙津河、两条城市主干道和两条铁路干线。



龙岩大桥建成后效果图





龙岩大桥主塔桩基自2016年4月17日灌注第一根桩基础,至今已经灌注13根桩。龙岩大桥主塔桩基础共21根桩基础、桩径2.5m、最大桩长86m、最大钻孔深度97m。其桩基施工时间之长、施工难度之大在国内罕见





俗话说外行看热闹,内行看门道

不知道具体情况人们会问


为什么要施工这么久?

为什么比其他桥梁桩基施工慢?


难点一:周围环境复杂、狭小



龙岩大桥主塔桩基平面图





 上图中间为主塔承台位置,共设置五排计21根桩基(桩直径2.5m)。承台北侧已部分侵入龙津河,东侧邻近龙厦高铁线,南侧侵占部分罗龙路,西侧紧挨商铺。施工空间极其狭小,还必须保证铁路安全(离铁路最近处仅15m),不能影响南侧道路的通行,还肩负龙津河的环保重任,也就是说除了主体结构空间之外,周围只有极少空间可用来施工





难点二:地下溶洞地质复杂、国内罕见




主塔桩基剖面图





图中圆圈为溶洞位置及大小,从上图可以看出,各种大小的溶洞几乎遍布整个地下空间,溶洞最多的为21号桩,共九个溶洞。溶洞最大的为10号桩的第二个溶洞,近30m高。这些溶洞根据上下位置,在距地面30m内,称为一层溶洞,30m-60m范围内为二层溶洞,60m-100m范围内称为三层溶洞。


东侧铁路桩深度大概在40m左右,位于一层溶洞和二层溶洞之间,也就是说铁路的重量全部压在二层溶洞的顶板上,龙岩大桥的桩要全部贯穿二层溶洞到达三层溶洞顶或者到达三层溶洞底,还要对二层溶洞顶板进行保护,施工难度极大。


桩基础位置溶洞极其发育,不仅多而且溶腔大,且与旁边龙津河底的溶洞有联通部位,形成地下暗河,这种情况在国内都属罕见





难点三:岩层坚硬、入岩深度国内仅有



地下取出的岩样

每天使用废掉的牙轮

△地勘时发现的地下溶洞




取出的岩样以石灰岩和花岗岩为主,要么是溶洞区的月牙状(地下极容易坍塌),要么是微风化的岩石(岩石极硬,硬度达到115mpa),每米基本要用掉6至10个合金牙轮钻头。国内大型桥梁入岩深度一般在设计桩基的4~5倍,2.5m桩基入岩只需10m左右即满足要求,由于需要穿越溶洞,本桥桩基础入岩达到70m左右,是正常入岩深度的7~8倍,在国内仅有。





困难多,办法更多

国内首创施工工艺攻克难题









由于龙岩大桥特殊的地质情况,其桩基础施工的技术难度非常大,故此,六局所属中建桥梁建设者采用了分级钻孔分级下钢护筒的施工工艺,施工工艺复杂,在国内也是首创。












考虑到地下溶洞极其发育,我们采用全护桶跟进方式进行施工,护桶最多时候为6层,分别为(直径)3.6m,3.3m,3.05m,2.86m,2.65m,2.42m。





备用的护桶





首先项目部用大直径钻头钻至一层溶洞顶,然后下放3.6m或3.3m护桶,封住一层溶洞,保证护桶内的安全。


然后采用中型钻头钻至二层溶洞底,下放2.86m或者3.05m护桶,封住二层溶洞。


接着采用不小于设计桩径的钻头钻至三层溶洞底,下放2.65m护桶。


最后采用2.5m钻头钻至设计标高成孔,考虑到三层溶洞底还存在部分裂隙,项目部还准备了2.42m的护桶,套在钢筋笼上,下放到指定位置,到此为止就可以放心地成桩灌注了。





工人正在下放2.65m护桶





根据现场平面布置和地质环境,项目引进了两台中车460旋挖钻和一台德国宝峨460旋挖钻(在国内均属于领先地位能施工120m深入岩桩基)。





左为宝峨460旋挖钻机,右为中车460旋挖钻机





由于需要下放不同直径的护桶和处理不同岩质需求,项目部准备了三十多种钻头,有不同直径的钻头,有不同作用的钻头(如取芯钻头,全断面钻头,捞渣钻头,导正钻头等等)。





各式各样的钻头





仅有上述技术和设备仍然无法攻克超高溶腔问题,钻进过程中溶洞内一旦出现坍塌,极有可能卡住钻杆和钻头,使钻机动弹不得。项目根据国内外相关技术,攻坚克难,改进设计出了15m和30m长的牙轮桶钻。





霸气!超长桶钻





有了这个超长桶钻,在钻进过程中,钻头上下口均处在非溶洞区的安全地质环境中,有效的防止了坍塌引起的一系列问题。


至此,桩基施工关键难题被攻克。






  END