Tecnología de construcción con lechada previa para cimientos de pilotes de puentes urbanos que cruzan cuevas kársticas.
El proyecto de reconstrucción de la avenida Baishazhou está ubicado en la salida sur de Wuhan, con un gran volumen de tráfico en ambos lados de la carretera. Parte del área donde se ubica el proyecto pasa por una zona de desarrollo kárstico y el colapso del terreno ha ocurrido muchas veces en la historia. Por lo tanto, bajo la condición de garantizar un flujo de tráfico continuo, cómo resolver el problema técnico de los cimientos de pilotes que pasan a través de la cueva kárstica en la cara de trabajo estrecha y garantizar la seguridad de las estructuras y el tráfico en ambos lados de la carretera se ha convertido en una cuestión clave y difícil. Problema que debe resolverse en la construcción de ingeniería. 1 Descripción general del proyecto 1.1 Descripción general del diseño El viaducto del Proyecto de Renovación de la Avenida Baishazhou tiene una longitud total de 6,9 km, un ancho de tablero de puente de sección estándar de 26 m y una estructura de vigas continuas de hormigón pretensado de tres cámaras y una sola caja. La estructura inferior de la sección de carretera estándar es un muelle de dos columnas con un tamaño de sección transversal de 1,7 m a 1,7 m, una plataforma de cubierta de 3 m de altura y una base de pilotes de 4 a 1,6 m se agregan dentro del rango de ampliación. de las vigas de caja, y el tamaño de la sección transversal de los pilares laterales es de 1,7 m a 1,7 m, conectados a una plataforma de tapa de 2 m de altura, y la base es una base de pilotes de 2 a 1,2 m. Se instalaron un total de 1.184 pilotes a lo largo de toda la línea, incluidos 368 pilotes en la zona de piedra caliza. Se requiere que toda la sección del cuerpo del pilote esté penetrada en piedra caliza fresca y completa ≥2,5 m, y el extremo del pilote debe tener una placa inferior de piedra caliza con un espesor de ≥6 m. La longitud del pilote en el área de piedra caliza es de 29 a 86,5 metros. 1.2 Condiciones geológicas de ingeniería Según el informe del estudio geológico, los estratos a lo largo del proyecto son principalmente depósitos aluviales del Cuaternario, piedra caliza del Triásico y arenisca estacional del Devónico. La roca está cubierta por el Paleógeno Cretácico. arenisca, lutita y arcilla neógena. Entre ellas, las secciones K1+075-K1+250, K3+600-K4+935 y K5+930-K6+200 cubren directamente las arenas finas limosas saturadas, arenas medias y arenas medianas gruesas aluviales del Holoceno, y están en caliza y marga Formación geológica típica en la que las rocas se cubren con capas de guijarros y grava, provocando que el suelo se hunda. Según los resultados de la perforación de pilotes uno por uno, las características de las cuevas en áreas de piedra caliza son: ① La tasa de aparición de cuevas llega al 40% (2) La altura de las cuevas oscila entre 0,4 y 18,2 metros; El número de cuevas varía de 1 a 5, y las cuevas de varias capas tienen forma de cuentas y cuentas confitadas. ④ La mayoría de las cuevas están llenas y algunas están medio llenas o vacías (los rellenos son en su mayoría de plástico o duros). suelo arcilloso plástico y una pequeña cantidad de fragmentos de piedra caliza); ⑤ Hay diversos grados de corrosión en la superficie del núcleo de piedra caliza ⑥ Se desarrollan fisuras, en su mayoría cubiertas por vetas de calcita Bien rellenas y cementadas; Las condiciones geológicas típicas de las cuevas de múltiples capas se muestran en la Figura 1. 2 Principio de construcción La base de pilotes del proyecto de reconstrucción de la Avenida Baishazhou adopta tecnología de protección de paredes de lodo de perforación por impacto. Durante el proceso de formación de los agujeros de los cimientos de los pilotes, los principales peligros de las cuevas kársticas incluyen fugas de lodo, colapso del agujero y colapso del suelo. La razón principal es que cuando la base del pilote pasa a través de la cueva, hay cuevas ocultas y grietas de piedra caliza en la ubicación del pilote, lo que puede provocar fácilmente fugas de lodo. Dado que la capa de cobertura directa de la cueva es una capa de limo con fuerte permeabilidad al agua, cuando la capa de roca en el techo de la cueva se rompe, si las cuevas están conectadas entre sí y el volumen es demasiado grande, el nivel de lodo en la cueva El agujero de la base del pilote caerá bruscamente, lo que provocará que la tensión en la pared del agujero se desequilibre. El barro de la pared se drenará rápidamente, lo que provocará que los agujeros colapsen y el suelo se derrumbe gravemente. Luego de considerar de manera integral las condiciones de tránsito, seguridad, factores técnicos y económicos en la zona donde se ubica el proyecto, se determinan las medidas técnicas para que las cimentaciones de pilotes atraviesen cuevas kársticas multicapa, siendo el tratamiento principal el pre-lechado y arena fina. Tratamiento de solidificación de capas como complemento. El principio técnico principal es realizar un tratamiento previo de lechada en las cuevas de los pilares de los puentes antes de la construcción de cimientos de pilotes en áreas de desarrollo kárstico, llenar las cavidades de las cuevas y solidificar el relleno de las cuevas para evitar que los agujeros de los pilotes se conecten. con las cuevas y tanques, evitando así La pérdida de lodo en el agujero del pilote provoca el colapso del agujero y forma una cortina impermeable en la interfaz entre la capa de suelo y la masa rocosa, bloqueando la conexión entre el agua estancada superior y el karst Al mismo tiempo, se utiliza lechada de cemento para solidificar la capa de arena que cubre el macizo rocoso. 3 Tecnología de la construcción 3.1 Flujo del proceso El principal flujo del proceso de tratamiento previo a la inyección de cuevas kársticas es: Organizar los orificios de inyección de acuerdo con el informe de perforación anticipado y el mapa de cimentación de pilotes → Diseñar los puntos → Colocar la plataforma de perforación en su lugar → Perforar → Bajar la inyección tubería (carcasa) → lechada en capas → finalización de la limpieza del pozo. 3.2 Disposición de los orificios de lechada En la etapa de diseño de los cimientos de los pilotes del puente, los pilotes en las áreas de desarrollo kárstico deben perforarse uno por uno con anticipación, y se deben agregar orificios adicionales de manera adecuada según los resultados de la perforación para cumplir con los requisitos de los parámetros de diseño para proporcionar el espesor de la capa de soporte del fondo del pilote. Antes de aplicar lechada previa a una cueva kárstica para formar un agujero, debe estar completamente familiarizado con los datos previos a la perforación. En función de la altura, la elevación y las condiciones de llenado de la cueva kárstica, inicialmente debe determinar la forma de desarrollo de la cueva kárstica y. Organice los agujeros en consecuencia. Al mismo tiempo, se deben tomar muestras de roca y suelo durante la perforación de inyección para evaluar y revisar mejor el desarrollo de las cuevas kársticas, de modo que el diseño de la perforación pueda ajustarse de manera oportuna. 3.3 Perforación de inyección: La plataforma de perforación geológica XY-100 se utiliza para la perforación de inyección. El diámetro de perforación es de 91 ~ 108 mm y se utilizan los métodos de perforación de protección de paredes de lodo, perforación rotativa y extracción de muestras de pozo completo. El proceso específico es el siguiente.
1) Antes de perforar, averigüe si existen tuberías subterráneas. Después de la confirmación, utilice un tubo central con un diámetro de 108 mm para perforar un agujero directamente en el lecho de roca de 0,5 mm. Al perforar, utilice tecnología de protección de pared de barro (agua en circulación) para la capa de suelo y una capa de arena para proteger la pared dentro del agujero. 2) Después de bajar el revestimiento 0,5 m en el lecho de roca, baje un revestimiento con un diámetro de 110 mm e incrustelo en el lecho de roca. El revestimiento queda expuesto a 0,2 ~ 0,5 m del suelo. Refuerce el revestimiento con mortero de cemento y apisónelo. selle la periferia de la carcasa del orificio para evitar que la lechada de cemento fluya alrededor de la carcasa y afecte el efecto de lechada. 3) Perforación del lecho de roca: Después de que el cemento de revestimiento se haya fraguado inicialmente, utilice una broca de diamante con un diámetro de 89 mm para continuar con la perforación. Se debe utilizar agua limpia para hacer circular el agua. Cuando la formación rocosa está rota o es difícil perforar en una zona estructural, se puede utilizar la circulación de lodo, pero se debe enjuagar con agua limpia hasta que esté claro antes del pozo final. Al perforar, preste atención para evitar que las herramientas de perforación se caigan y se atasquen en la cueva. 4) Lavado del pozo: Perfore hasta la profundidad de inyección diseñada para la sección del pozo. Antes de aplicar el cemento, se limpian los agujeros para eliminar el polvo de roca, los recortes de perforación y las impurezas de arcilla que quedan en las fisuras de la roca. Para los agujeros perforados con agua limpia y al mismo tiempo con fugas, no es necesario enjuagar durante mucho tiempo durante el rejuntado. 5) Después de perforar el último agujero en la cueva, la capa de roca es ≥1 m. 6) Control de calidad de la perforación Durante el proceso de perforación, los cambios en la formación deben registrarse en detalle para garantizar una mayor tasa de extracción de núcleos y asegurar que el núcleo permanezca en cada pozo
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