張少鋒

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

淺析橋梁樁基溶槽處理技術(shù)

張少鋒

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

加強(qiáng)對(duì)橋梁樁基溶槽處理技術(shù)的研究，主要介紹了溶洞探測(cè)技術(shù)和橋梁樁基溶槽的相關(guān)處理技術(shù)。

橋梁;巖溶;樁基;溶洞;探測(cè)

1 引言

石灰溶巖地區(qū)橋梁樁基的持力層為石灰?guī)r，巖質(zhì)一般較堅(jiān)硬，巖層中裂隙、溶洞、溶槽、石筍發(fā)育，巖面傾角大且不規(guī)則，給施工帶來(lái)很大的困難，輕者會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)各種施工問(wèn)題，比如掉鉆、卡鉆、埋錘、梅花孔、漏漿、塌孔等，重者會(huì)威脅人們的行車(chē)安全和橋梁的運(yùn)營(yíng)安全。因此，要充分了解橋梁樁位所處地區(qū)溶洞，評(píng)價(jià)巖溶地基的穩(wěn)定性，并在施工過(guò)程中采取穩(wěn)妥地防治措施，才能保證施工順利進(jìn)行、橋梁運(yùn)營(yíng)安全。眾所周知，巖溶是由可溶性巖石長(zhǎng)期受含有侵蝕性CO2的動(dòng)態(tài)地水下作用而形成的，具有化學(xué)溶蝕和機(jī)械破壞作用成因。在附加荷載或振動(dòng)作用下，如果建筑物地基巖層內(nèi)存在溶洞，將對(duì)地基的穩(wěn)定性產(chǎn)生確定性的影響，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面，溶洞頂板坍塌導(dǎo)致地基突然下沉;溶洞頂板不斷坍塌導(dǎo)致地基產(chǎn)生不均勻沉降;基礎(chǔ)之下的巖層沿傾斜的軟弱結(jié)構(gòu)面向溶洞方向滑動(dòng)，導(dǎo)致地基失穩(wěn);出現(xiàn)涌水及淹沒(méi)等突發(fā)事故，使地基條件惡化。因此巖溶地基的破壞，將是嚴(yán)重的，甚至是毀滅性的。

2 溶洞探測(cè)技術(shù)

2.1 超前鉆探

在工程地質(zhì)勘測(cè)工作中，鉆探是廣泛采用的一種最重要的勘探手段，科韻獲得深部底層的可靠地質(zhì)資料，因此在施工首根樁時(shí)，應(yīng)該按照設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高，采用逐樁超前鉆探，加深5m。通過(guò)超前鉆探，揭示溶巖的發(fā)育情況、溶洞的分布位置、地下水特征等。

2.2 地球物理勘探

地球物理勘探簡(jiǎn)稱(chēng)物探，是以各種土、石物理性質(zhì)的差別為基礎(chǔ)，采用專(zhuān)門(mén)的儀器，觀測(cè)天然或人工的物理場(chǎng)變化，來(lái)判斷地下地質(zhì)情況的方法。在工程地質(zhì)勘探中，與調(diào)查測(cè)繪、挖探、鉆探配合使用，對(duì)指導(dǎo)地質(zhì)判斷、合理布置鉆孔、判斷溶巖地區(qū)的地質(zhì)狀況有很大的作用。目前常用的物探方法有:電法勘探、地震勘探、聲波探測(cè)、重力勘探、磁力勘探、放射性勘探與地質(zhì)雷達(dá)等，恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用多種物探方法，相互配合，進(jìn)行綜合物探，效果會(huì)更好。

2.3 電磁波層析CT探測(cè)

電磁波層析CT探測(cè)方法是80年代發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)，將醫(yī)學(xué)CT的原理運(yùn)用于地學(xué)，派生出一系列的層析成像技術(shù)。目前國(guó)際上發(fā)展了3種井間層析探測(cè)技術(shù):地震波井間層析探測(cè)技術(shù)、電磁波層析成像和電阻率成像。

2.4 三高測(cè)量技術(shù)

三高測(cè)量即高精度、高密度、高分辨率。三高測(cè)量采用GDT高分辨率地質(zhì)探測(cè)儀，對(duì)探測(cè)地質(zhì)體的分辨率高，可達(dá)3%(層厚與埋深之比)。該技術(shù)是將單個(gè)的GDS測(cè)點(diǎn)以一定的密度，即點(diǎn)距等于極距差，測(cè)出的數(shù)據(jù)有高密度DS電測(cè)深曲線圖、高密度電阻率等值線圖(常規(guī)高密度)、高密度GDS曲線圖，三種圖形呈等深度的正方或長(zhǎng)方形排列，不同于常規(guī)的倒梯形或三角形。其中高密度GDS曲線，對(duì)探測(cè)地質(zhì)體的分辨率高，在探測(cè)巖溶石可以明顯而直觀的反映出巖溶發(fā)育分布情況及形態(tài)等特征。

3 橋梁樁基溶槽的處理

3.1 固結(jié)灌漿

利用氣壓、液壓或電化學(xué)原理，把某些能固化的漿液注入各種介質(zhì)的裂隙、空洞中，以改善地基的物理力學(xué)性質(zhì)，達(dá)到防滲、堵漏、加固、建筑物糾偏等目的而進(jìn)行的灌漿工程即為固結(jié)灌漿。固結(jié)灌漿適用于水工隧洞、混凝土重力壩、混凝土拱壩或重力拱壩，已建建(構(gòu))筑物地基的不均勻下沉及加固，其中水工隧洞在襯砌后常進(jìn)行巖石固結(jié)灌漿。壩基全斷面固結(jié)灌漿在混凝土重力壩上面得到廣泛應(yīng)用。對(duì)于受力較大的壩肩拱座巖石，要對(duì)混凝土拱壩或重力拱壩進(jìn)行固結(jié)灌漿。在破碎巖層中開(kāi)挖隧洞時(shí)，為避免巖石坍塌或集中滲漏，可在開(kāi)挖前進(jìn)行一定范圍內(nèi)的斜孔或水平孔超前固結(jié)灌漿。設(shè)置混凝土墊層時(shí)，如果在土石壩防滲體底部進(jìn)行固結(jié)灌漿，則能保證墊層下部巖石的穩(wěn)定性。當(dāng)巖基表面有一定厚度的混凝土或澆筑混凝土蓋板后，進(jìn)行固結(jié)灌漿，可以保證灌漿的質(zhì)量。固結(jié)灌漿處理巖溶地基見(jiàn)簡(jiǎn)圖1。

圖1 固結(jié)灌漿處理巖溶地基

3.2 一般小溶洞、溶槽、裂隙的處理措施

對(duì)于橋梁樁基施工過(guò)程中，如果遇到一般的小溶洞、溶槽、裂隙，需要明確這些情況的具體表現(xiàn)形式，加強(qiáng)施工前的地質(zhì)勘查工作，嚴(yán)格根據(jù)施工設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，結(jié)合一定的地質(zhì)資料，正確判斷它們的性質(zhì)，科學(xué)分析，從而采取合適的處理措施，避免了給工程帶來(lái)較大的損失。在沖孔的過(guò)程中，如果樁底有小溶洞、溶槽、裂隙，就會(huì)出現(xiàn)渾水現(xiàn)象，同時(shí)泥漿冒出大量氣泡，造成泥漿面緩慢下降。一旦遇到這種情況，就需要向孔內(nèi)不斷補(bǔ)充泥漿，投放小直徑片石和袋裝粘土，也可以加投袋裝粘土包裹鋸木屑或短草根，反復(fù)沖壓，進(jìn)行堵漏，保證了孔內(nèi)具有一個(gè)穩(wěn)定的情況，為橋梁穿越溶巖區(qū)的施工提供了有效保障。

3.3 壓漿法處理

橋梁溶槽處理時(shí)，還可以采用壓漿法。這種方法是利用鉆機(jī)，用高壓泥漿泵，注漿管鉆穿巖層溶洞，確定位置，高壓噴射水泥漿液，然后提升鉆桿，從注漿管底部、側(cè)面噴出，以強(qiáng)力，不斷沖擊溶洞，最終形成一個(gè)固結(jié)體，起到充填溶洞的作用。

(1)設(shè)計(jì)要求

①布孔:當(dāng)溶洞面積小于2 m時(shí)，在溶洞中央布一個(gè)孔;當(dāng)面積大于2 m，按2 m間距布孔。

②孔深:鉆至溶洞底0.5 m以上為限。

③注漿材料及配比:漿液以水泥為主劑，為提高灌漿速度摻用水玻璃、減水劑，主要可以采用42.5#普通水泥。

(2)施工工藝

①布孔鉆進(jìn):根據(jù)勘探資料，了解溶洞位置、深度，進(jìn)行布孔及確定鉆孔深度，然后進(jìn)行鉆孔，并控制鉆進(jìn)深度、垂直度。

②試噴:鉆孔到預(yù)定深度后，清孔，保證孔內(nèi)無(wú)沉碴后安裝注漿設(shè)備，起拔鉆具，下注漿管，達(dá)到一定深度后，開(kāi)泵試噴。

③注漿:根據(jù)成孔地質(zhì)情況，遵循由稀到濃的原則，通過(guò)分析不同滲透系數(shù)下的漿液配合比，確定灌注速度，灌滿整個(gè)溶洞。如遇多層溶洞，這樣就需要在灌注過(guò)程中，逐級(jí)灌注，先灌注底層溶洞，再提升鉆桿。

④清洗:起拔注漿器封孔，刷洗注漿管，以便暢通。

⑤在處理完后，再進(jìn)行鉆探，以探明巖溶、溶洞水泥漿充填情況，固結(jié)是否良好，有無(wú)空隙。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于地處巖溶區(qū)的樁基施工，地質(zhì)構(gòu)造是復(fù)雜且多變的，處理方案不是單一的，應(yīng)視實(shí)際地質(zhì)情況結(jié)合技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期要求等因素綜合考慮。選擇較為合理有效的處理方案，以達(dá)到設(shè)計(jì)的處理效果，盡量降低工程造價(jià)。

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