【摘要】在進(jìn)行橋梁樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中，經(jīng)常遇到不良的地質(zhì)問(wèn)題，如溶洞、溶孔、裂縫等情況，本文結(jié)合具體工程實(shí)踐，對(duì)溶巖地區(qū)進(jìn)行鉆孔樁施工過(guò)程中遇到問(wèn)題及處理措施作一探討。

【關(guān)鍵詞】溶巖 鉆孔樁 問(wèn)題 處理措施

一、概述

目前，在巖溶地區(qū)進(jìn)行橋梁建設(shè)工程已是普遍的現(xiàn)象。由于溶洞隱藏在地下巖層中，難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其大小、位置及形狀，且其上覆蓋層地質(zhì)情況直接影響到樁孔是否因溶洞漏漿而引起塌孔。因此，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)資料，在施工過(guò)程中密切注意鉆進(jìn)過(guò)程，認(rèn)真做好記錄，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)不同的情況斷明原因，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，以保證鉆孔質(zhì)量。

二、工程概況：

廣東省內(nèi)某橋梁工程，工程主橋主墩基礎(chǔ)采用φ230cm鉆孔灌注樁，每墩設(shè)6根樁，按柱樁設(shè)計(jì)，最深厚樁長(zhǎng)70m。主橋邊墩基礎(chǔ)采用φ150cm鉆孔灌注樁，每墩設(shè)4根樁，按柱樁設(shè)計(jì)，樁長(zhǎng)約為40m。引橋基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑為φ150cm、φ180cm，每墩設(shè)2根樁，按柱樁設(shè)計(jì)，最深樁長(zhǎng)約85m。橋臺(tái)基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑為φ120cm，0號(hào)臺(tái)按摩擦樁設(shè)計(jì)，設(shè)8根樁，24號(hào)臺(tái)按柱樁設(shè)計(jì)，設(shè)6根樁，最深樁長(zhǎng)約62m。樁基均采用C30砼。另外，人行梯道設(shè)φ100cm摩擦樁4座（4*4）共16根。全橋共計(jì)樁基88根。根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)資料，有近八成的樁在樁基中心處出現(xiàn)溶洞。

三、地質(zhì)情況

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告資料，樁基地層由上而下為耕植土、填筑土、亞粘土、粘土、粉砂、淤泥、溶洞、全強(qiáng)風(fēng)化砂頁(yè)巖、溶洞、全強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r、溶洞、微風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r。

四、施工前的準(zhǔn)備

1、人員組織

（1）針對(duì)該樁基工程出現(xiàn)大量溶洞的情況，項(xiàng)目部成立了溶洞應(yīng)急處理小組，專門編制了應(yīng)急預(yù)案，首先從人員組織和機(jī)械設(shè)備方面加以落實(shí)，安排施工管理人員24小時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)輪流值班，全面加強(qiáng)施工過(guò)程控制，一旦遇到問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行協(xié)調(diào)和技術(shù)處理，并且將處理結(jié)果及時(shí)上報(bào)。

（2）組織技術(shù)人員對(duì)水文、地質(zhì)勘探資料進(jìn)行認(rèn)真的研讀、分析，綜合各方面的意見(jiàn)，制定施工方案和安全技術(shù)保障措施。

（3）項(xiàng)目部總工程師根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理和業(yè)主批準(zhǔn)的施工方案，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工管理和技術(shù)人員，以及作業(yè)隊(duì)長(zhǎng)與實(shí)際操作者，進(jìn)行嚴(yán)密與細(xì)致的安全技術(shù)交底，交底要求詳細(xì)掌握溶洞出現(xiàn)的分布部位，把每個(gè)樁孔的地質(zhì)柱狀圖和施工方法單獨(dú)列出，幫助施工管理人員溶洞的位置和大小規(guī)模作出基本的判斷，并且對(duì)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的情況，提前作出處理方法和意見(jiàn)。

2、材料、設(shè)備配備

（1）備足成孔用水、粘土、片石、碎石等必備材料，確保溶洞鉆穿時(shí)迅速補(bǔ)水、補(bǔ)漿，預(yù)防坍孔，并及時(shí)拋填粘土、片石，以恢復(fù)正常鉆孔作業(yè)。

（2）預(yù)先做好少量的鋼護(hù)筒，現(xiàn)場(chǎng)配備裝載機(jī)、吊車、手推車等設(shè)備。

五、施工過(guò)程控制

本工程采用沖擊樁機(jī)成孔工藝進(jìn)行施工，樁機(jī)支撐點(diǎn)遠(yuǎn)離樁位，支點(diǎn)距離應(yīng)根據(jù)可能造成坍塌范圍進(jìn)行估算，嚴(yán)禁將鉆機(jī)直接支撐在孔口，同時(shí)鉆機(jī)應(yīng)用“八”字纜風(fēng)繩拴拉。鉆機(jī)安裝就位后，底座和頂端應(yīng)平穩(wěn)，不得產(chǎn)生位移或沉陷。

1、當(dāng)鉆至溶洞頂1m左右時(shí)，首先準(zhǔn)備足夠的小片石或粗雜石（直徑10～20cm）和粘土，粘土要做成泥球（φ15～20cm），對(duì)于半填充和無(wú)填充的溶洞要組織足夠的水源。其次在1～1.5m范圍內(nèi)變換沖程，逐漸將洞頂擊穿，以防止卡鉆。

2、根據(jù)鉆孔的進(jìn)尺情況，在擊穿洞頂之前，要有專人觀測(cè)護(hù)筒內(nèi)泥漿面的變化，一旦泥漿面下降，應(yīng)迅速補(bǔ)水、補(bǔ)漿。擊穿洞頂后，在溶洞內(nèi)鉆進(jìn)時(shí)，根據(jù)填充物的不同，要采取不同的鉆進(jìn)方法。當(dāng)充填物為軟弱粘性土或淤泥時(shí)，應(yīng)向孔內(nèi)投入粘土、片石混合物（比例1：1），沖砸固壁；當(dāng)為砂層、卵石層時(shí)還應(yīng)提高泥漿的粘度和相對(duì)密度。只有當(dāng)泥漿漏失現(xiàn)象全部消失后才轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)。如此反復(fù)使鉆孔順利穿過(guò)溶洞。

3、樁的套管鋼護(hù)筒的內(nèi)徑為大于樁徑150mm，并根據(jù)樁徑的大小分別采用8～12mm厚的鋼板卷制而成。采用的鋼護(hù)筒長(zhǎng)度為根據(jù)溶洞深度確定，分節(jié)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)。鋼護(hù)筒的埋設(shè)過(guò)程為：第一節(jié)由人工埋設(shè)，使筒頂高出地面20cm，焊接第二節(jié)后，在護(hù)筒頂放置打板（5cm厚鋼板制作），利用鉆機(jī)提起鉆頭，將鋼護(hù)筒沖擊入土，然后沖孔，孔深達(dá)到護(hù)筒底后，再焊接第三節(jié)護(hù)筒，如此循環(huán)，直至達(dá)到需要深度。

護(hù)筒埋設(shè)好后，護(hù)筒中心與設(shè)計(jì)樁位中心偏差不得超過(guò)5cm，斜度不得大于1%。

4、對(duì)于特大型溶洞或半充填的溶洞或溶洞上方有較厚的沙礫層時(shí)，為防止泥漿突然流失，造成孔壁坍塌，采取護(hù)筒跟進(jìn)法施工。具體做法為：首先將φ1.5m的鉆頭擴(kuò)大至φ1.7m，正常鉆進(jìn)至溶洞上方約1m處，將鉆頭提起，用振動(dòng)錘將內(nèi)徑1.5m、壁厚6mm的鋼護(hù)筒砸至孔底，再將鉆頭直徑改為φ1.5m繼續(xù)沖砸，直至擊穿溶洞，然后回填粘土片石混合物（比例1：1），采用1～1.5m的沖程將洞內(nèi)沖砸密實(shí)，再轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)。

遇較大的溶洞時(shí)，先在孔口附近準(zhǔn)備好足夠的塊石、粘土、水泥。在洞頂打穿時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)漏漿，要迅速填堵，防止塌孔。一般溶洞洞頂擊穿后，樁孔中泥漿會(huì)很快下降，此時(shí)要用鏟車及時(shí)將準(zhǔn)備好的塊石、粘土、水泥按適當(dāng)?shù)谋壤龗伻耄敝量字械哪酀{停止下降，并慢慢上升，此時(shí)可用沖錘進(jìn)行適當(dāng)擠壓，反復(fù)拋塊石、粘土、水泥，直至把樁基兩側(cè)的溶洞都填滿或堵死為止，最后補(bǔ)充滿泥漿再重新成孔，溶洞較大的最好等1～2天后再重新沖孔成樁。

有的大溶洞需要打鋼護(hù)筒的樁基，先用樁機(jī)錘成孔至溶洞頂，并采用高密度護(hù)壁泥漿，然后移開(kāi)樁機(jī)，采用60kW以上的振動(dòng)錘和25t以上的吊機(jī)配合，振打鋼護(hù)筒。鋼護(hù)筒采用分節(jié)吊裝焊接，分節(jié)高度為8～10m，孔口對(duì)焊，振打入樁孔內(nèi)，一般每節(jié)振打只需5～20分鐘（不包括吊裝焊接）。

5、鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高并清孔后，對(duì)孔徑、孔深、孔形、豎直高和孔底地質(zhì)是否與設(shè)計(jì)相符合，孔底泥漿沉淀厚度等進(jìn)行檢查，報(bào)請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師檢查合格后，進(jìn)行清孔。

采用掏渣法進(jìn)行清孔，要求用手摸泥漿無(wú)2mm～3mm大的顆粒為止，并使泥漿的相對(duì)密度減小到1.1～1.20。降低相對(duì)密度的方法是在掏渣后用一根水管插到孔底注入高壓水，使水流將泥漿沖稀，泥漿相對(duì)密度逐漸降低達(dá)到所要求的清孔標(biāo)準(zhǔn)后，即可停止清孔。

6、鋼筋籠、聲測(cè)管制作和安裝

鋼筋籠制作采用箍筋成型法。制作后的鋼筋骨架必須放在平整、干燥的場(chǎng)地上。鋼筋骨架在鋼筋加工場(chǎng)地分段制作，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后吊入孔內(nèi)，并在孔口進(jìn)行焊接接長(zhǎng)。焊接采用單面焊，焊縫長(zhǎng)度須滿足施工技術(shù)規(guī)范的要求。

首先，用1.5倍樁徑的探孔器對(duì)樁孔進(jìn)行試探，查明樁孔是否正常，然后鋼筋骨架用吊車起吊，第一段存入孔內(nèi)后用鋼管或型鋼臨時(shí)擱支在護(hù)筒口，再起吊另一段，對(duì)正位置焊接后逐段放入孔內(nèi)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，鋼筋骨架在下放時(shí)應(yīng)注意防止碰撞孔壁，如放入困難，應(yīng)查明原因，不得強(qiáng)行插入，同時(shí)要注意觀察孔內(nèi)水位情況，如發(fā)生異常，馬上停止，檢查是否坍孔。

聲測(cè)管采用內(nèi)徑57mm，壁厚3mm的鋼管，以防砼漿漏入管內(nèi)，聲測(cè)管的底口用鋼板焊嚴(yán)實(shí)，頂口也用鋼板焊接，進(jìn)行密封，以防砼漏入。

由于在下鋼筋籠和導(dǎo)管的過(guò)程中，沉淀厚度可能會(huì)增大，因此必須采取二次清孔。具體方法是以導(dǎo)管作為作為吸泥泵的吸漿管進(jìn)行抽漿法清孔。

7、水下混凝土的塌落度以18～22 厘米為宜，并有一定的流動(dòng)度，澆注水下混凝土?xí)r先灌入的首批混凝土，其數(shù)量必須經(jīng)過(guò)計(jì)算，使其有一定的沖擊能量，能把泥漿從導(dǎo)管中排出，并保證把導(dǎo)管下口埋入混凝土的深度不少于1m。必要時(shí)可采用儲(chǔ)料斗。

澆注水下混凝土?xí)r，嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面，派有專人測(cè)量導(dǎo)管埋置深度及管內(nèi)外混凝土面的高差，及時(shí)填寫水下混凝土澆注記錄。同時(shí)，對(duì)澆注過(guò)程中的一切故障均要記錄備案。

在澆注過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)混凝土含有空氣時(shí)，后續(xù)的混凝土宜通過(guò)溜槽慢慢地注入漏斗和導(dǎo)管，不得將混凝土整斗從上面傾入導(dǎo)管內(nèi)，以免導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊，擠出關(guān)節(jié)間的橡膠墊使導(dǎo)管漏水。見(jiàn)圖1

圖1隔水球式導(dǎo)管法施工工程序圖

六、施工中應(yīng)該注意的事項(xiàng)

1、鉆頭鉆至溶洞頂時(shí)，為防止由于溶洞頂板巖層厚度、硬度不均而出現(xiàn)斜孔，除采用拋填片石平衡鉆頭外，也可采用質(zhì)量較大的鉆頭處理。

2、溶洞處理時(shí)，必須準(zhǔn)備充足的粘土、片石、碎石、鋼護(hù)筒等材料。

3、溶洞內(nèi)泥漿濃度要大，比重不小于1.6。

4、水下混凝土的塌落度保持18～22 厘米為宜。

5、導(dǎo)管埋入混凝土的深度一般控制在2m～4m，特殊情況不得小于1m或大于6m。導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。

6、當(dāng)處理住漏漿時(shí)或到達(dá)溶洞位置但不漏漿，要向孔內(nèi)拋填片石及粘土進(jìn)行固壁，小沖程反復(fù)沖砸，使拋填片石充分?jǐn)D入孔壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量過(guò)大，保證成樁質(zhì)量。

七、結(jié)束語(yǔ)

在樁基施工過(guò)程中，我們通過(guò)以上幾項(xiàng)控制處理措施，基本上順利地解決了巖溶、砂礫地區(qū)橋梁鉆孔樁的技術(shù)難題，成樁質(zhì)量較好，經(jīng)檢測(cè)全部為Ⅰ類樁，取得了良好的工程質(zhì)量和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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[2] 劉夢(mèng)澤.巖溶地區(qū)樁基鉆孔施工，.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)， 2004