◎ 曾培文　廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司

巖溶地區(qū)樁基施工技術(shù)研究

◎ 曾培文廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司

獅嶺高架橋基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑主要有Φ180cm、Φ250cm兩類。根據(jù)勘測(cè)結(jié)果知，橋址區(qū)的不良地質(zhì)條件為巖溶，表現(xiàn)形式主要為溶洞、少量溶槽及土洞。大多為泥砂質(zhì)全充填、少量半充填或無充填，勘測(cè)揭露溶洞的洞高、埋深、頂板位置、頂板厚度等無規(guī)律性差異大。設(shè)計(jì)時(shí)樁端要求全斷面穿過溶洞，進(jìn)入底板完整基巖。對(duì)樁基施工會(huì)產(chǎn)生極大影響。樁基地下條件對(duì)其限制能力很強(qiáng)，對(duì)施工條件要求比較高，容易被外界環(huán)境因素影響。因此，本文闡述巖溶地區(qū)樁基施工實(shí)施方案及原則，論述巖溶地區(qū)樁基施工要點(diǎn)，并對(duì)巖溶區(qū)樁基施工技術(shù)處理進(jìn)行分析。

獅嶺高架橋 巖溶地區(qū) 樁基 技術(shù)要點(diǎn)

1.巖溶地區(qū)樁基施工實(shí)施方案及原則

基于本次詳勘地質(zhì)資料存在部分樁基未鉆，部分位置鄰近樁基巖層起伏較大、溶洞變化大等情況，以下所述的巖溶區(qū)樁基的處理原則、施工順序、工藝等均基于上述基礎(chǔ)上進(jìn)行。

根據(jù)各溶洞發(fā)育特點(diǎn)、發(fā)育程度，連通情況，老橋地質(zhì)及老橋基礎(chǔ)類型，擬采用不同的施工工藝，如沖擊鉆、回旋成孔等；采用不同的施工處理方法，如常規(guī)施工法、拋填片石粘土法、鋼護(hù)筒護(hù)壁法、旋噴樁帷幕護(hù)壁法、預(yù)壓漿填充法(或后壓漿填充法)、樁底后壓漿法等處理措施

2.巖溶地區(qū)樁基施工要點(diǎn)

（1）制定詳細(xì)的施工組織方案、施工技術(shù)方案、施工應(yīng)急預(yù)案。

施工前應(yīng)充分了解各樁基的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況，掌握原路及周邊建筑物的情況，結(jié)合巖溶區(qū)安全性評(píng)價(jià)及處治技術(shù)研究專題的成果，制定詳細(xì)的施工組織方案、施工技術(shù)方案、施工應(yīng)急預(yù)案。

充分了解橋梁各樁基所遇溶洞的發(fā)育規(guī)律、基本形態(tài)、規(guī)模大小、溶穴頂?shù)装鍘r層厚度、完整性、洞內(nèi)充填物形狀等，掌握橋位所處巖溶地質(zhì)分類和危險(xiǎn)性分區(qū)等級(jí)，熟知安全性評(píng)價(jià)研究結(jié)論，施工應(yīng)采取穩(wěn)妥的處理措施，以保證橋梁樁基施工順利，確保老橋結(jié)構(gòu)安全、周邊建筑物安全。

（2）完善巖溶地質(zhì)勘察、探測(cè)工作。

巖溶區(qū)的地質(zhì)勘察，在勘察設(shè)計(jì)階段難以完全勘察清楚巖溶實(shí)際情況，故在施工過程中，應(yīng)采取“超前鉆”技術(shù)，對(duì)巖溶地質(zhì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤觀測(cè)，必要時(shí)需增加物探工作。

（3）積極配合全路段總體的安全性監(jiān)控與量測(cè)方案、災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案。

為防止巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)樁基施工過程中出現(xiàn)災(zāi)害事故，必須建立全面、嚴(yán)密的地面擴(kuò)大化塌沉事故防范體系。施工過程中需對(duì)原橋、周邊建筑物進(jìn)行安全性監(jiān)控與量測(cè)，同時(shí)啟動(dòng)預(yù)警、應(yīng)急救援體系。

3.溶地地區(qū)樁基施工時(shí)常用技術(shù)處理

巖溶地區(qū)的環(huán)境非常復(fù)雜多變，尤其是在施工過程中，隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種問題。樁基的施工技術(shù)要求較高，因此在施工前必須做足充分的技術(shù)準(zhǔn)備，以下以巖溶地區(qū)廣州（慶豐）至清遠(yuǎn)（北江）高速公路改擴(kuò)建工程的獅嶺高架橋修建為背景進(jìn)行技術(shù)處理層面的闡述。

3.1巖溶地區(qū)溶洞處理技術(shù)

（1）預(yù)防準(zhǔn)備對(duì)施工地點(diǎn)的地址資料如溶洞深度、高度、填充物類型等調(diào)查清楚。還要對(duì)填充物進(jìn)行實(shí)地實(shí)驗(yàn)，確保材料選取無誤。并根據(jù)每根樁基的具體地質(zhì)條件選擇施工方案。遇到大溶洞要報(bào)請(qǐng)建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理共同制定處理方案。

（2）不同溶洞類型的處理技術(shù)。①輕微溶蝕，全填充、漏水或半漏水溶洞處理。該地質(zhì)采用粉砂、硬塑或軟塑狀粘土，直接注漿固結(jié)即可。如果溶洞發(fā)育規(guī)模較小，漏漿量小的話，當(dāng)填充物固話時(shí)，可直接沖孔。②半填充或空洞，洞高小于2m。該情況應(yīng)先填碎石或干砂，然后注漿或直接灌注混凝土。洞高在2～5m時(shí)，填充物應(yīng)選為軟塑狀粘土、巖塊或空洞，須向洞內(nèi)填砂子。③填充差或空洞，且洞高大于5m。此種情況為防止泥漿流失，造成孔壁坍塌，需要采取護(hù)筒跟進(jìn)的方法。

3.2巖溶區(qū)鉆孔技術(shù)處理

（1）鉆孔前及進(jìn)行時(shí)的技術(shù)處理在進(jìn)行開鉆之前，首先要在保護(hù)筒里增添一些粘土，如果地表明顯能夠看出松散時(shí)，需要往里面添加適當(dāng)比例的石片和干凈的水。有時(shí)還會(huì)碰到漏漿和溶洞情況，此時(shí)為了避免發(fā)生隱患和潛在危險(xiǎn)，可以采取如下技術(shù)處理方式：

①先注漿后鉆孔。當(dāng)對(duì)巖溶區(qū)的地質(zhì)情況有了較準(zhǔn)確的掌握后，進(jìn)行樁基施工之前，要用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)漿對(duì)各式各樣的裂縫、小洞、小溶槽實(shí)施填補(bǔ)，保證樁基周圍的環(huán)境完整，防止鉆孔時(shí)出現(xiàn)塌孔、泄?jié){等隱患。

②鉆孔漏漿處理。一旦發(fā)生漏漿現(xiàn)象，要及時(shí)補(bǔ)填粘土、片石等摻雜物，同時(shí)用沖錘多次沖擊，將填充物擠壓密實(shí)，使護(hù)壁更加堅(jiān)固，便于鉆孔成型，此技術(shù)處理對(duì)串狀熔巖和小型溶洞比較有效。

③先灌混凝土后鉆孔。如果鉆孔發(fā)生漏漿且為較大的溶洞，此時(shí)需要具有和易性、流動(dòng)性的填充物進(jìn)行填孔，而混凝土剛好就滿足要求，可以較為嚴(yán)密地封閉洞孔，使鉆孔可以繼續(xù)進(jìn)行。

④再鉆孔處理。在下次鉆進(jìn)之前，應(yīng)當(dāng)將黏土和毛石補(bǔ)進(jìn)孔里，這時(shí)要觀察孔內(nèi)的泥漿現(xiàn)狀和進(jìn)入的深度，還要根據(jù)實(shí)際情況準(zhǔn)備時(shí)刻補(bǔ)充黏土和毛石。

（2）鉆孔完成后技術(shù)處理完全完成鉆孔后，一定要對(duì)傾斜度、直徑和鉆孔的深度進(jìn)行檢測(cè)，確保它們都在適當(dāng)范圍之內(nèi)。接下來需要將孔里的一些石渣進(jìn)行大清理，確保沉渣的厚薄程度和泥漿比例都滿足施工要求，然后再將鋼筋籠放入孔內(nèi)。

3.3巖溶地區(qū)鋼護(hù)筒跟進(jìn)法及加固技術(shù)處理

鋼護(hù)筒的制作過程雖然不是很復(fù)雜，但卻對(duì)整個(gè)樁基的影響至關(guān)重要，所以其制作及安裝過程必須確保合規(guī)。鋼護(hù)筒要進(jìn)行預(yù)埋，且比樁徑大40cm厚8cm，長(zhǎng)度5m左右，小型溶洞在鉆孔前先壓漿，為保證鉆進(jìn)過程中踏孔，采用膨潤(rùn)土護(hù)壁。另外特別要注意護(hù)筒縫隙的焊接，可以再加鋼板進(jìn)行補(bǔ)焊，從而避免樁錘在其內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)致使筒壁縫破裂。

3.4巖溶地區(qū)的鉆孔清理處理技術(shù)

（1）清孔設(shè)備要求。應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的施工地質(zhì)選取不同的鉆機(jī)及與其配套泥漿反循環(huán)系統(tǒng)。

（2）第一次清孔在鉆孔樁鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高的時(shí)候，首先利用泥漿循環(huán)系統(tǒng)對(duì)鉆孔樁進(jìn)行第一次清孔，隨后進(jìn)行檢查，當(dāng)孔徑、孔深、入巖深度、垂直度等符合要求時(shí)，開始下鋼筋籠和導(dǎo)管。

（3）二次清孔不斷使泥漿進(jìn)行循環(huán)，使孔內(nèi)泥漿及沉渣翻出流入泥漿池，沉淀后由泥漿泵重新打入孔內(nèi)反復(fù)循環(huán)，使沉渣厚度達(dá)到要求。

（4）首次清孔時(shí)，根據(jù)鉆機(jī)類型采取5～8h的清孔時(shí)間，孔內(nèi)抽出的泥漿要凈化充分，同時(shí)要對(duì)該泥漿進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣以保證重新流入的泥漿的質(zhì)量。

3.5混凝土灌注技術(shù)處理

混凝土的灌注應(yīng)當(dāng)在放入鋼筋籠之后進(jìn)行，一旦灌注開始便不能間斷，因?yàn)槊慷坊炷恋墓嘧⒍紤?yīng)當(dāng)在合理范圍內(nèi)盡可能地縮短。 同時(shí)導(dǎo)管的卸除也要快捷，通常不得多于一刻鐘，也不能中斷。灌注中要時(shí)刻觀察混凝土的灌注高度，使導(dǎo)管埋深維持在3m左右，但不能超過6m。灌注中常用技術(shù)處理方法：①不能把導(dǎo)管埋的過淺，一般要大于1m。②將導(dǎo)管的下部離樁基的地部距離維持在0.35m左右。③確保導(dǎo)管的密封性，避免漏水而引發(fā)不良后果。④對(duì)于在水下的樁基，其高度應(yīng)比預(yù)計(jì)的稍高0.4～0.6m。⑤灌注中盡量避免溶洞對(duì)施工的影響。

4.結(jié)束語

可以看出由于巖溶地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，所以對(duì)樁基施工造成的阻礙較多。因此在施工前需要工作人員對(duì)洞施工現(xiàn)場(chǎng)及其附近的環(huán)境進(jìn)行考察，并結(jié)合考察果對(duì)施工過程易出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和預(yù)處理。 對(duì)施工單位來說，工程中最重要的就是時(shí)間和質(zhì)量。這一要求使得施工單位在施工前應(yīng)該注意做好應(yīng)對(duì)問題的準(zhǔn)備，保質(zhì)保量的按時(shí)將工程完成。

巖溶地區(qū)鋼護(hù)筒跟進(jìn)法及加固技術(shù)處理

[1]蔣碩忠.灌漿材料與灌漿工藝研究[J].水利水電技術(shù)，2001(9).

[2]張艷奇.巖溶地區(qū)樁基施工技術(shù)與處理方法[J].環(huán)球人文地理.2015.

[3]尹國(guó)榮.巖溶區(qū)勘察方法及橋梁樁基施工技術(shù)[J].中國(guó)勘察設(shè)計(jì).2011.