李興業(yè)

(廣東省長大公路工程有限公司， 廣東 廣州 510000)

0 前言

由于該項目地區(qū)多為深層串珠溶洞，且一般為半填充溶洞，在設計勘察后，設計樁基設計長度普遍超過60m，為嵌巖樁基。在巖溶地區(qū)進行橋梁鉆孔樁施工過程中，極易發(fā)生漏漿、塌孔、卡鉆、埋鉆等現(xiàn)象，威脅施工安全，影響施工質量，制約施工進度。廣佛肇高速公路小湘互通主線橋地處灰?guī)r地區(qū)，溶洞發(fā)育，在樁基施工過程中，多次出現(xiàn)漏漿、塌孔及地面塌陷事故，嚴重影響了樁基施工進度及成樁質量，同時對作業(yè)人員人身安全造成了極大的威脅。在嘗試片石黏土回填、灌注水泥砂漿等多種處理方法未取得明顯成果后，重點采用了鋼護筒跟進施工工藝。

1 工程概況

小湘互通主線橋為跨越雙龍旅游區(qū)規(guī)劃而設置，由于景區(qū)規(guī)劃要求，高速公路跨越該地區(qū)段全部設計為橋梁。橋梁變寬，本橋平面位于R=1300m的圓曲線上，縱斷面位于R=29998.4m的豎曲線上，本橋上部構造采用5×25.5+12×25預應力砼簡支小箱梁，下部構造橋墩采用普通雙圓柱墩，橋臺均采用樁柱式臺，墩臺均采用樁基礎，橋梁全長430.3m，共6聯(lián)。

根據(jù)逐樁鉆勘察結果，小湘互通主線橋樁基基巖為中風化灰?guī)r，橋位處遍布溶洞，樁位處溶洞占比率高達40%以上，且溶洞形狀各異，錯落無序；溶洞大小不一，從0.2m到17.5m不等，埋深差異較大；溶洞多為半填充型，部分為填充型或無填充型，多呈多層串珠狀溶洞。溶洞覆蓋層普遍超過20m，地層結構多為素填土、卵石土、粉質粘土等。下部基巖為灰?guī)r，基巖面起伏較大，巖溶發(fā)育，溶溝溶槽發(fā)育。地質情況十分復雜，屬于地質災害危險性較大的區(qū)域。在小湘互通主線橋樁基施工過程中，多次處出現(xiàn)漏漿、塌孔現(xiàn)象，嚴重影響樁基施工進度及施工人員作業(yè)安全。

2 施工措施

2.1 單層鋼護筒跟進施工

鋼護筒采用采用A3鋼板卷制，通過樁位地質勘察報告，分析各樁基地層組成結構，且根據(jù)覆蓋層厚度確認鋼板選材。一般控制鋼板厚度在12mm到18mm之間，護筒長度在10米以下時采用12mm壁厚的鋼板，護筒長度10到30米時采用15mm壁厚的鋼板，護筒長度30米以上時采用18mm壁厚的鋼板。鋼護筒的內直徑為D=d+0.3m（d為設計樁徑），長度為該樁覆蓋層厚加0.5米。鋼護筒采用機械卷制鋼板加工而成，焊縫全部為45°雙面坡口，單塊加工長度為1.5m，一般在工廠加工時采用3至4塊加工為一節(jié)，單節(jié)長度為4.5至6.0米，制作好之后運輸至施工現(xiàn)場。

小湘主線橋超過60m超長樁基均采用鋼護筒穿越覆蓋層施工工藝，由于樁基覆蓋層多為軟土層或卵石土等易塌土層，施工周期較短，成孔較快。為減少突發(fā)情況，一般在鉆孔前提前做好護筒跟進施工的相關準備工作。先對樁基進行沖孔，當鉆孔深度接近覆蓋層底時，精確量測孔深，同時嚴格控制鉆錘沖程及沖擊速率。同時通過吊車及振動錘進行鋼護筒拼接、下沉，當鋼護筒跟進至覆蓋層底部后，采用短沖程、低速率進尺方式擊穿溶洞上層巖層。若溶洞尺寸較大，且為半填充或無填充溶洞時，一般極易發(fā)生嚴重漏漿。為防止護筒不均勻沉降，應提前固定護筒，同時拋填片石、黏土進行溶洞填充和護壁加固；當樁位內漏漿速度過快時，可采用水泥混合物集拋填，如黏土、片石、袋裝水泥或低標號混凝土集中拋填入孔內，控制要點為作業(yè)及時、用時少同時集中拋填，并同時及時補充濃度較高泥漿，保證成孔的穩(wěn)定性和周邊安全。

2.2 多層鋼護筒遞進施工

對于多層串珠溶洞且單層溶洞超過5m以上，采用多層護筒跟進施工。鋼護筒制作方法同單層護筒，鋼護筒直徑需要根據(jù)樁位地質情況具體分析，根據(jù)溶洞層數(shù)及樁基直徑來確定多層護筒的直徑與長度。同時在多層護筒跟進施工時，鉆錘直徑需與護筒直徑相匹配，配套施工。由于多層護筒跟進施工時，一般護筒長度較長，這對于護筒在加工和安裝環(huán)節(jié)需要精確控制護筒拼裝的精度和施工時的拼接質量。

多層護筒跟進施工時，護筒安裝順序為由外至內，通過不斷增加內護筒層數(shù)，逐步穿越連續(xù)串珠溶洞，防止溶洞擊穿貫通時由于漏漿引起上層軟土層塌孔，防止鉆錘在沖進過程中偏位、卡鉆，保證成孔質量；同時避免由于溶洞的存在導致擴孔嚴重或樁基灌注過程中砼超灌嚴重等情況。以主小湘主線橋15#-5樁基為例，根據(jù)地質情況，該樁位處單層溶洞高度超過2.0m，呈現(xiàn)糖葫蘆串珠狀，且到達穩(wěn)定基巖層前，溶洞高度比例超過60%，導致該樁基設計長度達到72m。首次施工方案為埋置單層護筒至覆蓋層底部位置，但在實際施工過程中，擊穿溶洞后，漏漿頻繁且漏漿深度普遍超過20m,在鉆進至54m位置時，發(fā)生嚴重塌孔，并導致周邊發(fā)生了整體地層塌陷，鉆錘被埋，同時地層塌陷導致鋼護筒嚴重破損、變形。在對其進行具體分析之后，制定了采用多層鋼護筒遞進的專項鉆進方案。首先將φ1.4m的鉆頭擴大至φ1.8m，埋設2m直徑外護筒， 護筒長24m，正常鉆進至溶洞上方約1m處，埋設1.8m直徑內護筒，換1.6m 樁錘沖鉆并鋼護筒全程跟進直至埋錘處，再換小直徑錘反復沖擊埋錘部位四周至被埋錘底部。派潛水員至埋錘部位，使用16#鋼絲繩將被埋錘套牢，用鉆機試提，采用小單量炸藥爆破，同時采用吊車輔助提升。在完成鉆錘打撈后，繼續(xù)用1.4m鉆錘短沖程鉆至鉆探基巖面標高，同時護筒跟進至基巖面，最后繼續(xù)鉆至設計標高，完成鉆孔。

3 注意事項

1）在鋼護筒下沉過程中，振動錘必須安置平穩(wěn)，保證其安裝在護筒頂面的居中平面位置，避免在振動下沉過程中由于偏心受力造成護筒下沉不均勻，從而引起護筒傾斜，最終導致樁基偏孔。同時在施工過程中采用水平尺量測或掛線吊錘，控制各節(jié)護筒連接處垂直度，保證鋼護筒垂直下沉，滿足規(guī)范要求，保證成樁質量。

2）各節(jié)鋼護筒的連接采用加勁板焊接連接，焊縫全部采用45°雙面開口進行單面滿焊。同時兩節(jié)連接護筒的接縫處除焊接接縫外，還需在接縫處采用同護筒周長長度，寬100mm，厚10mm鋼板進行加強補焊，保證焊接質量，防止脫焊或接縫處鋼板變形。

4 結束語

眾所周知，巖溶地區(qū)的樁基施工是工期、質量保證的難點，尤其是深層串珠溶洞更是極大增加了施工難度和風險，超長樁基的成樁質量更是難以控制，在施工過程中通過不斷嘗試，改進施工措施，采用鋼護筒跟進施工工藝，極大的加快了施工進度，保證了施工作業(yè)安全，且經(jīng)過逐樁檢測，全部評定為I類樁，保證了在惡劣條件下生產(chǎn)優(yōu)質工程。

[1] 姚玲森.橋梁工程[M].北京：人民交通出版社，1985.

[2] 李斌.公路工程地質[M].北京：人民交通出版社，1995