曾貴海

摘要：隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展，巖溶地區(qū)建設(shè)項(xiàng)目逐漸增多，文章以實(shí)際工程項(xiàng)目為例，分析了巖溶地區(qū)橋梁樁基的施工技術(shù)相關(guān)措施，并提出了巖溶地區(qū)橋梁樁基施工質(zhì)量控制方法，以確保巖溶地區(qū)的橋梁安全與質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：巖溶地區(qū)；地基處理；樁基施工技術(shù)

引言：

巖溶地區(qū)，是阻礙各類工程項(xiàng)目施工建設(shè)水平正常發(fā)揮的復(fù)雜地質(zhì)條件。因?yàn)槿芏吹拇嬖跁?huì)使得樁基的承載能力受到影響，豎向變形變得難于控制，變形過(guò)大會(huì)影響樁端巖溶頂板的穩(wěn)定性，可能造成溶洞坍塌，有損橋梁質(zhì)量。因此，施工技術(shù)人員應(yīng)從問(wèn)題角度出發(fā)，明確問(wèn)題產(chǎn)生原因基礎(chǔ)上，對(duì)可實(shí)現(xiàn)技術(shù)的運(yùn)用效果控制。

一、工程概況

武廣（韶關(guān)段）高鐵沙園特大橋和新街水特大橋工程采用的鋼筋混凝土樁，以及本標(biāo)段路基，部分地段設(shè)計(jì)采用CFG樁基加固基礎(chǔ)，本標(biāo)段位于巖溶地區(qū)，根據(jù)水文、地質(zhì)資料和地勘資料，本段落溶洞發(fā)育。高鐵地基基礎(chǔ)要求高，要求達(dá)到“0”沉降，為使巖溶地區(qū)高鐵橋梁和路基達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在施工建設(shè)過(guò)程，施工人員需在明確工程地基處理原則的前提下，對(duì)采取的地基處理與樁基施工技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量控制。

二、巖溶地區(qū)橋梁樁基的施工特點(diǎn)與施工方案的確定：

（一）巖溶地區(qū)樁基施工過(guò)程中主要有以下特點(diǎn)：

1.溶洞分布較廣，幾乎每個(gè)承臺(tái)均分布有溶洞，且大部分為串珠狀，在鉆進(jìn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)多次反復(fù)漏漿。

2.溶洞不整齊，頂板和底板上下交錯(cuò)，高低不平，鉆進(jìn)溶洞頂板及底板時(shí)存在偏孔甚至于卡錘、埋錘的情況。

3.有些溶洞中有裂隙水流動(dòng)，在鉆進(jìn)過(guò)程中一旦漏漿會(huì)出現(xiàn)投入孔中大量片石及粘土，有些溶洞需回填大量水泥進(jìn)行填充，但泥漿面上升不明顯的現(xiàn)象。

4.混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土面上升不明顯，且超方量較大。

5.樁基混凝土澆注完后混凝土面出現(xiàn)沉降。

（二）實(shí)踐證明在處理高鐵橋梁工程巖溶地區(qū)地基環(huán)境時(shí)，相關(guān)人員需對(duì)涉及地區(qū)的地質(zhì)鉆探情況進(jìn)行掌握，并通過(guò)實(shí)地考察，對(duì)巖溶地區(qū)地基的具體施工環(huán)境有個(gè)全面的了解。在此勘察后確定施工方案如下：

1.根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及地質(zhì)資料將溶洞劃分等級(jí)分別為：小于5m小型溶洞；5m-10m中型溶洞；10m以上大型溶洞，并報(bào)監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位核實(shí)。

2.當(dāng)樁頂土層多為細(xì)砂、中砂、粗砂、礫砂、細(xì)圓礫土、粗圓礫土等時(shí)，樁孔口鋼護(hù)筒可加長(zhǎng)至6m。

3.根據(jù)不同的溶洞等級(jí)采取不同的施工處理措施：溶腔高度大于10m時(shí)，直接鋼護(hù)筒跟進(jìn)，直至穿越該溶腔底1m后停止跟進(jìn)，鋼護(hù)筒直徑按鉆孔樁直徑增加10cm確定，壁厚14mm；當(dāng)溶腔高度在5-10m時(shí)，參建四方現(xiàn)場(chǎng)踏勘后協(xié)商確認(rèn)是否采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)或采用灌注C15水下混凝土封閉，砼添加速凝劑；溶腔高度小于5m時(shí)，采用回填片石、粘土、水泥進(jìn)行填充。

三、巖溶地區(qū)橋梁樁基施工處治措施

（一）溶洞處治措施。

片石黏土封閉法是巖溶地區(qū)溶洞樁最常用的溶洞處理方法，特別是針對(duì)溶洞內(nèi)為空洞、半填充、流塑狀全填充或軟塑狀全填充時(shí)（溶洞高度小于等于5m），效果非常明顯，采用片石黏土（7∶3）填塞；溶洞內(nèi)為硬塑狀全填充時(shí)，不論溶洞多高，均不處理。在施工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)照地質(zhì)圖進(jìn)行施工，當(dāng)鉆至距溶洞頂1m左右時(shí)，減小沖擊鉆沖程，控制在0.5～0.8m，通過(guò)短沖程快頻率沖擊的方法逐漸擊穿溶洞，溶洞一被擊穿，孔內(nèi)水頭迅速下降，這時(shí)立即向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，泥漿比重宜控制在1.4以上，同時(shí)提鉆至孔口，并向孔內(nèi)投入片石、黏土塊，必要時(shí)可摻入適量水泥、燒堿和鋸末，使回填物以最快速度沉入孔底，沖錘擠壓，封堵裂隙，使孔底形成黏結(jié)力較強(qiáng)的混合料填充溶洞并起到護(hù)壁作用。待孔內(nèi)水頭穩(wěn)定后，繼續(xù)鉆進(jìn)。

（二）裂隙處置措施。

在裂隙發(fā)育的段落，施工過(guò)程中有可能出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，如果回填不及時(shí)就會(huì)出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，因此在樁基鉆孔施工過(guò)程中務(wù)必嚴(yán)密監(jiān)控孔內(nèi)水頭，當(dāng)發(fā)現(xiàn)水頭出現(xiàn)下降時(shí)，迅速提鉆2～3m，同時(shí)向孔內(nèi)投入黏土塊和少量水泥來(lái)調(diào)整泥漿稠度；當(dāng)水頭下降較快時(shí)，需要迅速采取補(bǔ)水來(lái)保證孔內(nèi)水頭壓力，然后將片石黏土按照體積比為1∶1的比例往下投2～3m，待孔內(nèi)水頭穩(wěn)定后，繼續(xù)鉆進(jìn)。

（三）采取合理鉆孔方式。

在進(jìn)行橋梁樁基地層鉆孔的過(guò)程中一定要科學(xué)的選擇鉆孔的方式，在鉆孔過(guò)程中如果遇到裂縫或者溶洞，應(yīng)當(dāng)時(shí)刻的關(guān)注鉆孔的進(jìn)度，控制好鉆頭與溶洞之間的距離，當(dāng)鉆孔距離溶洞頂部2m左右時(shí)，應(yīng)當(dāng)降低鉆機(jī)的沖程，并且在鉆孔過(guò)程中增加泥漿的比重、降低鉆孔的速度，這樣能夠一點(diǎn)一點(diǎn)的將溶洞頂部鉆透，避免溶洞頂部因?yàn)殂@頭沖程過(guò)大而引發(fā)卡鉆。

在進(jìn)行樁基鉆孔的過(guò)程中，有時(shí)候會(huì)遇到斜巖，斜巖一旦處理不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致孔樁的施工工期受到極大的影響。在進(jìn)行斜巖的施工時(shí)一定要控制好鉆孔的過(guò)程，其是孔樁施工中的一項(xiàng)重難點(diǎn)，在施工時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)斜巖的地質(zhì)狀況來(lái)制定恰當(dāng)?shù)奶幚矸桨?。在鉆孔的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意樁孔的鉆進(jìn)情況，一旦發(fā)現(xiàn)存在偏空過(guò)大的情況應(yīng)當(dāng)立刻進(jìn)行糾正，一般可以在孔洞內(nèi)回填一些較大并且較為堅(jiān)固的片石。與此同時(shí)還需要對(duì)于孔洞鉆進(jìn)的速度進(jìn)與頻率進(jìn)行調(diào)整，并控制好提錘的高度，一般而言提錘高度控制在0.5～0.7m之間最為適當(dāng)。修正偏孔后，按正常方式進(jìn)行鉆孔。

（四）單層鋼護(hù)筒跟進(jìn)法。

單層鋼護(hù)筒適用于高度在3～5m之間的溶洞，溶洞頂以上覆蓋層厚度在20m以下的單個(gè)溶洞；或串珠狀溶洞，溶洞間巖層總厚度小于3m，溶洞內(nèi)為空洞、半充填、流塑狀全填充或軟塑狀全填充時(shí)，單層鋼護(hù)筒施工法。在應(yīng)用單層鋼護(hù)筒跟進(jìn)法進(jìn)行施工時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)照地質(zhì)圖，采用符合鋼護(hù)筒外徑的沖擊鉆頭鉆孔至距溶洞頂1m左右時(shí)，下放鋼護(hù)筒至鉆孔底，再換符合樁基直徑的沖擊鉆頭，采用小沖程繼續(xù)沖砸，直至擊穿溶洞，然后利用導(dǎo)向振動(dòng)錘將鋼護(hù)筒振動(dòng)下沉至溶洞底部。為防止灌注的樁基混凝土流失，同時(shí)防止溶洞內(nèi)的水流對(duì)混凝土沖刷造成混凝土離析后斷樁的事故，應(yīng)先采用C15混凝土進(jìn)行水下灌注封底，灌至溶洞底以上2～3m，待達(dá)到一定強(qiáng)度后，重新沖孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，成孔。

（五）科學(xué)變更樁基形式。

當(dāng)挖、鉆孔樁在穿插溶洞進(jìn)入樁基巖層中，其深度至少大于5倍的樁徑，如果真實(shí)值小于該標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際地質(zhì)資料來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算或加深。如果橋梁樁尖出現(xiàn)下伏溶洞的情況，在進(jìn)行穿插溶洞或?qū)都庵糜谌芏瓷享斆嬷?，?yīng)當(dāng)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和驗(yàn)算設(shè)計(jì)。在一般情況下如果基巖完整上頂面板厚度大于15m，溶洞與頂板厚的孔徑比不小于2時(shí)，不必處理橋梁樁基的基底溶洞，應(yīng)該將樁基直接穿插溶洞。

四、巖溶地區(qū)橋梁樁基質(zhì)量控制

（一）塌孔、縮孔。

如果在具體的施工階段，發(fā)現(xiàn)存在著泥漿大幅度流失導(dǎo)致塌孔現(xiàn)象，應(yīng)該第一時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)漿補(bǔ)水處理，同時(shí)要留有適量的水頭，以最快的速度進(jìn)行堵漏處理。在其中加入足夠的黏土、片石，同時(shí)借助于鉆頭進(jìn)行擠密處理。當(dāng)所有的漏漿消失之后，可以進(jìn)行鉆進(jìn)。

（二）鉆孔偏斜。

施工階段經(jīng)常會(huì)遇到溶洞分布不均勻以及裂隙不規(guī)則的問(wèn)題，在鉆機(jī)的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)鉆孔偏斜問(wèn)題，在鉆孔時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)沖擊鋼繩有規(guī)律的向另外一側(cè)偏移的時(shí)候，應(yīng)該及時(shí)往其傾斜的地方進(jìn)行片石的拋填處理，同時(shí)借助于小沖程進(jìn)行沖擊處理，直到鋼絲繩恢復(fù)到正常狀態(tài)。如果采取這種辦法還是不能夠?qū)⑵眴?wèn)題排除，可以采用水下爆破的方式進(jìn)行糾偏處理[1]。

（三）漏漿。

如果孔內(nèi)的泥漿大范圍流失，則可以斷定其屬于漏漿現(xiàn)象，一旦發(fā)生漏漿現(xiàn)象，應(yīng)該第一時(shí)間把鉆頭提出，同時(shí)以最快的速度往孔內(nèi)補(bǔ)漿或補(bǔ)水，從而確?？變?nèi)漿面的高度。假如漿面還是在不斷地下降，則應(yīng)該利用片石、黏土與水泥混合，混合完成之后，第一時(shí)間進(jìn)行拋填施工，然后再對(duì)漏漿情況進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的檢查，拋填是可以循環(huán)往復(fù)進(jìn)行的，直到漏漿問(wèn)題完全解決到位。

五、結(jié)束語(yǔ)：

在巖溶發(fā)育地區(qū)進(jìn)行橋梁鉆孔樁施工的時(shí)候，要做好認(rèn)真仔細(xì)的地質(zhì)調(diào)查工作，應(yīng)該熟悉的掌握巖溶具體的發(fā)育情況，進(jìn)而結(jié)合工程的具體情況，制定出最為科學(xué)合理的施工方案，將溶洞的處理工作做到位。在具體的施工階段，一旦發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行分析與研究，盡快采取措施進(jìn)行處理，從而更好的確保橋梁樁基工程的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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