康 興 華

(呂梁晉昌公路開發(fā)有限公司,山西 呂梁 033000)

在高速公路橋梁施工項(xiàng)目中，溶洞屬于一種常見的地質(zhì)問(wèn)題，成為影響高速公路橋梁工程質(zhì)量的重要因素，大大降低高速公路橋梁工程的穩(wěn)定性和安全性。由于溶洞地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，這就增加了高速公路橋梁樁基施工難度。在這樣的環(huán)境背景下，探究高速公路橋梁溶洞樁基施工處理關(guān)鍵技術(shù)分析具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

某高速公路為國(guó)家規(guī)劃重點(diǎn)公路網(wǎng)絡(luò)之一，地處巖溶地區(qū)，其溶洞較為發(fā)達(dá)，在前期地質(zhì)鉆探調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，共有7座橋梁橋位在巖溶地區(qū)，最大溶洞可達(dá)到27 m，單孔內(nèi)溶洞數(shù)量為7個(gè)，形狀各異，溶洞內(nèi)部多是黏土半充填，施工現(xiàn)場(chǎng)水源匱乏，在各種現(xiàn)實(shí)因素的影響下，增加了樁基成孔施工難度。在高速公路橋梁樁基設(shè)計(jì)中，其直徑規(guī)格多，包括φ1.2 m,φ1.4 m,φ1.6 m,φ1.8 m和φ2.0 m，均勻分布在各個(gè)樁基溶洞中，深處溶洞的樁基已超過(guò)100根，設(shè)計(jì)方案中的樁長(zhǎng)為10.0 m～51.5 m，以嵌巖樁基礎(chǔ)為主。在前期地質(zhì)調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在單個(gè)溶洞和多溶洞串聯(lián)等形式，地質(zhì)層由素填土、亞黏土、角礫黏土、巖溶化石灰?guī)r、溶洞、弱風(fēng)化石灰?guī)r等組成，溶洞內(nèi)部大多是黏土半充填，地下溶洞較多，巖體強(qiáng)度高。

2 高速公路橋梁溶洞樁基施工中的常見問(wèn)題

考慮到溶洞的特殊地質(zhì)情況，在實(shí)際施工中可造成以下問(wèn)題：

1)漏漿。在一般情況下，由于溶洞內(nèi)部填充物裂縫過(guò)多，一旦鉆孔穿破后，泥漿會(huì)沿著溶洞縫隙流出，形成漏漿問(wèn)題。針對(duì)貫通型溶洞而言，發(fā)生溶洞損壞后，會(huì)導(dǎo)致漿液順序流動(dòng)，增加漏漿風(fēng)險(xiǎn)，再加上溶洞巖層裂縫較多，鉆孔多深，會(huì)引發(fā)裂縫漏漿問(wèn)題。

2)塌孔。很多溶洞地質(zhì)存在大量相互貫通的溶洞，不僅會(huì)引發(fā)漏漿問(wèn)題，在漏漿爆發(fā)到一定程度后，補(bǔ)漿不及時(shí)，就會(huì)發(fā)生塌孔事故。

3)沉陷。在發(fā)生漏漿和塌孔事故的基礎(chǔ)上，會(huì)形成更為嚴(yán)重的沉陷問(wèn)題，多為埋藏淺或是大體積溶洞中，溶洞內(nèi)上部分孔壁穩(wěn)定性不足，形成沉陷問(wèn)題。

綜上所述，由于溶洞資質(zhì)條件惡劣，在樁基施工中，需要根據(jù)地質(zhì)條件和工程概況，實(shí)施專業(yè)化、嚴(yán)謹(jǐn)化施工設(shè)計(jì)，以保證工程質(zhì)量[1]。

根據(jù)上述分析，由于本工程橋區(qū)溶洞較多，并呈現(xiàn)串珠型分布，增加了施工難度，為了保證施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，遵循安全第一的施工理念下，項(xiàng)目經(jīng)理組織技術(shù)人員進(jìn)行研究和討論，并邀請(qǐng)各方專家來(lái)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，最終選擇沖擊鉆成孔工藝，通過(guò)片石+粘土回填+鋼護(hù)筒跟進(jìn)穿越的方式進(jìn)行溶洞處理，形成科學(xué)的施工設(shè)計(jì)方案。

3 高速公路橋梁溶洞樁基施工處理關(guān)鍵技術(shù)

3.1 前期預(yù)防處理技術(shù)

在施工前，為了提高工程質(zhì)量，預(yù)防各種安全事故的發(fā)生，要制定針對(duì)性預(yù)防措施，搜集和整理溶洞地質(zhì)信息，以“一樁一鉆”的方式進(jìn)行溶洞勘測(cè)，分析成樁安全性，制定針對(duì)性安全預(yù)防措施，選擇最大深度鋼護(hù)筒進(jìn)行樁基護(hù)壁保護(hù)，控制施工風(fēng)險(xiǎn)，并準(zhǔn)備好片石、黏土、水泥等施工材料，及時(shí)應(yīng)對(duì)各種突發(fā)情況[2]。針對(duì)安全隱患問(wèn)題，工作人員仍以預(yù)防為主，根據(jù)工程概況開展安全隱患排除工作，以降低施工風(fēng)險(xiǎn)，以灌注泥漿檢測(cè)法為主，向鉆孔灌入大密度泥漿，以檢測(cè)鉆孔安全程度，若灌注時(shí)間較短，說(shuō)明溶洞體積較小，尚未形成相互貫通；若灌注時(shí)間較長(zhǎng)，并無(wú)法灌滿，則要選擇填充溶洞措施，排除已知風(fēng)險(xiǎn)，保證施工質(zhì)量。

3.2 鉆進(jìn)工藝

在鉆孔施工中，施工人員要檢測(cè)覆蓋層深度，結(jié)合深度和土質(zhì)情況來(lái)選擇適當(dāng)?shù)你@進(jìn)工藝。由于河床覆蓋層上方是大厚度卵漂石層，工藝上選擇沖擊鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，沖擊鉆機(jī)要深入到巖石層，并通過(guò)換漿清孔法來(lái)清孔，輔助吊機(jī)進(jìn)行協(xié)助操作，提高鉆進(jìn)施工的安全性和施工質(zhì)量[3]。同時(shí)，在鉆孔過(guò)程中，施工人員要時(shí)刻關(guān)注泥漿密度，將其控制在1.36 g/cm3～1.50 g/cm3范圍內(nèi)，及時(shí)采用鋼護(hù)筒進(jìn)行保護(hù)，防止塌孔或是埋鉆等情況的發(fā)生。由于一些鉆孔處于溶洞區(qū)域，在施工中，施工人員要將黏土或是片石填充到溶洞中，選擇小沖程沖擊法，把緩和無(wú)填充全部置于溶洞與裂縫中，以實(shí)現(xiàn)加固護(hù)壁的作用。

3.3 鋼護(hù)筒護(hù)壁控制

以小幅度跟進(jìn)策略為主，每沖孔50 cm就要跟進(jìn)一次，為了讓鋼護(hù)筒可以直接穿過(guò)覆蓋層，施工人員要特殊加工刃腳，選擇2 cm厚鋼板進(jìn)行刃腳加工，高為5 cm，厚段高位60 cm，選擇45 t高頻振動(dòng)錘進(jìn)行夯進(jìn)，促進(jìn)砂卵石黏土的液化，以實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑效果，減少鋼板間的摩擦和鋼護(hù)筒下沉阻力[4]。在施工時(shí)，若發(fā)生返漿困難現(xiàn)象，要采取撈碴筒處理方式，及時(shí)撈出沉碴，縮短清孔時(shí)間，分次開展造壁作業(yè)，提高溶洞造壁的穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)而保證高速公路橋梁溶洞樁基施工的質(zhì)量與安全。

3.4 鋼護(hù)筒埋設(shè)技術(shù)

在鋼護(hù)筒埋設(shè)中，施工人員要先進(jìn)行鋼護(hù)筒制作與定位工作，標(biāo)準(zhǔn)段以1 cm厚鋼板卷為主，制作成內(nèi)徑大于樁徑20 cm的圓柱形鋼護(hù)筒，明確鋼護(hù)筒高度，保證鋼護(hù)筒的使用性能。之后，施工人員要采用電焊的方式進(jìn)行鋼護(hù)筒焊接，檢查接頭質(zhì)量，待鋼護(hù)筒質(zhì)量合格后，使用振動(dòng)錘將鋼護(hù)筒埋設(shè)到土中，鋼護(hù)筒高出地面50 cm左右。完成鋼護(hù)筒埋設(shè)后，再次復(fù)核樁柱位置，加強(qiáng)鋼護(hù)筒中心偏位的觀察，一旦發(fā)生偏差，要及時(shí)糾正，偏差要控制在5 cm以內(nèi)，以保證施工質(zhì)量。

3.5 壓密注漿技術(shù)

在壓密注漿施工中，在容易漏漿的部位設(shè)置三個(gè)注漿孔，呈現(xiàn)等邊三角形排列形式，施工人員要測(cè)量注漿孔的孔深，保證其深度大于溶洞與裂縫深度，提高施工質(zhì)量。在注漿前，施工人員加強(qiáng)測(cè)量和觀察，一旦鉆孔口距離溶洞底部20 cm左右，要停止沖孔，開展注漿施工，選擇注漿泵實(shí)施注漿操作，以水泥漿和水玻璃為漿液材料，根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)確定的配合比進(jìn)行拌制和注漿。注漿完成后，等到漿液凝固后進(jìn)行二次鉆孔，凝固時(shí)間至少超過(guò)1 d，進(jìn)而提高堵塞有效性。

3.6 混凝土灌注技術(shù)

在溶洞樁基施工中，為了保證鉆孔深度大于溶洞底部，要將超過(guò)距離控制在0.5 m以上，保證樁基巖石穩(wěn)定性，施工人員要做好機(jī)械清孔工作，其沉淀厚度與泥漿指標(biāo)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)行沉放鋼筋籠和導(dǎo)管等操作。灌注前要做好二次清孔作業(yè)，在溶洞數(shù)量多的情況下，施工人員要做好導(dǎo)管埋置深度測(cè)量工作，合理控制混凝土澆筑標(biāo)高，并在拆管前校對(duì)混凝土高度，使得導(dǎo)管埋置深度為9 m以內(nèi)，避免斷樁事故的發(fā)生[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

在高速公路橋梁工程中，要深入分析溶洞樁基施工中的問(wèn)題和難點(diǎn)，根據(jù)高速公路橋梁工程的基本情況，制定針對(duì)性處理措施，優(yōu)化施工工藝，形成科學(xué)合理的設(shè)計(jì)施工方案，進(jìn)而提高高速公路橋梁溶洞樁基施工的綜合質(zhì)量水平。