高 永 民， 侯 麗 君， 楊 小 年

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

新建鐵路磨萬段北起中老邊境磨丁、經(jīng)老撾4省后到達(dá)老撾人民民主共和國首都萬象，全長414.332 km。

磨萬段Ⅴ標(biāo)Ⅰ分部所屬的施工范圍位于老撾萬象省萬榮縣境內(nèi)，全長38.26 km，共設(shè)計有橋梁15座，橋梁基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，樁徑分別為1 m和1.25 m，設(shè)計樁長總長24 422 m。其中6座橋梁位于巖溶發(fā)育地區(qū)，涉及樁基礎(chǔ)570根，設(shè)計樁長總長12 668 m，最大樁長54 m。

巖溶地區(qū)的樁基地層為地表溶溝、溶槽、溶蝕洼地等各種巖溶形態(tài)發(fā)育，巖溶呈中等～強(qiáng)烈發(fā)育，隱伏性巖溶發(fā)育，巖層中存在一定規(guī)模的溶洞(含串珠狀、連通型等)、溶隙，地質(zhì)條件極差。項目部針對實際情況制定了有效的施工工藝并予以實施，取得了較好的效果。

2 施工工藝

測量放線→護(hù)樁埋設(shè)→孔口護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)就位→孔位復(fù)核校正→開孔鉆進(jìn)→巖溶處理→繼續(xù)鉆進(jìn)→終孔→清孔→清孔驗收→鋼筋籠驗收→下設(shè)鋼筋籠→澆筑前清孔檢查→澆筑混凝土→導(dǎo)管拆除。

3 施工流程

測量放線：采用GPS測量定位，樁位誤差小于50 mm，高程誤差小于±50 mm。定出樁基中點后，用十字引線將控制點引至樁基四周，以便施工中及時復(fù)核樁基成孔中心。

護(hù)筒埋設(shè)：護(hù)筒采用鋼質(zhì)護(hù)筒，其厚度不小于8 mm，內(nèi)徑大于鉆頭20 cm以上，長度為2 m，地面以上0.5 m，地下1.5 m。

鉆機(jī)就位：采用吊車就位。鉆機(jī)就位后，調(diào)平、對中，確保鉆機(jī)機(jī)身水平，鉆頭中心與孔位中心的偏差≤20 mm。

護(hù)壁泥漿：制漿方法為孔內(nèi)造漿，即在鉆孔過程中直接向孔內(nèi)添加黏土，利用鉆頭的反復(fù)沖擊研磨攪拌制成泥漿。泥漿性能指標(biāo)見表1。

表1 泥漿性能指標(biāo)表

鉆孔：開鉆時，先在孔內(nèi)灌注泥漿，泥漿密度根據(jù)地層進(jìn)行調(diào)整。施工過程中，孔內(nèi)的泥漿面高于地下水位2 m及孔口鋼護(hù)筒底腳1 m。同一墩臺內(nèi)優(yōu)先施工跟進(jìn)鋼護(hù)筒、溶洞部位深的樁孔以便處理時“更有效地充填溶洞，阻斷溶洞通道，降低后續(xù)施工難度”[1]，加快工程進(jìn)度。

成孔檢查：終孔后立即進(jìn)行成孔質(zhì)量檢查和驗收，包括入巖深度、巖性、孔深、孔位、孔徑、孔型及孔斜等，驗收合格后進(jìn)行下一道工序。驗收標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 鉆孔質(zhì)量控制表

清孔換漿：終孔檢查合格后清孔。對于鉆孔樁，主要采用泥漿正循環(huán)清孔，若不能采用泥漿正循環(huán)清孔，則采用抽筒法出渣或氣舉反循環(huán)法清孔。清孔后的泥漿指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計要求。

鋼筋籠的制作及安裝：采用鋼筋籠成型機(jī)制作，搭接焊搭接，搭接長度不小于10d(d為鋼筋直徑)。鋼筋籠中心應(yīng)與孔位中心重合，鋼筋籠安裝好后，用吊垂檢查兩中心點是否重合。

下設(shè)導(dǎo)管：混凝土采用泥漿下直升導(dǎo)管法澆注，采用直徑為300 mm型導(dǎo)管，底管宜為長導(dǎo)管，頂部及中間可配幾節(jié)短導(dǎo)管，以便于在澆筑過程中控制導(dǎo)管埋深。

二清：灌注混凝土前應(yīng)檢查孔底沉渣的厚度，如沉渣厚度超出規(guī)范要求則繼續(xù)清孔，直至滿足規(guī)范要求。

澆筑：混凝土灌注前檢測混凝土入模的坍落度和溫度。坍落度宜為180～220 mm?；炷劣晒捃囘\至現(xiàn)場后，下料至料斗進(jìn)行灌注。同時，首灌混凝土量應(yīng)滿足導(dǎo)管埋置深度(≥1 m)和填充導(dǎo)管底部的要求。

4 巖溶的處理

對于揭露有溶洞等不良地質(zhì)情況的樁基，本著先難后易、先大后小、先深后淺的原則，先施工溶洞較大、溶洞層次較多、溶洞埋深最深等較復(fù)雜的樁基；然后施工溶洞小、溶洞層次較少、溶洞埋深較淺的樁基。

4.1 回填法

一般而言，巖溶(溶洞深度在5 m以內(nèi))樁基礎(chǔ)的施工優(yōu)先采用回填法，回填黏土片石(比例1:2)。施工時，在現(xiàn)場準(zhǔn)備足夠數(shù)量的片石、黏土和挖掘機(jī)或裝載機(jī)?！爱?dāng)鉆進(jìn)至距溶洞頂上部時，通過小沖程、高頻率的沖擊方法逐漸擊穿溶洞”[2，3]，若發(fā)生漏漿則立即向孔內(nèi)補(bǔ)充合格的泥漿，同時反復(fù)提升鉆頭，在溶洞頂部范圍上下慢放輕提；若鉆頭不明顯受阻，說明“頂部已成孔并且圓滑垂直”[4]；提鉆至孔口，以防卡鉆。提出鉆頭后，用裝載機(jī)配合挖掘機(jī)及時將準(zhǔn)備好的黏土、片石按1∶2的比例回填。當(dāng)回填高度超過溶洞頂高程并不漏漿、補(bǔ)充漿面至孔口后再采用低提慢進(jìn)的方法重新鉆進(jìn)、擠壓密實回填物(填充物)，堵住漏漿通道并重新造漿。反復(fù)回填擠壓1～2次，使溶洞范圍形成穩(wěn)定護(hù)壁后繼續(xù)施工。

4.2 鋼護(hù)筒跟進(jìn)法

對于深度較大的巖溶(高度大于5 m的封閉型較大溶洞及部分較大的串通型溶洞)，或遇地下水(主要以土層孔隙潛水和基巖裂隙水、巖溶水為主)與溶槽、溶溝及覆蓋層基巖接觸段河床水相互貫通形成有流動水的通道時，采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)，用以“阻斷溶洞內(nèi)流塑充填物或封閉地下動水”[5]以利于后續(xù)鉆孔。對于無填充的溶洞，在鉆穿溶洞頂板后，還應(yīng)在下設(shè)鋼護(hù)筒前先回填部分黏土片石于溶洞底板，以保證鋼護(hù)筒下設(shè)后與溶洞底板緊密貼合并在后續(xù)沖孔過程中鋼護(hù)筒不發(fā)生偏移。

對于護(hù)筒連接處需搭接牢固，以防護(hù)筒掉入孔內(nèi)。護(hù)筒采取施壓法下設(shè)，下設(shè)至距溶洞底部1 m以上。具體操作步驟如下：

(1)提前加工好鋼護(hù)筒：每節(jié)高度1.5 m，護(hù)筒內(nèi)直徑比設(shè)計樁徑+10 cm。

(2)擴(kuò)大鉆機(jī)鉆頭直徑，設(shè)計樁徑為1 m，采用直徑為1.2 m的鉆頭成孔；設(shè)計樁徑為1.25 m，采用直徑為1.4 m的鉆頭成孔。

(3)護(hù)筒的跟進(jìn)：跟進(jìn)護(hù)筒時，其鋼護(hù)筒中心與孔位重合，每節(jié)護(hù)筒應(yīng)順直，其垂直度應(yīng)滿足成孔要求。

(4)鋼護(hù)筒跟進(jìn)至擠壓段底部、護(hù)筒到位后將鉆頭改為滿足成孔要求的鉆頭。當(dāng)溶洞較大、樁基較長、一次跟進(jìn)鋼護(hù)筒難度較大時，可分次鉆孔、分級跟進(jìn)護(hù)筒，即先采用大鉆頭擴(kuò)孔跟進(jìn)直徑較大的鋼護(hù)筒，逐漸減小鉆頭直徑及對應(yīng)的鋼護(hù)筒直至溶洞底部。鋼護(hù)筒跟進(jìn)法施工情況見圖1。

圖1 鋼護(hù)筒跟進(jìn)法示意圖

4.3 灌注混凝土填充法

對于溶洞高度在2.5～5 m之間且無填充或溶洞的高度大于5 m的情況，有時采用回填黏土和片石的方法難以成孔、而采用鋼護(hù)筒又難以跟進(jìn)的情況下，可采用灌低標(biāo)號混凝土的方法進(jìn)行處理。為節(jié)約混凝土灌注量，可先填黏土塊和片石、反復(fù)沖孔擠壓，同時適當(dāng)加大泥漿比重，防止涌水稀釋泥漿而導(dǎo)致泥漿護(hù)壁能力下降、發(fā)生孔壁坍塌事故。若漏漿嚴(yán)重、填料漏失，可在回填黏土片石的同時加入水泥及速凝劑用以封堵漏漿通道并增加填充物的固結(jié)強(qiáng)度。當(dāng)鉆至溶洞底、溶洞填充基本飽滿時，再灌注低標(biāo)號混凝土，混凝土灌至溶洞頂1 m以上、待混凝土達(dá)到70%強(qiáng)度后重新鉆進(jìn)。灌注混凝土填充法見圖2。

5 結(jié) 語

鑒于巖溶區(qū)地質(zhì)情況的復(fù)雜性和不確定性，施工時必須根據(jù)地勘資料并結(jié)合現(xiàn)場實際情況有針對性地采取各種處理措施對巖溶進(jìn)行綜合治理，才能保證鉆孔樁的施工質(zhì)量。

巖溶區(qū)鉆孔灌注樁施工可以采用以下幾種方法控制施工質(zhì)量及成本。

(1)充分掌握地質(zhì)資料，用以指導(dǎo)后續(xù)施工；

圖2 灌注混凝土填充法示意圖

(2)根據(jù)地質(zhì)圖揭示的溶洞情況，采取正確的處理措施，不僅要從孔內(nèi)漏漿情況判斷是否進(jìn)入溶洞，還要注意造孔進(jìn)尺的變化；

(3)對于存在動水的鉆孔，樁采用回填法擠壓密實1～2次后需跟進(jìn)鋼護(hù)筒以增加孔壁的穩(wěn)定性；

(4)澆筑過程中采用混凝土置換泥漿，壓力變大時可能會擊穿鉆孔施工時未揭示的溶洞而導(dǎo)致混凝土流失或斷樁。因此，澆注過程中要注意孔內(nèi)混凝土面的變化，適當(dāng)增加導(dǎo)管埋深，澆注結(jié)束后多次復(fù)測混凝土面無變化時方可拆卸導(dǎo)管。

磨萬鐵路第V標(biāo)段第1分部巖溶地區(qū)樁基施工采用上述處理措施，施工質(zhì)量好，工期得到了保證，所取得的經(jīng)驗可供類似工程參考借鑒。