文/房谷錦、王瑞虎

1 工程概況

項(xiàng)目位于湖南省湘西土家族苗族自治州鳳凰縣，其中南長城互通位于杭瑞高速K8+450 處，本互通采用A 型單喇叭方案。其中互通連接線采用城市主干道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，橋梁設(shè)計(jì)荷載采用城-A 級(jí)。機(jī)動(dòng)車道采用雙向八車道斷面，外側(cè)設(shè)置人行道。路線在廖家橋鎮(zhèn)漾水坨村附近采用橋梁形式跨越回垅溪，橋梁交叉角度65°，水面寬約8m。根據(jù)方案比選，初步設(shè)計(jì)回垅溪中橋上部結(jié)構(gòu)采用5×20m 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)，下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、樁柱式、肋板式臺(tái)，橋梁全長104．92m[1]。

2 地質(zhì)勘察

2.1 初勘

回垅溪中橋初勘共布設(shè)鉆孔3 個(gè)。根據(jù)初勘資料，橋梁所處地區(qū)地層分布簡單，但巖溶較發(fā)育，地質(zhì)條件較復(fù)雜，巖溶形態(tài)為溶槽以及溶洞，主要分布于回垅溪中橋的2 號(hào)橋墩附近，溶槽深度約23m，溶洞高度約13m。

2.2 物探結(jié)果分析

本次物探斷面的布設(shè)采用縱橫向結(jié)合的方法，沿前進(jìn)方向布設(shè)左、中、右各3 條物探斷面，每個(gè)墩臺(tái)位置橫橋向布設(shè)一條物探斷面，縱橫向形成“十字”交叉。墩臺(tái)處橫向物探范圍應(yīng)大于橋梁外邊緣約80m，保證高密度電法成果圖在樁基位置達(dá)到最大深度[2]。

根據(jù)物探報(bào)告，回垅溪中橋物探成果中共發(fā)現(xiàn)異常9 處，其中由于溶洞、落水洞和巖溶豎井引起的異常共5 處，巖溶裂隙破碎帶引起的異常共4 處，2 號(hào)、3 號(hào)墩橫向物探斷面成果如圖1、圖2 所示。橋梁范圍內(nèi)有較大的巖溶發(fā)育異常情況，初步分析為溶洞、落水洞和巖溶裂隙破碎帶所引起。

圖1-2 號(hào)墩橫向物探斷面成果圖

圖2-3 號(hào)墩橫向物探斷面成果圖

根據(jù)初勘結(jié)合物探情況，橋位處巖溶發(fā)育嚴(yán)重，2號(hào)墩處發(fā)現(xiàn)13m 深溶洞，頂板距離原地面約28m。從減小施工難度、加快施工進(jìn)度出發(fā)，盡量減少溶洞處理的橋梁基樁根數(shù)。施工圖設(shè)計(jì)階段項(xiàng)目組對橋梁方案進(jìn)行了優(yōu)化，上部結(jié)構(gòu)由初步設(shè)計(jì)的5x20m 預(yù)應(yīng)力混凝土空心板調(diào)整為3×30mT 梁結(jié)構(gòu)，減少兩排基樁，避開巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)，盡量降低施工難度。

2.3 詳勘

根據(jù)初勘報(bào)告結(jié)合物探情況，對巖溶發(fā)育情況較弱的0 號(hào)、3 號(hào)橋臺(tái)各布設(shè)2 個(gè)、1 個(gè)鉆孔，對巖溶較發(fā)育 的1 號(hào)、2 號(hào)墩，各布 設(shè)3 個(gè) 鉆孔。

根據(jù)詳勘報(bào)告，橋梁方案調(diào)整為3x30mT 梁后，河道兩側(cè)1 號(hào)、2 號(hào)墩距離河道位置分別退讓了5m，詳勘揭露巖溶發(fā)育強(qiáng)度較初勘有所降低。河流兩側(cè)的6個(gè)鉆孔中僅2 個(gè)鉆孔見溶洞，其中SQZK2-14 孔巖溶發(fā)育較強(qiáng)。

回垅溪中橋詳勘結(jié)果：橋址區(qū)巖溶形態(tài)為溶蝕裂隙、溶溝、溶槽及溶洞，溶洞最大高度約5．9m，分布高程在358．92～411．53m 之間。揭露泥質(zhì)條帶灰?guī)r鉆孔共9 個(gè)，見溶洞孔4 個(gè)，鉆孔見洞隙率為44．44%，橋址區(qū)為巖溶強(qiáng)發(fā)育區(qū)[3]。

3 橋梁方案調(diào)整

根據(jù)勘察結(jié)果對路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面進(jìn)行調(diào)整，橋梁總寬40m 不變，中分帶寬度由8m 調(diào)整為1m；單幅墩帽寬度由15．2m 調(diào)整為19．2m，考慮墩帽受力，單幅橋墩基樁根數(shù)由2 根調(diào)整為3 根。

4 施工問題處理

2017年3月，施工單位施工過程中發(fā)現(xiàn)1-2 號(hào)、1-3號(hào)橋墩地質(zhì)情況與地勘資料不符，巖溶發(fā)育較強(qiáng)。尤其是1-2 號(hào)橋墩，通過施工補(bǔ)勘，發(fā)現(xiàn)孔口以下連續(xù)巖溶發(fā)育，粘性土填充，樁基成孔難度高，質(zhì)量無法保證。1-2 號(hào)墩共補(bǔ)勘兩個(gè)鉆孔，其中（1）孔位于靠近1-3 號(hào)墩方向，距離1-2 號(hào)孔邊緣1m，（2）孔位靠近1-1 號(hào)墩方向，距離1-2 號(hào)孔邊緣1．2m。補(bǔ)鉆孔位及基樁位置如圖3 所示。

圖3 補(bǔ)鉆孔位及基樁位置示意圖

經(jīng)現(xiàn)場分析，1-1 號(hào)、1-3 號(hào)、1-4 號(hào)、1-5 號(hào)、1-6號(hào)、2-1 號(hào)、2-2 號(hào)、2-3 號(hào)、2-4 號(hào)、2-5 號(hào)、2-6 號(hào) 基樁已成孔。其中1-3 號(hào)基樁孔口25m 以下巖溶發(fā)育較強(qiáng)，樁長按17m 控制，入巖2m，保證頂板厚度8m；2-4 號(hào)基樁巖溶發(fā)育較強(qiáng)，與地勘資料基本一致，施工按設(shè)計(jì)樁長44m 已終孔；其余已終孔基樁均未發(fā)現(xiàn)巖溶發(fā)育情況，地質(zhì)情況較好，與地勘資料一致。結(jié)合初勘、物探情況分析，回垅溪中橋1 號(hào)、2 號(hào)橋墩巖溶發(fā)育情況基本沿2-4 號(hào)→1-2 號(hào)墩方向，根據(jù)1-2號(hào)墩施工補(bǔ)勘結(jié)果，1-2 號(hào)墩剛好位于巖溶發(fā)育落水洞、豎向溶槽中。經(jīng)現(xiàn)場各方踏勘，結(jié)合既有地勘資料，提出以下兩個(gè)處理方案。

4.1 注漿法

按摩擦樁計(jì)算樁長，不考慮樁端承載力，灰?guī)r樁側(cè)摩阻力τ 取150～200 kPa，樁端需穿透巖溶發(fā)育區(qū)。按計(jì)算樁長施工到位后，距離基樁邊緣50cm 取注漿孔8 個(gè)成“米”字排列，孔深按計(jì)算樁長L+5m 控制。注漿完成后在基樁周圍取3～4 個(gè)地質(zhì)鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證。注漿孔、驗(yàn)證孔布置示意如圖4 所示。對于樁端位于巖溶裂隙連續(xù)發(fā)育區(qū)的情況，該方法具有普遍適應(yīng)性，對于回垅溪中橋1-2 號(hào)基樁，根據(jù)補(bǔ)勘資料，樁端巖溶發(fā)育較強(qiáng)，判斷基樁位于豎向落水洞、溶槽中，注漿施工后樁端承載力無法保證。

圖4 注漿孔、驗(yàn)證孔布置示意

4.2 調(diào)整基樁位置

根據(jù)各方現(xiàn)場踏勘，結(jié)合物探、地勘資料對橋位處巖溶發(fā)育趨勢的判斷，靠近1-1 號(hào)基樁側(cè)地質(zhì)條件較好，因此基樁往1-1 號(hào)墩方向移位3．3m，保證與1-1 號(hào)基樁中心距離滿足2D（基樁直徑）要求。現(xiàn)場在移位后的樁位處先進(jìn)行施工補(bǔ)勘。

根據(jù)現(xiàn)場補(bǔ)勘情況，基樁移位后，地質(zhì)情況較好，基本未發(fā)現(xiàn)巖溶發(fā)育情況。最終1-2 號(hào)基樁按移位3．3m 實(shí)施，與1-3 號(hào)基樁距離10．15m，與1-1 號(hào)基樁距離3．55m，蓋梁采用預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場最終實(shí)施效果較好。1-2 號(hào)基樁移位后橋梁立面圖如圖5 所示。

圖5 1-2 號(hào)基樁移位后橋梁立面圖

5 結(jié)語

5．1 巖溶地區(qū)工程項(xiàng)目應(yīng)重視前期勘察工作，現(xiàn)場勘察工作開展期間，橋梁設(shè)計(jì)人員應(yīng)及時(shí)介入，根據(jù)鉆孔揭露的巖溶發(fā)育情況，及時(shí)調(diào)整鉆孔位置或者橋梁方案。

5．2 巖溶強(qiáng)發(fā)育等地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)應(yīng)采用地質(zhì)調(diào)查、鉆探、物探等多種勘察手段相結(jié)合的方法，相互驗(yàn)證，可以更準(zhǔn)確地查明巖溶發(fā)育情況，使橋梁基礎(chǔ)盡量避開溶溝、溶槽、落水洞、漏斗、大型溶洞等。

5．3 為盡量減小巖溶區(qū)橋梁施工難度，結(jié)合橋梁造型、高度，盡量采用較大的跨徑，減少巖溶區(qū)橋梁基樁數(shù)量。