張佳

針對(duì)關(guān)花大道新橋特大橋樁基施工中遇到溶洞、鉆進(jìn)過(guò)程中漏漿塌孔、卡錘掉錘、水下混凝土灌注流失等技術(shù)問(wèn)題，施工中采用補(bǔ)漿、回填黃泥片石、鋼護(hù)筒跟進(jìn)，增加自動(dòng)沖孔電子控制設(shè)備，加大導(dǎo)管埋深、增加混凝土初存量、埋設(shè)鋼護(hù)筒等措施進(jìn)行處理，實(shí)踐證明該處理措施減少了卡錘掉錘等意外情況的發(fā)生概率及水下混凝土灌注流失現(xiàn)象，保證了樁基施工質(zhì)量、進(jìn)度及安全。

巖溶地質(zhì);鉆孔樁;施工技術(shù)

研究表明樁基礎(chǔ)具有良好的抗震、抗暴性能以及很強(qiáng)的靈活性，是減少建筑物沉降與不均勻沉降的良好措施，是克服復(fù)雜地質(zhì)條件下不良危害的重要措施，對(duì)結(jié)構(gòu)體系、荷載變化等有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，可作為地基處理使用，能夠提高地基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性。但樁基礎(chǔ)的造價(jià)一般較高，施工工藝比一般淺基礎(chǔ)復(fù)雜。新橋特大橋樁基礎(chǔ)地質(zhì)復(fù)雜，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，伴有大量串珠溶洞、裂隙破碎帶及漏斗暗河等不良因素，這大大增加了樁基鉆進(jìn)及灌注施工中的操作難度。因此為保證樁基施工的安全質(zhì)量及效率，采取有效合理的處理措施顯得尤為重要。

新橋特大橋全長(zhǎng)1416m，共有樁基226根，以沖擊鉆孔為主。大部分墩臺(tái)位于河灘、岸邊及河中，地形復(fù)雜多變，巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，伴隨大量溶洞、裂隙破碎帶及漏斗暗河，地質(zhì)鉆探時(shí)遇溶洞漏漿現(xiàn)象頻發(fā)。在如此惡劣的地質(zhì)因素下給沖擊鉆孔施工帶來(lái)具大影響，大大增加了施工難度。

（1）在樁基施工過(guò)程中漏漿、塌孔、混凝土灌注流失多發(fā)。24號(hào)墩4號(hào)樁在鉆進(jìn)施工中擊穿溶洞，樁孔內(nèi)漿面迅速下降，幾分鐘內(nèi)漿液大部分流失，隨后孔口出現(xiàn)塌陷，坍塌面積約為6m。18號(hào)墩2號(hào)樁，伴隨水下混凝土灌注量的增大，護(hù)壁承受壓力隨之增大，導(dǎo)致護(hù)壁被混凝土擊穿，量測(cè)孔內(nèi)混凝土面迅速下降，造成混凝土大量流失，為補(bǔ)救進(jìn)行無(wú)間斷混凝土灌注，最終導(dǎo)致混凝土灌注量嚴(yán)重超方（設(shè)計(jì)44.28m，而實(shí)際灌注141m）。

（2）鉆孔過(guò)程中機(jī)械損害增大，多次出現(xiàn)卡錘、掉錘現(xiàn)象，在錘頭打撈過(guò)程中增加了施工成本，且造成了工期滯后，嚴(yán)重時(shí)只能棄錘重新鉆進(jìn)，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。

（1）鉆進(jìn)過(guò)程中擊穿溶洞，孔內(nèi)漿液迅速下降，來(lái)不及補(bǔ)漿，且表層砂礫卵石層地下水流失，造成孔內(nèi)護(hù)壁失壓，孔口出現(xiàn)塌陷。

（2）為防止開(kāi)孔表層土塌陷且準(zhǔn)確固定樁位，鉆孔樁開(kāi)孔初埋長(zhǎng)度為2m的鋼板護(hù)筒，護(hù)筒厚度為1.5mm。但由于深度原因地下溶洞不能被鋼護(hù)筒所包護(hù)，隨著水下混凝土灌注量的增加，孔壁壓力隨之增大，沖破裂隙處護(hù)壁，混凝土進(jìn)去溶洞，泥漿及混凝土迅速流失;同時(shí)巖溶地質(zhì)樁基在鉆進(jìn)過(guò)程中擴(kuò)孔嚴(yán)重，混凝土實(shí)際灌注量也遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)量。

（3）塌孔過(guò)程中大量卵石、塊石落入孔內(nèi)，加上較小的樁徑，若不能及時(shí)提起鉆頭很容易被較大的塊石卡在錘頭及孔壁之間導(dǎo)致無(wú)法提起，甚至伴隨沖填過(guò)程中對(duì)鋼絲繩的磨損導(dǎo)致掉鉆甚至是塌孔埋鉆。

（1）對(duì)于較小溶洞可以采取拋填黃泥、片石的方法進(jìn)行處理。

當(dāng)遇到溶洞漏漿時(shí)，立即挖起粘黃泥以及粒徑大小為15～20cm的塊石對(duì)樁孔內(nèi)進(jìn)行拋填，同時(shí)集中泥漿泵往孔內(nèi)進(jìn)行大量補(bǔ)漿，回填、補(bǔ)漿過(guò)程中伴隨錘頭進(jìn)行緩慢夯實(shí)進(jìn)行有效的溶洞堵漏。

（2）對(duì)于破碎帶、裂隙多地區(qū)簡(jiǎn)單回填效果不佳，可將適量水泥與黃泥拌勻進(jìn)行回填。根據(jù)泥漿滲漏程度的不同控制水泥比例與黃泥拌勻回填封堵，減少?zèng)_刷流失。并加強(qiáng)作業(yè)觀測(cè)，檢查回填材料的粘結(jié)度，并與之前的黃泥簡(jiǎn)單回填相比，更好的應(yīng)對(duì)破碎帶泥漿滲漏等病害問(wèn)題。

（3）當(dāng)遇到大溶洞或者串珠狀溶洞時(shí)，孔內(nèi)泥漿流失很快，且極易產(chǎn)生塌孔現(xiàn)象，簡(jiǎn)單的黃泥、塊石回填很難補(bǔ)救，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行鋼護(hù)筒跟進(jìn)措施進(jìn)行處理。

現(xiàn)場(chǎng)配備好鋼護(hù)筒跟進(jìn)鉆機(jī)或振動(dòng)錘，以及足量、直徑合適的鋼護(hù)筒，進(jìn)行分層遞進(jìn)施工，如圖1所示。操作工藝流程如下： 1）場(chǎng)地平整、定位埋設(shè)鋼護(hù)筒→ 2）沖孔至第一層溶洞頂部離溶洞頂面1m處（回填片石及黃泥）→ 3）下放鋼護(hù)筒至第一層溶洞頂部→ 4）擊穿第一層溶洞頂板→ 5）沖孔至第一層溶洞底部并入巖1m（回填片石及黃泥）→ 6）下放內(nèi)鋼護(hù)筒至第一層溶洞底部→ 7）鉆進(jìn)并擊穿第二層溶洞頂板→ 8）沖孔至第二層溶洞底部并入巖1m（回填片石及黃泥）→ 9）下放內(nèi)鋼護(hù)筒至第二層溶洞底部→ 10）循環(huán)→ 11）鉆至樁底標(biāo)高（終孔）。

首先將鉆頭擴(kuò)大至d+20n（d為樁徑，n為穿溶洞個(gè)數(shù)），埋設(shè)護(hù)筒d+20n+20cm（d為樁徑，n為穿溶洞個(gè)數(shù)），護(hù)筒長(zhǎng)度不小于2m，露出地面50cm，正常鉆進(jìn)至第一層溶洞頂板，采用25t汽車吊輔助振動(dòng)錘，先將內(nèi)鋼護(hù)筒分節(jié)打入土層中至巖面，每節(jié)間均采用坡口雙面焊，確保護(hù)筒間密閉不漏漿。向孔內(nèi)拋填1m厚黃泥夾片石，換用小一號(hào)的鉆頭小沖程擊穿溶洞頂板，下第三層鋼護(hù)筒到第二層溶洞頂板并向孔內(nèi)加黃泥加片石1m厚，用再小號(hào)的鉆頭小沖程擊穿第二層溶洞頂板，如此循環(huán)鉆進(jìn)直至終孔。

針對(duì)機(jī)械設(shè)備應(yīng)急能力差，檢修保養(yǎng)不到位的問(wèn)題，經(jīng)多次研究論證后，在沖擊鉆機(jī)增設(shè)自動(dòng)沖電子控制設(shè)備。安裝自動(dòng)沖控制設(shè)備后，鉆機(jī)運(yùn)行正常，沖程可控，并具備第一時(shí)間自動(dòng)應(yīng)變突發(fā)病害的調(diào)整控制功能，較人工手動(dòng)操作相比，增強(qiáng)了沖擊鉆機(jī)的靈活性，減小了操作手的工作量，使其更加便于機(jī)械觀測(cè)檢查及整修改善，同時(shí)提高操作手對(duì)出現(xiàn)不良地質(zhì)時(shí)的應(yīng)變能力，節(jié)約了人工成本。

前期的樁基施工中，由于巖溶地質(zhì)樁基擴(kuò)孔率平均在180%，并且在水下混凝土灌注過(guò)程中擠穿護(hù)壁流失至溶洞中的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，最大超方量達(dá)到設(shè)計(jì)方量的3.20倍，因此針對(duì)混凝土流失問(wèn)題采取了以下施工措施。

（1）保障灌注時(shí)混凝土的供應(yīng)能力?；炷敛捎冒韬险炯泄?yīng)，拌合站配置2臺(tái)HZS120拌合機(jī)，生產(chǎn)能力合計(jì)為240m3/h，3輛混凝土罐車進(jìn)行運(yùn)輸，每臺(tái)罐車運(yùn)輸容量為12m3。

（2）加大混凝土料斗的初存量。考慮到溶洞影響，灌注時(shí)采用容量為3m3的下料斗，以直徑為1.25m的樁基為例，首盤(pán)封底混凝土深度為2.4m，避免了首盤(pán)混凝土方量不夠造成管埋深不夠的問(wèn)題。

（3）水下混凝土灌注時(shí)適當(dāng)加大導(dǎo)管埋深。灌注過(guò)程中，導(dǎo)管埋深一般宜控制在2～6m，最小埋深不得小于1m。巖溶地質(zhì)時(shí)，為避免隨著混凝土灌注高度的增加而擠穿溶洞，造成混凝土流失繼而導(dǎo)管漏穿，灌注時(shí)采用質(zhì)量過(guò)硬、較牢固的導(dǎo)管，適當(dāng)加大埋深至8m，以有效防止混凝土面突然下降、導(dǎo)管懸空造成斷樁。同時(shí)為了防止灌注完成撤離導(dǎo)管后混凝土面有所下降而造成樁長(zhǎng)不夠的問(wèn)題，灌注時(shí)應(yīng)適當(dāng)高于設(shè)計(jì)樁頂高度，以高出設(shè)計(jì)1.5～2m為宜。

（4）處于大溶洞以及串珠狀溶洞地質(zhì)的樁基，采用鋼護(hù)筒遞進(jìn)方式鉆進(jìn)，既在鉆進(jìn)過(guò)程中預(yù)防了漏漿塌孔，有效的防止了灌注混凝土?xí)r護(hù)壁被擠穿的情況，同時(shí)也大大減小了巖溶樁基的擴(kuò)孔率，降低了混凝土的損耗（見(jiàn)表1）。

在關(guān)花大道新橋特大橋樁基施工中，通過(guò)以上幾種控制措施，有效的保證了巖溶地質(zhì)樁基施工的順利完成，樁基質(zhì)量得到有效保證，經(jīng)第三方單位檢測(cè)所有樁基完整性均為Ⅰ類，無(wú)缺陷或不合格樁，得到了業(yè)主及檢測(cè)單位的一致好評(píng)。同時(shí)加快了施工速度，節(jié)約了施工成本，有效的保證了全橋樁基在既定工期內(nèi)的順利完成。

[1]徐青旺.巖溶地區(qū)橋梁樁基施工技術(shù)優(yōu)化研究[J].鐵道建筑技術(shù)，2017（12）：64-68.

[2]鄭新軍.復(fù)雜巖溶地段橋梁樁基施工技術(shù)[J].中國(guó)西部科技，2015，14（5）：55-56.

[3]劉國(guó)喜.巖溶地區(qū)大橋樁基下伏溶洞穩(wěn)定性研究[D].北京：北京科技大學(xué)，2005.

：

（China Railway 16 Bureau Group fourth Engineering Co.， Ltd.， Beijing? 101400）

During the pile foundation construction of the new bridge of Guanhua Avenue， there are some technical problems， such as karst cave， slurry leakage and hole collapse during drilling， hammer sticking and hammer dropping， and underwater concrete pouring loss. During the construction， slurry filling， yellow clay rubble backfilling， steel casing follow-up， automatic punching electronic control equipment， increasing the buried depth of conduit， increasing the initial stock of concrete， embedding steel casing and other measures were adopted to reduce the sticking Accidents such as hammer dropping and underwater concrete pouring loss ensure the quality， progress and safety of pile foundation construction.

karst geology;bored pile;construction technique