郭宇

摘 要： 本文以湖南省洞口至新寧高速公路第十八合同段鯉溪大橋8-2樁基溶洞處理實例，介紹了巖溶地質(zhì)樁基礎施工溶洞處理的幾種施工方案，指出了鋼護筒跟進法處理溶洞的施工原理和工藝流程，闡述了樁基礎施工鋼護筒跟進法處理技術要點，重點介紹了鋼護筒跟進法在處理多層溶洞和大溶洞樁基中的應用，總結(jié)了鋼護筒跟進法在樁基礎施工應注意事項。通過本工程的現(xiàn)場實踐，證明了鋼護筒跟進法是處理多層溶洞、大溶洞的一種很好的施工方法，使得鋼護筒跟進法處理技術得到很好的驗證和發(fā)展，取得了較為豐富的經(jīng)驗。

關鍵詞： 巖溶地質(zhì);樁基;鋼護筒跟進法;多層溶洞

【中圖分類號】U445.55 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-3733（2020）08-0054-02

1 工程簡介

洞新高速公路第十八合同段位于新寧縣境內(nèi)，主線全長約4.55km。本合同段樁基總根數(shù)為323根，共9109延米。鯉溪大橋上部構(gòu)造為15×30m預應力混凝土連續(xù)T梁;下部構(gòu)造為柱式墩配樁基、柱式臺、肋板臺配樁基礎，橋長456m。樁基總根數(shù)為68根，樁基采用嵌巖樁或支撐樁，要求樁基嵌入完整微風化巖層2D以上。

本合同段地處區(qū)域性大斷裂資源—新寧斷裂，斷裂造成斷裂東西兩側(cè)巖層大量缺失，沿線巖石硅化破碎現(xiàn)象明顯。橋位區(qū)處于構(gòu)陷盆地中，場地內(nèi)主要巖層為礫巖，單斜構(gòu)造，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育。其中在風化層礫成分主要以灰?guī)r為主，局部巖溶發(fā)育。

由于溶洞分布范圍變化較大，地質(zhì)勘察不夠詳細，施工準備不夠充分，導致施工進展十分緩慢。對照《地質(zhì)勘察報告》和《地質(zhì)補勘報告》顯示，橋位處巖溶部分發(fā)育地區(qū)，溶洞及節(jié)理裂隙分布廣泛，地表覆蓋層厚，鯉溪大橋68根樁基發(fā)現(xiàn)溶洞58處，部分溶洞呈串珠狀發(fā)育，施工條件比較復雜。

2 施工方案比選

溶洞處理的成敗關系到樁基礎施工質(zhì)量、工期和成本。項目部經(jīng)過討論研究在施工中的各種實際情況，通過對靜壓化學灌漿法、灌砂壓漿法、拋填法、灌混凝土法、鋼護筒跟進法等溶洞處理方案進行必選，并征得業(yè)主同意，確定采用以鋼護筒跟進法為主，以拋填法相配合的比較穩(wěn)妥的方案處理鯉溪大橋8-2樁基溶洞。

3 鋼護筒跟進法處理8-2樁基溶洞

3.1 概況。

鯉溪大橋8-2樁位中心里程樁號為K88+790，樁徑2.2m，樁頂標高315.3m，樁底標高268.8m，樁長46.5m。經(jīng)補勘已經(jīng)發(fā)現(xiàn)樁8-2樁基垂向位置存在多層溶洞，其中24.2～41.3m（溶腔深度達到17.1m）為填充型大溶洞。

3.2 施工組織

3.2.1 人員安排。

針對該溶洞的樁基由項目部以總工為首組織相關技術人員進行施工技術討論，研究出可行的施工方案并由現(xiàn)場技術主管和技術干部共同組織實施，發(fā)現(xiàn)問題及時上報處理。組織樁基隊鉆機機長學習溶洞處理的知識，使他們對溶洞處理做到心中有數(shù)?？傊谌藛T組織方面，明確分工，各負其責。

3.2.2 勞動力安排。

項目部安排所有具備處理溶洞經(jīng)驗的樁基工人共10人參與該樁基施工。

3.2.3 主要機械設備。

裝載機50型1臺、25噸吊車1臺、50噸吊車1臺、1m3以上的挖掘機1臺，混凝土運輸罐車5臺。

3.2.4 主要材料。

施工現(xiàn)場隨時確保備足主要材料：片石、粘土、水泥、編織袋、鋼護筒。

3.3 施工工藝。

針對鯉溪大橋8-2樁基地質(zhì)情況，根據(jù)方案采用大鉆頭開孔，下放鋼護筒保證覆蓋層穩(wěn)定，并在鉆孔施工過程中配合采用拋填法和鋼護筒跟進法。該方案可以防止在遇到較大溶洞時因泥漿瞬間流失導致塌孔甚至引起鉆頭被埋，使得樁基混凝土能夠順利灌注，保證樁基質(zhì)量。

3.3.1 開孔前準備工作。

詳細掌握溶洞出現(xiàn)位置：14.1-15.3m、17.5-21.2m（小溶洞）和24.2-41.3m（大溶洞）。孔位的地質(zhì)柱狀圖和施工方案都單獨列出，發(fā)給有關人員，讓具體操作者、技術人員、作業(yè)隊長都知道溶洞的位置、大小、充填情況以及應采取的施工方案。

備足成孔用水、粘土、片石、碎石等必備材料，確保溶洞鉆穿時迅速補水、補漿，預防坍孔，并及時拋填粘土、片石，以恢復正常鉆孔作業(yè)。要有處理施工故障的備用機具設備，如打撈、急救以及不同性能的其他鉆機、鉆具等。

3.3.2 開孔。

鉆孔前先對場地進行平整，清除雜物，再進行樁基定位放樣，利用2.8m直徑鉆頭開孔。同時定位放線應注意：a.依據(jù)已布設的平面控制加密導線控制點坐標和經(jīng)復核計算無誤的各鉆孔樁中心坐標，利用全站儀精確測設各樁位的中心樁;b.采用正交線法定出該樁位的法線方向線控制樁，供護筒安裝及機具定位使用;c.每個鉆孔樁的護筒安裝就位后，應測量護筒頂標高，供檢測孔深度、樁底標高時使用。

3.3.3 下放一級鋼護筒。

據(jù)鯉溪大橋8-2地質(zhì)勘測資料顯示，礫巖層頂至原地面距離較厚，因此為防止出現(xiàn)遇溶洞時水頭短時間下降，導致土層的坍塌埋鉆，一級鋼護筒應埋設至巖層頂面，以防止土層的坍塌。鉆至標高302.49m，下放長14.5m，鋼板厚度為14mm，外徑2.6m的一級鋼護筒。

護筒長度L=H+30cm（H為覆蓋層厚度，30cm為鋼護筒超出地面的高度）。鋼護筒孔徑要準確，連接要順直，在廠家用卷板機成型，可直接使用。鋼護筒要有一定的剛度。

鋼護筒下放時，用鋼絲繩活扣綁住鋼護筒，用吊車（或樁機自身重量）把護筒放入至孔底，必要時用分節(jié)焊接下沉。施工中充分利用沖擊鉆的擴孔性能，使護筒能利用自重順利下沉。鉆頭直徑大于鋼護筒外徑20cm，為保證鋼護筒順利下滑，要求樁孔要豎直，無歪斜、縮頸，下放鋼護筒前進行檢孔。下放一級鋼護筒后，澆注混凝土于護筒外圍與護壁的之間空隙，使之形成穩(wěn)定的整體。