劉闊

一、工程概況

贛深鐵路龍南東站站房位于江西省贛州市龍南縣里仁鎮(zhèn)，龍南東站地處江西省龍南縣，站房中心里程DK104+738.4，站房采用線正下式，橋式站臺。龍南東站建筑面積9998.9m2，站場設(shè)計為2個站臺4條線路，側(cè)式站臺2座，巖溶區(qū)工程樁188根，樁長為17.7m～64.9m，主要地質(zhì)為地處巖溶，屬隱伏巖溶區(qū)，鉆孔見洞率高，根據(jù)地質(zhì)勘察探明最大洞高22.48m，樁基采用800mm直徑?jīng)_孔樁，樁端全面進入持力層深度20.8m，單柱豎向承載力特征值Ro=400kN,施工時最小樁長由持力層深度控制，并保證樁端以下不小于5m范圍內(nèi)無巖溶夾層、巖溶溶洞分布，在樁基底端部位應(yīng)力擴散范圍內(nèi)無巖體臨空。

二、方案選擇

巖溶區(qū)樁基鉆進施工穿越溶洞時，打穿溶洞時，經(jīng)常出現(xiàn)漏漿、偏錘等現(xiàn)象，溶洞頂部巖層被鉆機鉆穿后，在上部孔隙水與下部巖溶水間水頭差的作用下，上層軟弱砂層會隨之流入下層溶洞從而造成塌孔。如溶洞較大，會引起樁基孔口附近地表塌陷，危及地表施工人員、設(shè)備、建筑物安全，對樁基施工造成較大難度為保證施工安全及工程質(zhì)量，制定鉆孔灌注樁專項施工方案，并經(jīng)專家評審。

三、工程方案比選

1.鋼護筒跟進方案

優(yōu)點為施工簡單，工期短且施工速度快，樁基質(zhì)量有保障，有效控制混凝土超方；缺點為材料費、機械費及能耗均需較高的費用，接樁難度較大。

2.拋填片石黏土混合料方案

優(yōu)點為施工簡單，經(jīng)濟性好；缺點為需沖擊鉆配合夯實填充物，加固護壁，控制混凝土超方方面效果較護筒跟進較差。

3.回填砼方案

優(yōu)點為對于各種溶洞、斜巖均可處理，適用性強；缺點為由于溶洞普遍非常發(fā)育，回填方量較大，經(jīng)濟性最差，回填后需等待混凝土凝固時間，施工速度慢，且存在一定程度的浪費。

4.組合方案

采用鋼護筒跟進及拋填片石組合方案，能充分發(fā)揮鋼護筒跟進和拋填片石的各自優(yōu)勢；對于樁身穿越高度大于5m的封閉型較大溶洞及部分較大的連通型溶洞，采用護筒跟進措施進行處理，發(fā)揮其施工簡單，有效防止孔壁坍塌，工期短且施工速度快的優(yōu)勢，對于空溶洞或半充填的溶洞，根據(jù)溶洞的大小回填適量的黏土（或黏土坯）和片石混合料，反復(fù)沖砸，如此順利穿越溶洞。

5.推薦方案

綜合以上施工方法來看，從施工質(zhì)量安全、工程進度、工程造價、等方面推薦采用鋼護筒跟進及拋填片石組合方案。

四、總體方案確定

1.根據(jù)施工圖紙及工程地質(zhì)柱狀圖的核對，對樁基每段溶洞擬定處理方案。

2.在鉆孔穿過小溶洞、深層溶洞地層時，處理措施采用拋填法。

3.在鉆孔穿過大溶洞及串珠溶洞地層時，尤其穿越高度大于5m的封閉型較大溶洞及部分較大的連通型溶洞，采用護筒跟進措施進行處理。為提高成樁效率、保證工程質(zhì)量，巖溶樁采用旋挖機及沖擊鉆組合施工方案施工。

五、方案實施

1.工程樁施工

根據(jù)逐樁勘探柱狀圖的地質(zhì)情況選擇護筒跟進、拋填片石+黏土擠壓措施，防止斜孔、彎孔、埋鉆、卡鉆、掉鉆、塌陷等事故的發(fā)生，以便順利成樁，綜合群樁基礎(chǔ)根據(jù)地質(zhì)情況優(yōu)先施工長樁、后施工短樁。分析樁基各個地質(zhì)區(qū)域地質(zhì)特點，采取不同的鉆機型號、進尺速度。

2.具體施工方案

（1）沖擊鉆鉆孔

開鉆時，適當控制鉆進速度，待鉆進深度大于鉆頭高度1米后，即可按正常鉆進速度施工。施工中注意護筒的穩(wěn)定性，如護筒周邊土體有異常，需及時處理，時間不宜太長，防止泥漿不循環(huán)導(dǎo)致塌孔。

由于溶洞的存在，鉆進過程中，會出現(xiàn)泥漿有損耗、漏失，要及時補充。在施工前根據(jù)地質(zhì)情況，準備足量泥漿，保證漏漿后能及時補充泥漿。

每鉆進1m或地層變化處，撈取鉆渣樣品，查明土類并記錄，及時清除鉆渣，使鉆錐鉆進新鮮地層。并與地質(zhì)勘探資料對比核對，確保鉆進施工安全質(zhì)量可控。

成孔后保持泥漿循環(huán)，保證泥漿穩(wěn)定，鉆孔達到設(shè)計標高后，進行第一次清孔，檢查孔深、孔徑、垂直度，并簽字確認鉆孔深度。

（2）溶洞處理

①鋼護筒跟進：對于樁身穿越高度大于5m的封閉型較大溶洞及部分較大的連通型溶洞，為了防止孔壁坍塌，采用護筒跟進措施進行處理：

鋼護筒的加工。鋼護筒訂購半成品，護筒需保證一定的強度，壁厚選取8mm～10mm，長度每節(jié)6m/4m，護筒內(nèi)徑1000mm。使用時依據(jù)實際地質(zhì)情況在施工現(xiàn)場焊接加長。護筒靠下一面外側(cè)增焊加強刃腳，高度大于100mm。

鋼護筒加工拼接。由于鋼護筒內(nèi)徑1000，需要多次接長，故鋼護筒順直度和連接強度要求較高，尤其是施工焊接質(zhì)量的控制，需加強檢查。為施工方便，采取逐節(jié)焊接，下放鋼護筒，直至需要沉放高度，一般需要采用打拔機輔助捶打至最深溶洞底。

護筒跟進。護筒跟進放依據(jù)實際情況確定拼接長度；當穿過巖溶溶洞時低速緩慢鉆進，鉆進無明顯卡頓，再用吊機將鋼護筒放入孔內(nèi)，需要接長的需增設(shè)可靠擔(dān)杠，焊接接長后再進行后續(xù)施工；護筒跟進過程中遇到下沉受阻時，可采用打拔機打入輔助打入。

②拋填片石、或拋填黏土片石混合料：穿越溶洞地質(zhì)時，查看泥漿池漿液量，確保在漏漿后能及時補充泥漿，保證施工安全。擊穿溶洞后，根據(jù)溶洞的大小按1∶1的比例回填袋裝黏土（或黏土坯）和片石混合料，進行沖砸堵漏，沖砸固壁，直到可正常鉆進，反復(fù)操作直到順利穿越溶洞。鉆至離溶洞頂部1m左右時，準備足夠的小片石(粒徑為10cm～30cm)和黏土，對于半充填和無充填采用沖擊鉆施工時注意在小于1m范圍內(nèi)減小沖程，防止卡鉆頭、掉鉆頭。

六、沉降觀測

因巖溶地質(zhì)極易發(fā)生地面坍塌，故施工過程需對施工周邊地面進行沉降觀測。

1.布點方案

本方案監(jiān)測樁基周邊土體的豎向位移，防止塌孔，依據(jù)現(xiàn)場實際情況，監(jiān)測點以樁基中心1.5m、3m、4.5m布設(shè)，樁基為中心四周布設(shè)。

2.垂直位移監(jiān)測點埋設(shè)

測點布置在以樁基為中心四周布設(shè)。布設(shè)監(jiān)測點間距間隔1.5m、3m、4.5m。埋設(shè)件采用φ16鋼筋，長度不小于80cm，頂部磨圓。要充分做好現(xiàn)場監(jiān)測點保護工作，防止施工時將其破壞。

由于地表為土料，監(jiān)測點埋設(shè)需采用混凝土灌澆，保證樁基施工過程中的穩(wěn)定性可靠性；監(jiān)測點上部采用φ10PVC硬質(zhì)管保護。開挖至少50cm深度，將監(jiān)測埋件打入土體，頂部略低于原地面，灌入混凝土，插搗密實，現(xiàn)場同步做好防護措施，防止受損。

3.數(shù)據(jù)采集

（1）數(shù)據(jù)采集時間及初始值測定

場地平整完畢后，監(jiān)測點按要求埋設(shè)完成。在樁基施工前至少獨立采集2次數(shù)據(jù)采用穩(wěn)定數(shù)據(jù)均值作為初始值。

（2）垂直位移數(shù)據(jù)采集與計算

垂直位移監(jiān)測數(shù)據(jù)采集采用儀器為電子水準儀；Trimble DiNi03 精度；往返測標準中誤差0.3mm/km。

按國家二等水準要求進行數(shù)據(jù)采集。現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集時根據(jù)現(xiàn)場實際情況，形成閉合或附和觀測路線。

4.儀器選擇及觀測方法

沉降觀測使用天寶DINI03電子水準儀及銦鋼水準標尺進行沉降觀測。放大倍率32倍，1KM來回測中差0.3mm，測距范圍1.5m～100m，所有儀器均經(jīng)檢驗，在效期內(nèi)。監(jiān)測均采取單路往返閉合法。

5.監(jiān)測周期

開挖過程中及下部結(jié)構(gòu)施工過程中，每日監(jiān)測1次，當對現(xiàn)場沉降及位移情況有疑問時，適當增加監(jiān)測頻率。

七、結(jié)語

1.該工程在施工過程中，采用組合式方案將每根樁基成樁周期從6-7天縮短至3-4天，極大的提高了成樁效率。

2.鋼護筒對溶洞地質(zhì)地表沉降起到明顯效果，地表沉降均未報警，提高了施工過程中的安全性。

3.砼超方控制較好，相比相同地質(zhì)類似工程明顯減少超方，從而降低成樁成本。

4.工程造價方面盡可能做到合理的同時，提高了成樁效率、保證了工程質(zhì)量及安全施工。