江子涵

（中交四航局第一工程有限公司，廣東廣州 510420）

隨著我國橋梁工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，為人們的出行提供了很大的方便，然而在橋梁工程建設(shè)時，還存在著很多的問題需要采取措施予以處理，特別是巖溶地區(qū)施工，溶洞會給橋梁工程的施工質(zhì)量造成致命的傷害。巖溶地質(zhì)施工情況非常復(fù)雜，地下溶洞發(fā)育良好，結(jié)構(gòu)形式比較煩瑣，填充施工難度系數(shù)比較大。在我國橋梁工程樁基施工的過程中，巖溶地區(qū)處理是整個工程建設(shè)的重難點內(nèi)容，一旦處理不好，就會給樁基施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的負面影響。

1 工程概況

槎神大道（鴉崗大道—北太路）第1標(biāo)段，線路南起鴉崗大道，北至北太路，實施樁號范圍為K0+812.021～K8+542.339，全長約7.7km。本標(biāo)段為1標(biāo)段，里程樁號為：K0+812.021～K3+000。建設(shè)內(nèi)容主要包括：①K0+812.021～K3+000路段地面道路建設(shè)，敷設(shè)市政管道包括雨污水、電力管溝；設(shè)置完善的交通設(shè)施、無障礙設(shè)施、港灣式?？空炯罢彰髟O(shè)施、景觀綠化設(shè)施；②K1+460.292～K2+610.875范圍新建流溪河特大橋及其引橋；③與白云湖引水渠相交處設(shè)置新建2m×20m跨涌橋；④與無禮河相交處主線兩側(cè)輔道各設(shè)置新建1m×20m跨涌橋；⑤與西江引水渠相交處設(shè)置新建1m×16m西江引水渠保護橋；⑥與濱河路相交處設(shè)置新建1m×35m濱河路中橋。工程地理位置如圖1所示。

2 溶洞給樁基造成的影響

橋梁樁基工程在巖溶地區(qū)施工時，溶洞造成的影響非常嚴(yán)重，具體包括以下幾種情況：①溶洞塌孔。樁基施工到達溶洞區(qū)域時，孔內(nèi)泥漿流失的比較嚴(yán)重，孔內(nèi)泥漿面持續(xù)降低，導(dǎo)致孔洞內(nèi)外壓力差比較大，進而使泥漿護壁受力失衡，造成塌孔的情況發(fā)生；②鉆孔傾斜。溶洞洞壁的厚度、軟硬程度和風(fēng)化程度各不相同，鉆孔施工到達溶洞洞壁位置后，洞壁兩側(cè)進尺施工不對稱，就會使鉆孔出現(xiàn)傾斜的情況；③鉆機卡鉆。鉆孔施工達到溶洞頂板位置后，如果沒有選擇恰當(dāng)?shù)臎_程，有時候就會使鉆頭被卡在溶洞頂板底部位置處，這樣的情況會給施工人員的人身安全造成威脅；④樁基失效。假如溶洞填充施工沒有滿足設(shè)計的要求，就使樁基施工質(zhì)量受到影響。比如溶洞填充不嚴(yán)，樁基會出現(xiàn)沉降甚至是失效的情況。假如溶洞內(nèi)巖溶液體沒有處理好，就會出現(xiàn)侵蝕樁基的情況，經(jīng)過一段時間以后，樁基的承載了就會慢慢下降直到失去效力。

圖1 工程地理位置

3 溶洞處理的具體情況

3.1 處理方法

如果溶洞的高度大于3m，要對溶洞的孔內(nèi)填充情況、位置和狀態(tài)有清晰的了解，針對溶洞的實際情況使用不同的處理辦法。在處理干溶洞時，要將樁孔的穩(wěn)定性放在重要的位置上。要想使巖溶發(fā)育地區(qū)鉆孔灌注樁施工不會出現(xiàn)漏漿的情況，或者是即便出現(xiàn)漏漿但是不會出現(xiàn)塌孔的問題，確保成樁的承載力和樁孔順利成孔，就要求在施工的過程中，要以地質(zhì)鉆孔柱狀體為依據(jù)，科學(xué)評價溶洞地層、充填物和空洞大小等信息。依據(jù)溶洞的不同類型，選擇使用不同的施工策略，在處理溶洞時，經(jīng)常使用的方法有護筒跟進法、超前鉆預(yù)填充泥漿法、深層靜壓注漿預(yù)固結(jié)法和回填造壁法等。

3.2 處理措施

（1）超前鉆預(yù)填充泥漿法。在正式探明或經(jīng)過仔細分析潛在的土洞、樁孔溶洞、無填充或半填充溶洞實施鉆孔施工以前，使用小鉆頭來完成超前鉆施工，將溶洞頂板鉆穿以后，將泥漿灌入其中，使用水泥、粘土、鋸末加水?dāng)嚢璩傻能浰軤罨旌衔锘蛘呤悄酀{將裂縫空隙或者是溶洞空間填滿，這就是通常意義上所說的“溶洞喂飽”。施工完成幾天以后，觀察填充施工質(zhì)量滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后，方可開始鉆孔施工。假如溶洞存在著嚴(yán)重的漏漿現(xiàn)象，無法將其填充滿，采取鉆孔填充碎石、粘土和中粗砂的方法，并使用靜力注漿固結(jié)法處理溶洞或者是放置深護筒護壁后，方可鉆孔施工。

（2）護筒跟進法。①護筒的類型主要包括內(nèi)外雙護筒、深護筒和全護筒等，應(yīng)用在砂層和覆蓋層比較薄的施工區(qū)域中；護筒底部進入到不透水層以后，深護筒施工結(jié)束。在使用鉆埋法進行內(nèi)外雙護筒施工的過程中，外護筒的埋藏深度按照常規(guī)深度施工即可，內(nèi)護筒的深度要達到巖面位置，如果有需要可以將其下放到溶洞底部。溶洞的主要類型為連通性大溶洞或者是大型空洞，泥漿流失比較嚴(yán)重，無法實現(xiàn)循環(huán)流動，依據(jù)粘土、水泥和片石很難將其封堵嚴(yán)實，孔壁的穩(wěn)定性不強，最佳的護筒方式為深護筒或者是全護筒。深護筒作為承載圍擋結(jié)構(gòu)，其比較堅固，對于那些“超前鉆”技術(shù)填不滿的溶洞或者是地質(zhì)勘察沒有探明的無充填物的大溶洞來說，其覆蓋層中的飽和粘土、卵石層和砂層厚度比較大，施工過程中，孔內(nèi)泥漿液面下降非?？?、泥漿流失比較嚴(yán)重，給補漿造成了嚴(yán)重的影響。泥漿護臂法對孔內(nèi)外水頭差產(chǎn)生的壓力差起到了有效的抵抗作用，將塌孔等惡性事件的發(fā)生概率控制在最小的范圍里，顯著提升了樁基的施工質(zhì)量和成孔率；②護筒傾斜巖面與刃腳的間隙非常大，使用松散的砂礫填充間隙，入巖沖擊以后，會使其成為河床與樁孔間的通道，施工過程中，河床內(nèi)的砂礫會向孔內(nèi)涌入，將河水與樁孔連通，給進尺和埋鉆造成了嚴(yán)重的影響。固結(jié)處理的方法主要有兩種，分別為高壓旋噴法和拋填沖砸造壁法。a.高壓旋噴法，該方法將巖面與護筒刃腳四周的松散透水層固結(jié)成為具有較大強度的整體圍幕，不斷地提升了其安全性，但是施工工期比較長，投入成本比較高;b.拋填沖砸造壁法，將粘土和塊石填充在鋼護筒刃腳位置處，并將沖壓施工完成好，反復(fù)多次沖壓，使造壁變得更加密實；③溶洞高度保持在3m以內(nèi)，使用鋼護筒穿越處理多層小間距溶洞，在沖孔和擴孔施工時要使用沖擊錘，在下沉鋼護筒時使用振動錘施工，使鋼護筒的剛度和強度滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，加強鋼板箍的間距為2m。

（3）深層靜壓注漿預(yù)固結(jié)法。在鉆孔施工以前，對于基巖界面和覆蓋層四周卵石、砂礫等構(gòu)成的未探明孔洞和松散土層，使用混凝土輸送泵自上而下分批次將強度為M20水泥砂漿借助高壓注入其中，施工松散土層的孔洞、溶洞、通道被填充滿，漿液不斷的向四周擠壓和滲透，將樁孔與地下水有效的隔離開，使松散的碎石、砂礫等最終凝結(jié)成強度比較大的結(jié)石體，孔壁變得更加堅固，將塌孔事故的發(fā)生概率降到最低，為成孔成樁掃清障礙。將7個左右的注漿孔或者是鉆探孔均勻設(shè)置在樁基四周，護筒腳至巖面5m范圍之內(nèi)為注漿施工范圍，或者是以卵石和砂礫透水層頂面2m深度為標(biāo)準(zhǔn)作為注漿范圍。套管法注漿適合在靜壓注漿施工時使用，套管的型號為φ127mm。當(dāng)注漿壓力達到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值以后，注漿施工方可停止，或灌漿量減少的非常明顯時，亦或注漿速度小于0.05m3/min時。

（4）回填造壁法。淺層溶洞主要是指溶洞頂板上面覆蓋層厚度比較小，頂板不明顯，溶溝和溶槽是灰?guī)r表面的主要形式，溶洞的高度保持在2m以內(nèi)。當(dāng)沖錘從頂板或者是覆蓋層穿過時，鉆孔內(nèi)會出現(xiàn)一定劑量的漿液，沖錘與補充泥漿同步進行，使用粘土袋和片石拋填施工，孔內(nèi)泥漿面趨于穩(wěn)定狀態(tài)時，繼續(xù)開展沖孔造壁施工。使用成孔方法施工的過程中，鉆穿溶洞出現(xiàn)漏漿后，將片石和粘土拋入，借助鉆頭沖擊力向巖溶裂紋和溶洞內(nèi)投入片石和粘土，也可以將鋸末、燒堿和水泥摻入其中，使孔壁變得更加穩(wěn)定，見圖2。

圖2 回填造壁法

4 結(jié)語

在巖熔地區(qū)橋梁樁基施工的過程中，通過采取拋填片石粘土塊、鋼護筒跟進、溶洞預(yù)處理等方法，顯著提升整個工程施工的經(jīng)濟效益和社會效益。在處理溶洞的過程中，使用的施工方法和應(yīng)該注意的事項為今后溶洞工法總結(jié)提供了大量的信息參考，并為今后同類型工程施工提供了可靠的信息依據(jù)。