盧思攀

摘要：巖溶地質(zhì)環(huán)境下，地下會出現(xiàn)溶洞，從而不利于各種建筑的施工，還會導(dǎo)致建筑施工質(zhì)量出現(xiàn)問題。在很多容易存在巖溶地質(zhì)條件的地方，橋梁屬于必不可少的設(shè)施，于是巖溶地質(zhì)環(huán)境就會導(dǎo)致橋梁樁基不穩(wěn)固、施工較復(fù)雜等缺陷。為了增強橋梁樁基的穩(wěn)固性，文章將斜拉橋索塔鉆孔灌注樁技術(shù)應(yīng)用到巖溶地質(zhì)環(huán)境下的橋梁中進行分析。將長江大橋作為研究對象，首先對大橋的工程概況進行簡介，然后搭建平臺，使得鉆孔灌注樁能夠順利在該平臺上進行施工。最后具體分析鉆孔灌注樁技術(shù)在長江大橋中應(yīng)用，在使用該技術(shù)進行施工時，首先選擇旋挖鉆和沖擊鉆這種組合方式進行鉆孔，然后選擇好合適的泥漿，這都屬于鉆孔灌注樁施工的準備階段;然后再就是施工階段，在施工過程中，涉及到4個不同的施工技術(shù)，分別為地基處理、護筒沉放、鉆孔成孔和混凝土澆筑?；趲r溶地質(zhì)條件下，對橋梁使用鉆孔灌注樁技術(shù)能夠提高樁基的穩(wěn)固性和安全性。

關(guān)鍵詞：巖溶地質(zhì);鉆孔灌注樁;應(yīng)用

中圖分類號：U443.15⁺4;u445.55⁺1 文獻標識碼：A 文章編號：1001—5922（2021）02—0187—05

巖溶地質(zhì)表示的是可溶性巖石因為巖溶的作用導(dǎo)致其在地下形成空間，所以在這種地質(zhì)環(huán)境下建設(shè)橋梁將會增加其地基施工難度。而且?guī)r溶地質(zhì)環(huán)境在我國的分布比較廣泛，尤其是貴州、湖南、云南和廣西等地能夠常常出現(xiàn)溶洞。面對這種特殊地質(zhì)環(huán)境，又不可避免的需要建設(shè)橋梁，所以相關(guān)的研究者對這種地質(zhì)環(huán)境進行分析，然后使用各種不同的工藝技術(shù)增強橋梁樁基的穩(wěn)固性。夏林就這種巖溶地質(zhì)環(huán)境，提出了防滲灌漿、擴孔鉆頭等解決方式。還有其他人提出了鉆孔成樁技術(shù)要點、控制泥漿比重、設(shè)置長護筒等措施用來解決橋梁樁基施工問題。這些施工技術(shù)都有利于增加橋梁的樁基穩(wěn)固性，并且也在不斷探索巖溶地質(zhì)鉆孔成樁技術(shù)，使得該技術(shù)變得更加強大。但是在施工過程中還需要搭建施工平臺，該操作也非常重要，涉及到該內(nèi)容的文獻比較少。然后為了增加巖溶地質(zhì)環(huán)境下橋梁樁基的質(zhì)量，文章對斜拉橋索塔鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用進行分析。

1工程概況

以某一座過江大橋作為研究對象，該位置屬于巖溶地質(zhì)環(huán)境，增加了橋梁樁基的施工難度。該長江大橋長2000多米，橋的兩端，也就是在兩岸處設(shè)置了立交橋，如圖1所示。長江大橋的主跨使用658m的雙塔雙索面混合梁斜拉橋，承臺是一種圓形結(jié)構(gòu)，其直徑和高分別為36m和8m，長江的東側(cè)的23#索塔總高度為181.68m，西側(cè)22#索塔總高度為181m，兩者總高度相差較小。最后，長江大橋中使用的樁長為30m到60m的鉆孔灌注樁，其直徑為3m，一共使用了24根灌注樁。

根據(jù)有關(guān)水文地質(zhì)報告顯示，該大橋西側(cè)溶洞可見率為75%，在水平放方向顯現(xiàn)出無規(guī)律的變化規(guī)律，而垂直方向則為串珠式的分布方式。溶洞的中的主要物質(zhì)有黏性土、分化巖石、水、沙石等，其填充狀態(tài)比較稠密。

2搭建平臺

由于大橋的河西索塔處于水陸交界處，為了有利于施工開展，設(shè)計了直徑為40m的鎖口鋼管樁圍堰，如圖2所示。圍堰的底標高和頂標高分別為+10m和+36m。為了增加圍堰的強度，在其內(nèi)部設(shè)置了3根支撐。圍堰設(shè)置完成之后，對其進行驗算，該結(jié)構(gòu)符合規(guī)范要求。

在打樁過程中，需要區(qū)分水上打樁和陸地打樁，位置不同，所需要使用的機械和方式就會存在區(qū)別。如在陸地上進行打樁時，使用120t履帶吊配合振動錘沿圓弧對向打設(shè);在水上進行打樁時只需要使用100t履帶吊，并且使用的是單向打設(shè)。另外，為了保證打樁完成時的閉合質(zhì)量，在合攏樁的地方設(shè)置兩排高壓旋噴樁。通過使用高壓水槍對鋼管樁鎖口進行清理，然后使用砂漿進行止水，砂漿需要滿足高流動低強度的要求。再安裝圍檁然后抽水回填施工。即完成了施工平臺鎖口鋼管樁圍堰搭設(shè)，于是就可以進行灌注樁施工。

3施工順序

由于施工平臺的面積有限，大橋西側(cè)索塔基礎(chǔ)需要使用到24根鉆孔灌注樁，另外還會存在很多的設(shè)備需要占用平臺面積，所以需要設(shè)置合理的施工順序，不然在有限的平臺上難以完成施工，或者會增加施工的時間。通過在實際的施工過程中發(fā)現(xiàn)，影響樁基礎(chǔ)施工效率的因素比較多，所以為了提高施工效率，需要做到以下5點：

1）在對樁基進行施工時，每個相鄰樁基的凈距離最好在5m以上。

2）在確定預(yù)估成樁時間時需要根據(jù)土層參數(shù)和溶洞分布情況進行分析。

3）在施工過程中需要將樁基排架作業(yè)空間預(yù)留出來。

4）對泥漿池的布置進行優(yōu)化設(shè)計。

5）還需要做好對某些施工材料的運輸通道規(guī)劃問題。

上述這幾點因素都會影響到樁基施工效率，所以做好這幾點有助于提高施工效率;然后通過考慮不同因素之后，在圍堰內(nèi)同時安排四臺鉆機進行工作，其施工順序如圖3所示。

4基于巖溶地質(zhì)斜拉橋索塔鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用

4.1設(shè)備選型

斜拉橋索塔鉆孔灌注樁使用旋挖鉆和沖擊鉆機成孔，雖然大橋所處的地質(zhì)環(huán)境較為惡劣，屬于巖溶地質(zhì)，這種復(fù)雜的巖溶地質(zhì)雖然不利于施工，但是沖擊鉆機的結(jié)構(gòu)比較簡單，能夠在這種復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中進行使用，并且通過實驗證明，沖擊鉆機和旋挖鉆能夠發(fā)揮較好的效果，當(dāng)然能夠?qū)崿F(xiàn)較好的使用效果需要使用經(jīng)驗豐富的操作工人，在施工過程中，能夠根據(jù)地質(zhì)環(huán)境的變化而對鉆孔工藝進行改變。另外，在施工過程中需要避免發(fā)生掉錘、卡錘、埋錘和偏錘等現(xiàn)象，尤其在空洞坡頂處施工時要尤為重視和謹慎。

4.2泥漿的制備

在灌注樁技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要使用到泥漿，泥漿的制備是直接通過使用沖錘反復(fù)沖擊，實現(xiàn)造漿的作用，然后相鄰的鋼護筒之間為了實現(xiàn)泥漿的循環(huán)，使用連通管進行連接，于是就可以形成一種泥漿循環(huán)系統(tǒng)，圖4即為泥漿的循環(huán)圖。另外，對泥漿進行制備時，由于地質(zhì)情況不同，需要調(diào)配處性能指標不一樣的泥漿，由于大橋?qū)儆趲r溶地質(zhì)，所以屬于一種易塌地層，于是其泥漿指標如表1所示。

4.3地基處理

對地基進行處理時，使用的工具為旋挖鉆和沖擊鉆，首先使用旋挖鉆進行施工，當(dāng)其挖到黏土層2m之后再改用沖擊鉆進行施工，直至挖到設(shè)計標高為止。使用這種組合方式進行鉆孔能夠降低對圍堰結(jié)構(gòu)的沖擊，另外，研究發(fā)現(xiàn)，使用這兩種鉆機進行工作，能夠提高施工效率，有助于縮短工期。使用的兩種鉆機質(zhì)量較大，需要提高地基承載力，然后使用水泥攪拌樁進行加固，并且將該樁的直徑設(shè)置為0.5m，需要將樁插入到原泥面中至少0.5m，圖5即為圍堰內(nèi)水泥攪拌樁加固平面布置圖。

4.4護簡沉放

選擇外護筒的直徑為3.4m，然后通過使用振動錘將其打到原泥面1m處，外護筒的沉放如圖6所示;然后選擇外護筒的直徑為3.2m，在內(nèi)護筒下放之前，需要使用旋挖鉆進行鉆孔，鉆孔深度為黏土層2m，再使用泥漿進行護臂，最后通過使用起重船對內(nèi)護筒進行下放，其操作如圖7所示。

4.5鉆孔成孔

在施工過程中，如果發(fā)現(xiàn)沖擊鉆鋼絲繩有非常明顯的搖擺現(xiàn)象，則可是說明此時鉆孔遇到垂直半面巖或者是斜面巖，需要及時的回填片石和黃土，然后還需要使得填人的物體變得更加緊密，使用鉆頭進行反復(fù)打密，直至全部鉆進基巖層。然后此時還需要繼續(xù)鉆進，直到溶洞頂板以上2m處為止。然后再將旋挖鉆改用為沖擊鉆機進行工作，而且此時需要注意的是需要輕輕的、慢慢的進行錘擊，因為需要嚴格控制好進尺和沖程，如果錘擊力度過大，就是使得沖程超過對頂范圍。一般情況下，沖程在50em左右比較適宜，能夠較好的實現(xiàn)孔壁圓滑堅固的效果。

在鉆孔過程中可能還會出現(xiàn)嚴重漏漿現(xiàn)象，此時需要即刻使用黃土和片石作為填料對溶洞空隙進行填充，然后還需要將泥漿灌人其中，直至泥漿不會再發(fā)生泄漏位置，即泥漿不會發(fā)生下降現(xiàn)象，然后再繼續(xù)短沖程擠密鉆進。另外，該地區(qū)的溶洞呈現(xiàn)出串珠式的生長，所以需要對上述的步驟進行不斷重復(fù)，當(dāng)達到了設(shè)計標高之后即可停止操作。面對串珠式溶洞，傳統(tǒng)的處理方式就是在鉆井過程中下放多層不同直徑的鋼護筒，這種做法的主要目的在于防止塌孔出現(xiàn)。但是本文為了預(yù)防粉砂層漏漿塌孔，使用單層護筒下放當(dāng)黏土層2m處。一般情況下，如果能夠及時的補漿，再加上溶洞孔壁擠密性好，發(fā)生塌孔的概率比較小。所以使用本文的單層護筒下放方式能夠降低施工措施費，而且還能夠保證安全性。

4.6混凝土澆筑

鉆孔成孔完成之后，其中可能會出現(xiàn)錯誤地方，所以需要使用探籠進行檢孔操作。探籠的大小需要滿足其能夠上下順利通過為準。如果發(fā)現(xiàn)孔斜比較嚴重，則需要重新進行鉆孔。泥沙分離器作為清孔的方式，需要注意的是要確保含砂率不能大于2%，且將泥沙比重設(shè)置為1.15為宜。另外，沉渣的厚度也需要進行檢測，使用的方法為側(cè)錘法。經(jīng)過檢測之后，發(fā)現(xiàn)符合要求，則可以安裝鋼筋籠，完成第二次的清孔工作。橋梁樁基水下面一部分進行混凝土澆筑時要符合首灌量的要求，于是在澆筑過程中使用不間斷的方式進行澆筑，其中使用的料斗為3m³，然后還需要對導(dǎo)管的埋深進行有效控制，既不能過淺也不能過深，一般情況下在2～6m之間較為合適，即基于巖溶地質(zhì)環(huán)境下的鉆孔灌注樁施工技術(shù)完成。

5結(jié)語

大橋西側(cè)的索塔處于水陸交接處，并且該處正好屬于巖溶地質(zhì)環(huán)境，所以就會影響到樁基的穩(wěn)定性。文章通過探討了圍堰的搭設(shè)方式，使用鉆孔灌注樁技術(shù)進行施工，其中使用了沖擊鉆和旋挖鉆相結(jié)合的鉆孔方式，可以提高鉆孔效率同時，還能夠提高圍堰的安全性;另外使用單層護筒下放到黏土層的方式，同樣提高的施工效率，而且還可以降低施工成本。所以巖溶地質(zhì)環(huán)境下，通過使用鉆孔灌注樁能夠有效提高橋梁樁基的安全性、經(jīng)濟性和高效性。希望文章的研究有助于類似工程進行參考。