任小恩

廣東冠粵路橋有限公司 廣東 廣州 511450

1 工程概況

本篇論文以龍懷高速公路TJ32工程為案例，公路地處廣東省山區(qū)北部地區(qū)，沿線以中低山、丘陵以及盆地為主，其中中低山屬于侵蝕山地、構(gòu)造侵蝕，海拔高度在500m~1500m之間，有200~1000m的相對高差，山地間及四周同山地連接處為項目地處的丘陵位，侵蝕、剝蝕是該位置長期狀態(tài)，且丘陵處平緩而低矮，海拔亦在500m以下，山地之間為盆地，海拔高程在200m以下，多為巖溶盆地為主。該工程項目沿途有著錯綜復(fù)雜的地質(zhì)情況，以斷裂及褶皺為主，項目按照當(dāng)?shù)鼐唧w地形地貌特點，考慮到其結(jié)構(gòu)面力學(xué)特征以及基本形態(tài)特點，以北北東、北東向作為主要的基本構(gòu)造形態(tài)。

2 高架橋的樁基溶洞施工具體方案流程

2.1 施工放樣環(huán)節(jié)

平整好施工現(xiàn)場具體施工場地以后，現(xiàn)場的專業(yè)測量人員應(yīng)對樁位進(jìn)行測放，同時對護(hù)樁這一操作進(jìn)行科學(xué)處理。施工放樣示意圖如圖1。

圖1 施工放樣示意圖

2.2 護(hù)筒制作與下沉

第一，關(guān)于護(hù)筒的運輸：針對洞樁基護(hù)筒來講，在進(jìn)行運輸前應(yīng)對其在其他合適場地來以分級制作的形式進(jìn)行處理，處理制作完畢后，經(jīng)相關(guān)質(zhì)檢部門檢驗，護(hù)筒質(zhì)量過關(guān)后再將其運送到樁基處一級平臺。

第二，關(guān)于鋼護(hù)筒的下放：首節(jié)護(hù)筒應(yīng)于樁位處進(jìn)行合理化安裝，安裝好后需通過井字架對鋼護(hù)筒進(jìn)行加固，之后應(yīng)將第二節(jié)護(hù)筒與首節(jié)進(jìn)行銜接，并對這二節(jié)中的銜接部分應(yīng)做好焊接工作，再對兩節(jié)鋼護(hù)筒進(jìn)行起吊，做好振動錘和護(hù)筒接口處的加固處理，之后再利用振動錘進(jìn)行振動下沉這一環(huán)節(jié)，值得注意的是，為提升這一環(huán)節(jié)操作的準(zhǔn)確性，可在進(jìn)行操作時通過全站儀來對操作過程進(jìn)行實時管控，一旦出現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)不符的現(xiàn)象應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整。再對下節(jié)鋼護(hù)筒進(jìn)行銜接并對下沉護(hù)筒進(jìn)行振動，如此重復(fù)以上操作直到達(dá)到護(hù)筒標(biāo)準(zhǔn)要求為止。在過程中一旦遇到下沉較為困難的情況，需進(jìn)行鉆孔處理，直到在底部鉆孔成功后再對鋼護(hù)筒進(jìn)行接長。

第三，護(hù)筒對接：在樁位處對接鋼護(hù)筒受到場地的限制，考慮到人員操作的便利，更好的保證焊接的質(zhì)量，根據(jù)設(shè)計要求及結(jié)合現(xiàn)場實際秦廣，樁基鋼護(hù)筒在現(xiàn)場加工而成，加工時必須保證焊縫質(zhì)量。焊縫部位不得有裂紋、氣孔、夾渣一級焊瘤等缺陷，否則就要處理改正。護(hù)筒對接具體施工工藝見圖2。

圖2 護(hù)筒對接具體施工工藝

2.3 泥漿制備

水、黏土以及添加劑是組成施工中鉆孔所用泥漿的主要原料，通過這些原料將其按照固定配比進(jìn)行制作即可形成所需泥漿，泥漿在制備過程中有一定的泥漿性能指標(biāo)要求，如表1所示：

表1 泥漿性能指標(biāo)

2.4 鉆機(jī)布置

每臺沖機(jī)上配備卷揚機(jī)，并配備一臺大功率的泥漿泵。沖機(jī)定位前在護(hù)筒上放樣定出縱、橫橋向的軸線點，拉線使沖錘的中心對準(zhǔn)樁位中心，同時調(diào)平?jīng)_機(jī)，防止斜孔。值得注意的是，在進(jìn)行沖孔時應(yīng)對具體施工情況進(jìn)行實時監(jiān)控，一旦出現(xiàn)異常要及時進(jìn)行處理和修正[1-3]。此外，在進(jìn)行沖孔處理前應(yīng)進(jìn)行全面檢查及維修，保證機(jī)器的合理運轉(zhuǎn)，有效規(guī)避梅花孔等情況。圖3為鉆機(jī)井場平面布局圖：

圖3 鉆機(jī)井場平面布局圖

2.5 沖孔鉆井

2.5.1 施工前準(zhǔn)備

選擇有處理溶洞經(jīng)驗的班組以及工人進(jìn)行溶洞樁基的施工，在施工前對工人進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，熟悉每根樁的地質(zhì)情況。在現(xiàn)場準(zhǔn)備足夠數(shù)量的片石粘土以及投送填充物的機(jī)械設(shè)備。一旦施工時鉆到洞頂兩米左右的位置時，就要即可停止沖孔了，并應(yīng)預(yù)備好所需原材料，如：黏土、片石等材料，通過半米沖程的形式來對洞頂進(jìn)行擊穿，從而對卡鉆現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防。考慮到鉆孔孔深狀況的不同，在對洞頂進(jìn)行擊穿處理前應(yīng)設(shè)置專人針對護(hù)筒中泥漿的動態(tài)變化情況進(jìn)行實時觀測，出現(xiàn)泥漿面下降的情況時就應(yīng)及時進(jìn)行補(bǔ)漿操作。對于半充填的溶洞，要防止泥漿突然流失造成坍孔，在施工中發(fā)現(xiàn)漏漿。要及時補(bǔ)漿，泥漿面保持正常才轉(zhuǎn)入正常鉆進(jìn)。而針對小型、多層溶洞來講，為避免出現(xiàn)竄孔亦或是在成孔后存在葫蘆形狀的現(xiàn)象，可采用低標(biāo)號砼進(jìn)行灌注，之后的三天后再鉆進(jìn)處理。

2.5.2 鉆孔過程中的注意事項

進(jìn)行鉆孔時，有諸多注意事項。第一，為有效規(guī)避由塌孔造成的經(jīng)濟(jì)損失，在孔位旁不允許放置重要財物。第二，進(jìn)行夜間施工管理時，施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)有專人專項進(jìn)行監(jiān)管，針對漏漿等突發(fā)狀況應(yīng)提前有所預(yù)判，做到有效應(yīng)急處理。第三，針對溶洞的穿過應(yīng)盡量挑選在白天進(jìn)行操作。第四，一旦鉆孔施工完畢后應(yīng)對其鉆孔質(zhì)量進(jìn)行檢測，經(jīng)檢測合格后才能進(jìn)行清孔。

2.6 終孔

嵌巖樁嵌巖深度按以下原則確定:

持力層frk≥30MPa時：12m≤樁長L≤20m時，嵌巖深度2D；20m<樁長L≤30m時，嵌巖深度1D；樁長L> 30m時，嵌巖深度lm。

持力層frk<30MPa時：12m≤樁長I≤20m時，嵌巖深度3D；20m<樁長L≤30m 時，嵌巖深度2D；樁長L> 30m時，嵌巖深度1D。

遇到巖面變化較大的情況，嵌巖樁入巖深度應(yīng)為樁基礎(chǔ)邊緣最低處的入巖深度。樁徑不大于1.5m的樁，當(dāng)覆蓋層厚度h≤6D時，按剛性樁，其嵌巖深度取3.0D~5.0D；樁徑大于1.5m的樁，當(dāng)覆蓋層厚度h≤5. 5D時，按剛性樁，其嵌巖深度取3.0D~5.0D。

2.7 清孔

當(dāng)沖孔這一環(huán)節(jié)符合項目具體的要求以及標(biāo)準(zhǔn)的前提下，還應(yīng)結(jié)合項目本身的地質(zhì)情況以及原本的設(shè)計，如果與設(shè)計有偏差及時通知監(jiān)理工程師；如若無偏差，經(jīng)相關(guān)部門監(jiān)查并同意后，即可進(jìn)行清孔處理，一般情況下，會采用多次循環(huán)泥漿以及對泥漿進(jìn)行勤換來達(dá)到最終的清孔目的。

在進(jìn)行清孔的過程當(dāng)中，采用兩次處理的清孔模式是經(jīng)常用到的處理模式。首先，第一次進(jìn)行清孔應(yīng)把握好清孔時機(jī)，在達(dá)到原始設(shè)計深度的情況下就應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行清孔，通過正循環(huán)換漿發(fā)來進(jìn)行清孔處理，再把鉆桿提離孔底300-400mm[3-5]，之后對泥漿進(jìn)行連續(xù)置換，以確保采用正循環(huán)的模式來進(jìn)行清孔，當(dāng)鉆孔中泥漿的相關(guān)指標(biāo)符合規(guī)定要求后，對鉆桿進(jìn)行提拉，再去完成對鋼筋籠的吊放。另外，選擇二次清孔的時機(jī)也十分重要，正確的時機(jī)往往能夠使得清孔工作進(jìn)行有序開展，一般二次清孔會選在導(dǎo)管下好且未對混凝土進(jìn)行澆筑時開展，在二次清孔的過程中，不僅可以采用正循環(huán)換漿發(fā)進(jìn)行處理，而且還可以通過泵吸反循環(huán)法來進(jìn)行二次清孔，具體采用哪種方式處理應(yīng)當(dāng)與工程項目的具體實際狀況相結(jié)合來進(jìn)行操作。值得注意的是，清孔時應(yīng)對護(hù)筒中泥漿面的穩(wěn)定性進(jìn)行保障，確保泥漿的充足供應(yīng)。此外，在二次清孔結(jié)束以后，如若未達(dá)清孔標(biāo)準(zhǔn)，無法與設(shè)計要求相適應(yīng)，一定要進(jìn)行再次清孔，以達(dá)標(biāo)為最終目的。

通常，在清孔后一般會要求清孔以后的沉渣在5cm以內(nèi)。這一標(biāo)準(zhǔn)的檢查往往會在澆筑混凝土前進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)不符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，往往會采用泥漿泵來對其進(jìn)行再次清理，以保持沉淀物在泥漿中處于懸浮狀態(tài)，以便清理。在這一過程中，考慮到鉆孔一旦過深難免存在測量差異，為此，在進(jìn)行測量時應(yīng)對量尺以及觸碰的感覺進(jìn)行充分考量，這一操作對于工作人員有一定的專業(yè)度要求，建議為保持測量的精準(zhǔn)度，應(yīng)任用專業(yè)人員進(jìn)行操作。值得注意的是，在這一過程中應(yīng)以測量為準(zhǔn)，而不是一味地對孔底深度進(jìn)行加深，避免以此類形式代替清孔，以免造成不必要的病害現(xiàn)象。

3 高速公路高架橋樁基溶洞施工注意事項

3.1 坍孔

一旦對溶洞產(chǎn)生沖擊，水頭高度勢必會受到突然漏漿的影響而出現(xiàn)迅速下降的情況，于是進(jìn)一步引發(fā)透水層出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象,直接導(dǎo)致漏斗狀坍孔出現(xiàn)。

坍孔的預(yù)防：針對塌孔的預(yù)防可在沖擊鉆孔施工的過程中針對其進(jìn)行科學(xué)預(yù)防，一般情況下，會通過把護(hù)筒安置在亞黏土層或是巖層頂部，進(jìn)而再進(jìn)行沖擊成孔的方式進(jìn)行預(yù)防和修正，鉆孔的糾正措施如下圖：

圖4 鉆孔偏斜糾正措施

3.2 卡錘原因及具體處理措施

第一：由于沖擊錘本身損耗以及孔徑縮小導(dǎo)致的卡錘現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行及時處理，不僅要在日常中保證對其錘徑的科學(xué)測量，而且一旦發(fā)現(xiàn)比樁徑小的情況應(yīng)在第一時間對其進(jìn)行焊補(bǔ)，保證其完整性。

第二：出現(xiàn)落石、錘頭等物品在溶洞內(nèi)出現(xiàn)卡頓情況時，往往難以進(jìn)行上下提拉，一般這時會通過“_” 字形亦或是半月形小鉆頭來進(jìn)行處理，在處理中應(yīng)沿孔壁障礙物進(jìn)行擊破，從而保證將錘頭完整地提出。由于在錘頭沖擊填充片石的過程中，存在被彈起石塊擠住孔壁與錘頭間縫隙的現(xiàn)象，于是同樣會導(dǎo)致出現(xiàn)錘頭難以上下提拉的現(xiàn)象，此時即可運用沖吸法來針對這一情況進(jìn)行處理[5-7]。

第三：遇到溶洞頂板將錘頭卡住的情況，則應(yīng)采用漏斗形鋼套管沿大繩下至錘頭頂處，來對鉆頭進(jìn)行導(dǎo)出。

第四：一旦出現(xiàn)卡錘現(xiàn)象，切記強(qiáng)行提拉鉆頭，以免造成鉆機(jī)的損壞，在卡錘的處理過程中，在錘頭能夠活動的情況下應(yīng)對鉆機(jī)加以利用，嘗試上下提動，根據(jù)實際狀況可使用撬棍來對大繩進(jìn)行撥動，從而帶動錘頭松動，重復(fù)以上操作直到可對錘頭進(jìn)行提出為止。

4 保證高速公路高架橋樁基溶洞安全施工的有效措施

（1）施工前由工地專職安全員對所有參建工人進(jìn)行專項安全培訓(xùn)，提高職工遵章守紀(jì)的素質(zhì)。（2）特殊溶洞樁基施工時，每班作業(yè)人員不少于兩人，一人開機(jī)，一人負(fù)責(zé)及時丈量沖孔進(jìn)程，觀察筒內(nèi)泥漿變化，接近溶洞頂時做到“慢進(jìn)程、勤量測、多觀察”。（3）特殊溶洞施工時，各類配合機(jī)械須停放可及時調(diào)度范圍內(nèi)，機(jī)械操作人員須隨時待命，嚴(yán)格聽從現(xiàn)場管理人員調(diào)度。（4）現(xiàn)場人員必須佩戴安全帽，電焊工工作時必須佩戴眼鏡。（5）鋼筋籠加工過程中，不得出現(xiàn)隨意拋擲鋼筋現(xiàn)象，制作完成的節(jié)段鋼筋籠滾動前檢查滾動方向上是否有人，防止人員被砸傷。氧氣瓶與乙炔瓶在室外的安全距離為5m。（6）鉆孔過程中，非相關(guān)人員距離鉆機(jī)不得太近，防止機(jī)械傷人。（7）鋼筋籠安裝過程中必須注意:焊接或者機(jī)械連接完畢，必須檢查腳是否縮回，防止鋼筋籠下放時將腳扭傷甚至將人帶入孔中的事故發(fā)生。（8）導(dǎo)管安裝及砼澆注前，井口必須設(shè)有導(dǎo)管卡，搭設(shè)工作平臺(留出導(dǎo)管位置)，并且要求能保證人員的安全。（9）導(dǎo)管安裝注意：導(dǎo)管對接必須注意手的位置，防止手被導(dǎo)管夾傷[8]。（10）進(jìn)行砼澆注時，應(yīng)注意在相關(guān)運輸車輛進(jìn)行倒車的過程中，務(wù)必設(shè)有專門的指揮員，該指揮員應(yīng)處于駕駛員目光范圍內(nèi)的具體位置，對于機(jī)械傷人事件應(yīng)做到未雨綢繆。在輪胎下應(yīng)設(shè)有墊木，在車輛進(jìn)行倒車時一定要防治車身后有人員走動。另外，在吊車對導(dǎo)管進(jìn)行拆除時，對于施工現(xiàn)場的吊鉤應(yīng)格外注意，謹(jǐn)防事故的發(fā)生，應(yīng)在施工中做到真正意義上的安全施工。

5 結(jié)束語

隨著高速公路建設(shè)規(guī)模的逐漸增加，高速公路橋梁施工建設(shè)中常常會遭遇到溶洞等方面的地質(zhì)問題，已經(jīng)成為影響高速公路橋梁工程質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，直接影響到高速公路橋梁工程穩(wěn)定性和安全性。溶洞具有較為復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，直接增加了高速公路橋梁樁基施工的難度，所以要深入分析橋梁樁基施工中溶洞處理技術(shù)，確保樁基施工的順利進(jìn)行。上述文中所闡述內(nèi)容希望本篇論文對做好高速公路高架橋樁基溶洞處理施工有所幫助。