印順堯

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550000）

0 引言

馬頭山大橋?yàn)檎w式橋梁，上部構(gòu)造為20×40m先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁，起訖樁號(hào)K81+400—K82+220全長(zhǎng)820m。最長(zhǎng)樁基為左幅13號(hào)墩78m。最小樁長(zhǎng)為右幅3號(hào)墩18m，最高墩柱為47.4m。

1 高速公路橋梁樁基在巖溶強(qiáng)發(fā)育地質(zhì)的施工總體方案

針對(duì)馬頭山大橋勘察發(fā)現(xiàn)的巖溶強(qiáng)發(fā)育地質(zhì)情況，通過實(shí)地考察調(diào)研、聽取各班組經(jīng)驗(yàn)做法、組織專家進(jìn)行方案比選和論證，最終確定馬頭山大橋樁基遇溶洞處理施工方案采用人工挖孔樁，施工進(jìn)度相對(duì)可控，對(duì)發(fā)現(xiàn)溶洞后能探明情況，有利于溶洞樁基礎(chǔ)的施工控制[1]。施工流程詳見圖1。大橋樁基分排樁和群樁兩種形式，每個(gè)墩臺(tái)采用一次全部開挖的方式進(jìn)行開挖，相鄰樁基上下開挖面應(yīng)錯(cuò)開3倍直徑高差進(jìn)行開挖。

圖1 馬頭山大橋樁基施工工藝流程示意圖

小于30m深的樁基采用軟爬梯，軟爬梯掛在設(shè)置于鎖口圈的鋼筋彎鉤上，彎鉤采用φ25鋼筋插入并貫穿鎖口圈。大于30m深的樁基采用鋼直爬梯，施工人員上下樁孔采用鋼直爬梯，直爬梯采用A3F或性能不低于A4F的鋼材，梯梁采用不小于50×5的角鋼或60×8的扁鋼，踏棍采用圓鋼制作，直徑不得小于φ20，踏棍間距為300mm，直爬梯支撐采用70×6角鋼，直接埋設(shè)在護(hù)壁上，支撐豎向間距每道不得大于1.5m，直爬梯與護(hù)壁間距大于150mm，攀登高度超過2m時(shí)應(yīng)設(shè)護(hù)籠。直爬梯寬度40cm，上端踏棍與鎖口圈平齊，并在直爬梯上端設(shè)置高度為1.15m的扶手，因樁孔較深，需每隔5m設(shè)一個(gè)梯間平臺(tái)，平臺(tái)應(yīng)設(shè)安全防護(hù)欄桿。直爬梯焊接在設(shè)置于鎖口圈的鋼筋上，鋼筋直徑φ25，插入并貫穿鎖口圈[2]。

樁基施工需一次性開挖，相鄰樁基上下開挖面應(yīng)保證錯(cuò)開3倍直徑以上高差。每節(jié)開挖前要采用超前釬探明工作面前方巖溶發(fā)育情況，每次釬探深度5m，每?jī)纱纬扳F探搭接長(zhǎng)度為1m?？讟堕_挖時(shí)，每節(jié)開挖通過超前釬探掌握工作面下方大于1m范圍內(nèi)的巖溶發(fā)育情況，嚴(yán)禁盲目施工。如果鉆探發(fā)現(xiàn)地下有溶洞或不良地質(zhì)時(shí)，應(yīng)縮短施工進(jìn)尺。

2 高速公路橋梁樁基遇溶洞處理技術(shù)

根據(jù)馬頭山大橋地勘資料顯示，最大溶洞為左幅15號(hào)墩30.3m，最小溶洞為左幅13號(hào)墩10.7m，但該地區(qū)巖溶強(qiáng)發(fā)育，鉆探難以完全探明樁孔處巖溶發(fā)育情況。因此針對(duì)可能遇到的各類型溶洞處理措施如下：

2.1 巖溶交界段

樁基開挖過程中，依托勘察資料及超前釬探反映的結(jié)果信息，當(dāng)開挖至溶洞頂3m范圍內(nèi)時(shí)，為防止溶洞頂板厚度不足或軟弱導(dǎo)致的坍塌風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也為該區(qū)段護(hù)壁提供一個(gè)更穩(wěn)定的支承面，采用φ42的鋼花管對(duì)溶洞頂往上3m范圍內(nèi)的巖土體進(jìn)行加固。即樁孔開挖至該段落時(shí)，護(hù)壁外側(cè)不再設(shè)置鋼錨桿，改設(shè)鋼花管，鋼花管每層間距50cm，每層設(shè)置8根，均勻布置，其與護(hù)壁的夾角為45°。鋼花管在澆筑護(hù)壁混凝土前設(shè)置，一端插入樁周土體內(nèi)，一端埋入護(hù)壁內(nèi)，并緊貼護(hù)壁內(nèi)模板，在護(hù)壁混凝土拆模后，鑿出鋼花管端頭并進(jìn)行注漿，使護(hù)壁與樁周土體形成穩(wěn)定的整體[3]。

施工至溶洞時(shí)或超前鉆探發(fā)現(xiàn)溶洞時(shí)，采用控制爆破的方式揭穿溶洞頂板。井下作業(yè)人員除了系好安全背帶和防墜器外，還需要在孔底設(shè)置一個(gè)操作平臺(tái)，操作平臺(tái)牢固掛扣在護(hù)壁上。工人鉆炮眼時(shí)，全程站在吊籃平臺(tái)內(nèi)，防止溶洞頂板突然破碎坍塌，導(dǎo)致孔內(nèi)施工工人墜入溶洞內(nèi)。詳見圖2。

圖2 吊籃安裝示意圖（單位：cm）

2.2 無(wú)填充物的小溶洞（高度小于3m）

當(dāng)溶洞側(cè)向?qū)挾刃∮?m時(shí)，按要求安裝護(hù)壁鋼筋，用定型鋼模支護(hù)壁模板，用C30混凝土將護(hù)壁，以及護(hù)壁與洞壁間的空間，進(jìn)行整體澆筑。詳見圖3。

圖3 側(cè)向?qū)挾刃∮?m的小溶洞處理示意圖

當(dāng)遇到空溶洞側(cè)向?qū)挾炔恍∮?m時(shí)，采用分節(jié)段澆筑護(hù)壁的方法。挖孔穿過溶洞頂板后，由施工人員下到溶洞底部樁位處清除浮土，然后進(jìn)行安全支擋，并開挖護(hù)壁基礎(chǔ)。每節(jié)護(hù)壁外徑用水泥砂漿砌筑240mm厚標(biāo)磚作為護(hù)壁外膜，然后按要求安設(shè)護(hù)壁鋼筋、設(shè)立定型鋼模內(nèi)膜，利用自下而上逐段（如果溶洞高度不大于1m一次澆筑）澆筑鋼筋混凝土護(hù)壁的方法進(jìn)行護(hù)壁施工。為防止護(hù)壁澆筑過程中，因澆筑高度較大導(dǎo)致磚外模出現(xiàn)破壞，可在磚外模外側(cè)設(shè)置若干木板，并采用環(huán)形鋼筋進(jìn)行臨時(shí)固定。護(hù)壁每節(jié)澆筑高度為100cm，逐節(jié)施工護(hù)壁至溶洞頂層，與之前施工的護(hù)壁形成整體。另外樁身混凝土澆筑時(shí)應(yīng)該注意溶洞的高度和位置，施工至溶洞段時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放慢澆筑速度，防止護(hù)壁在混凝土壓力下出現(xiàn)破壞，穿過溶洞層后再恢復(fù)正常澆筑速度[4]。詳見圖4。

圖4 側(cè)向?qū)挾炔恍∮?m的小溶洞處理示意圖

2.3 無(wú)填充物的超大型溶洞（高度大于3m）

當(dāng)遇到空溶洞高度在3m以上時(shí)，挖孔穿過溶洞頂板后，查清楚溶洞深度，拼裝鋼筋籠，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片，并下放鋼筋籠，鋼筋籠的長(zhǎng)度需確保其下端到達(dá)溶洞底后，其頂端深入已施工鋼筋混凝土護(hù)壁內(nèi)不小于1m。當(dāng)鋼筋籠下到溶洞底時(shí)，需要技術(shù)人員下到溶洞底校正鋼筋籠的垂直度和樁位，然后對(duì)鋼筋籠采取臨時(shí)固定措施，施工人員在鋼筋籠的保護(hù)下，站在吊籃內(nèi)從鋼筋籠底端往頂端噴射混凝土形成護(hù)壁外層?；炷羾娚渫瓿珊?，安裝護(hù)壁內(nèi)模自下而上逐段澆筑混凝土護(hù)壁內(nèi)層，完成鋼筋混凝土護(hù)壁施工。護(hù)壁每節(jié)澆筑高度為100cm，護(hù)壁逐節(jié)施工至鋼筋籠頂并與之前施工的護(hù)壁形成整體。鋼筋籠主筋為φ28mm，間距150mm均勻布置，箍筋采用φ20mm，間距100mm布置。下放鋼筋籠后頂部鋼筋應(yīng)與護(hù)壁進(jìn)行固定[5]。根據(jù)地勘資料顯示，本橋區(qū)內(nèi)一根樁基最多穿越兩個(gè)大溶洞層（深度3m以上的溶洞），為保證每段鋼筋籠的順利下放，樁基開挖需分5段，分段放大樁徑進(jìn)行施工，鋼筋籠噴射混凝土護(hù)壁2段，鋼筋混凝土護(hù)壁3段，其中第3段鋼筋混凝土護(hù)壁內(nèi)徑與樁徑一致，而后自上而下，鋼筋混凝土護(hù)壁內(nèi)徑需比下一段鋼筋混凝土護(hù)壁內(nèi)徑大50cm，以保證鋼筋籠能下放到溶洞底。另外，樁身混凝土澆筑時(shí)應(yīng)注意溶洞的高度和位置，施工至溶洞段時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放慢澆筑速度，防止護(hù)壁在混凝土壓力下出現(xiàn)破壞，穿過溶洞層后再恢復(fù)正常澆筑速度。詳見圖5。

圖5 超大型溶洞處理示意圖

2.4 有填充物的溶洞

施工遇到有填充物的溶洞時(shí)，按填充物的狀態(tài)采取不同的施工工藝：

<1)，且各件產(chǎn)品是否為不合格品相互獨(dú)立．

（1）當(dāng)填充物為黏土、碎石土或砂時(shí)，按常規(guī)的人工挖孔樁工藝進(jìn)行施工，逐節(jié)開挖并施工鋼筋混凝土護(hù)壁。

（2）當(dāng)填充物為水時(shí)，按地勘報(bào)告所示，場(chǎng)區(qū)地下水位較低，位于樁基底標(biāo)高以下，因此可將填充物抽排干凈，然后按無(wú)填充空溶洞進(jìn)行施工。

（3）當(dāng)填充物為軟塑狀黏土?xí)r，視具體情況與需求，采用超前小導(dǎo)管進(jìn)行注漿加固，注漿管采用φ42鋼花管，環(huán)向間距60cm，長(zhǎng)度3m，外插角15°，每循環(huán)搭接30cm以上，漿液采用水泥漿，使樁周土體固結(jié)穩(wěn)定。然后開挖土體、安設(shè)模板并澆筑鋼筋混凝土護(hù)壁[6]。此外，針對(duì)該情況，可適當(dāng)減小每次循環(huán)開挖進(jìn)尺，每開挖50cm澆筑一模鋼筋混凝土護(hù)壁。詳見圖6。

圖6 溶洞注漿處理示意圖

2.5 其他技術(shù)措施

（1）本著“安全至上，生命至上”的原則，在樁基施工時(shí)，排樁每個(gè)墩號(hào)配一名技術(shù)員，群樁每個(gè)墩號(hào)配兩名技術(shù)員。要求每個(gè)技術(shù)員充分了解和熟悉自己管理的每根樁基的地勘資料，包括樁的土層厚度、巖層厚度、溶洞埋深等情況。每循環(huán)超前鉆探資料必須與地勘資料進(jìn)行核對(duì)，如果出現(xiàn)異常或和地勘資料不符的情況，需及時(shí)通知項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人，由項(xiàng)目部技術(shù)負(fù)責(zé)人通知相關(guān)單位負(fù)責(zé)人到現(xiàn)場(chǎng)踏勘后確定最終處理方案。施工至溶洞頂前3m左右時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員須與施工人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，提前做好揭穿溶洞的施工準(zhǔn)備。

（2）采用四合一復(fù)合氣體檢測(cè)儀進(jìn)行孔內(nèi)有毒有害氣體檢測(cè)，基樁開挖時(shí)即開始檢測(cè)，檢測(cè)前將檢測(cè)儀預(yù)警值設(shè)置好，施工人員隨身攜帶檢測(cè)儀下孔，檢測(cè)儀應(yīng)一直保持檢測(cè)狀態(tài)。檢測(cè)時(shí)，將檢測(cè)儀放入吊桶緩慢下放至孔底，若儀器全程顯示正常，方可下孔施工。當(dāng)檢測(cè)顯示存在有毒有害氣體泄漏情況，且濃度在持續(xù)上升時(shí)，應(yīng)立即撤離孔內(nèi)全部施工人員，并持續(xù)向孔內(nèi)通風(fēng)換氣，再次用儀器檢測(cè)，如顯示有毒有害氣體濃度已下降至規(guī)定容許值范圍之內(nèi)方可繼續(xù)入孔施工[7]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，馬頭山大橋樁基在巖溶強(qiáng)發(fā)育地質(zhì)的施工中，通過對(duì)場(chǎng)地清表、施工測(cè)量、樁孔開挖、護(hù)壁鋼筋模板制安等各項(xiàng)細(xì)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控。從而確保了工程質(zhì)量和施工安全，最終順利完成施工任務(wù)。