印順堯

（貴州省公路工程集團有限公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

馬頭山大橋為整體式橋梁，上部構造為20×40m先簡支后結構連續(xù)T梁，起訖樁號K81+400—K82+220全長820m。最長樁基為左幅13號墩78m。最小樁長為右幅3號墩18m，最高墩柱為47.4m。

1 高速公路橋梁樁基在巖溶強發(fā)育地質的施工總體方案

針對馬頭山大橋勘察發(fā)現(xiàn)的巖溶強發(fā)育地質情況，通過實地考察調(diào)研、聽取各班組經(jīng)驗做法、組織專家進行方案比選和論證，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，施工進度相對可控，對發(fā)現(xiàn)溶洞后能探明情況，有利于溶洞樁基礎的施工控制[1]。施工流程詳見圖1。大橋樁基分排樁和群樁兩種形式，每個墩臺采用一次全部開挖的方式進行開挖，相鄰樁基上下開挖面應錯開3倍直徑高差進行開挖。

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，直接埋設在護壁上，支撐豎向間距每道不得大于1.5m，直爬梯與護壁間距大于150mm，攀登高度超過2m時應設護籠。直爬梯寬度40cm，上端踏棍與鎖口圈平齊，并在直爬梯上端設置高度為1.15m的扶手，因樁孔較深，需每隔5m設一個梯間平臺，平臺應設安全防護欄桿。直爬梯焊接在設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保證錯開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，每兩次超前釬探搭接長度為1m?？讟堕_挖時，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，嚴禁盲目施工。如果鉆探發(fā)現(xiàn)地下有溶洞或不良地質時，應縮短施工進尺。

2 高速公路橋梁樁基遇溶洞處理技術

根據(jù)馬頭山大橋地勘資料顯示，最大溶洞為左幅15號墩30.3m，最小溶洞為左幅13號墩10.7m，但該地區(qū)巖溶強發(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果信息，當開挖至溶洞頂3m范圍內(nèi)時，為防止溶洞頂板厚度不足或軟弱導致的坍塌風險，同時也為該區(qū)段護壁提供一個更穩(wěn)定的支承面，采用φ42的鋼花管對溶洞頂往上3m范圍內(nèi)的巖土體進行加固。即樁孔開挖至該段落時，護壁外側不再設置鋼錨桿，改設鋼花管，鋼花管每層間距50cm，每層設置8根，均勻布置，其與護壁的夾角為45°。鋼花管在澆筑護壁混凝土前設置，一端插入樁周土體內(nèi)，一端埋入護壁內(nèi)，并緊貼護壁內(nèi)模板，在護壁混凝土拆模后，鑿出鋼花管端頭并進行注漿，使護壁與樁周土體形成穩(wěn)定的整體[3]。

施工至溶洞時或超前鉆探發(fā)現(xiàn)溶洞時，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，還需要在孔底設置一個操作平臺，操作平臺牢固掛扣在護壁上。工人鉆炮眼時，全程站在吊籃平臺內(nèi)，防止溶洞頂板突然破碎坍塌，導致孔內(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 無填充物的小溶洞（高度小于3m）

當溶洞側向寬度小于1m時，按要求安裝護壁鋼筋，用定型鋼模支護壁模板，用C30混凝土將護壁，以及護壁與洞壁間的空間，進行整體澆筑。詳見圖3。

圖3 側向寬度小于1m的小溶洞處理示意圖

當遇到空溶洞側向寬度不小于1m時，采用分節(jié)段澆筑護壁的方法。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，然后進行安全支擋，并開挖護壁基礎。每節(jié)護壁外徑用水泥砂漿砌筑240mm厚標磚作為護壁外膜，然后按要求安設護壁鋼筋、設立定型鋼模內(nèi)膜，利用自下而上逐段（如果溶洞高度不大于1m一次澆筑）澆筑鋼筋混凝土護壁的方法進行護壁施工。為防止護壁澆筑過程中，因澆筑高度較大導致磚外模出現(xiàn)破壞，可在磚外模外側設置若干木板，并采用環(huán)形鋼筋進行臨時固定。護壁每節(jié)澆筑高度為100cm，逐節(jié)施工護壁至溶洞頂層，與之前施工的護壁形成整體。另外樁身混凝土澆筑時應該注意溶洞的高度和位置，施工至溶洞段時，應適當放慢澆筑速度，防止護壁在混凝土壓力下出現(xiàn)破壞，穿過溶洞層后再恢復正常澆筑速度[4]。詳見圖4。

圖4 側向寬度不小于1m的小溶洞處理示意圖

2.3 無填充物的超大型溶洞（高度大于3m）

當遇到空溶洞高度在3m以上時，挖孔穿過溶洞頂板后，查清楚溶洞深度，拼裝鋼筋籠，掛設鋼筋網(wǎng)片，并下放鋼筋籠，鋼筋籠的長度需確保其下端到達溶洞底后，其頂端深入已施工鋼筋混凝土護壁內(nèi)不小于1m。當鋼筋籠下到溶洞底時，需要技術人員下到溶洞底校正鋼筋籠的垂直度和樁位，然后對鋼筋籠采取臨時固定措施，施工人員在鋼筋籠的保護下，站在吊籃內(nèi)從鋼筋籠底端往頂端噴射混凝土形成護壁外層?；炷羾娚渫瓿珊螅惭b護壁內(nèi)模自下而上逐段澆筑混凝土護壁內(nèi)層，完成鋼筋混凝土護壁施工。護壁每節(jié)澆筑高度為100cm，護壁逐節(jié)施工至鋼筋籠頂并與之前施工的護壁形成整體。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與護壁進行固定[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，分段放大樁徑進行施工，鋼筋籠噴射混凝土護壁2段，鋼筋混凝土護壁3段，其中第3段鋼筋混凝土護壁內(nèi)徑與樁徑一致，而后自上而下，鋼筋混凝土護壁內(nèi)徑需比下一段鋼筋混凝土護壁內(nèi)徑大50cm，以保證鋼筋籠能下放到溶洞底。另外，樁身混凝土澆筑時應注意溶洞的高度和位置，施工至溶洞段時，應適當放慢澆筑速度，防止護壁在混凝土壓力下出現(xiàn)破壞，穿過溶洞層后再恢復正常澆筑速度。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，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立．

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

（2）當填充物為水時，按地勘報告所示，場區(qū)地下水位較低，位于樁基底標高以下，因此可將填充物抽排干凈，然后按無填充空溶洞進行施工。

（3）當填充物為軟塑狀黏土時，視具體情況與需求，采用超前小導管進行注漿加固，注漿管采用φ42鋼花管，環(huán)向間距60cm，長度3m，外插角15°，每循環(huán)搭接30cm以上，漿液采用水泥漿，使樁周土體固結穩(wěn)定。然后開挖土體、安設模板并澆筑鋼筋混凝土護壁[6]。此外，針對該情況，可適當減小每次循環(huán)開挖進尺，每開挖50cm澆筑一模鋼筋混凝土護壁。詳見圖6。

圖6 溶洞注漿處理示意圖

2.5 其他技術措施

（1）本著“安全至上，生命至上”的原則，在樁基施工時，排樁每個墩號配一名技術員，群樁每個墩號配兩名技術員。要求每個技術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行核對，如果出現(xiàn)異?；蚝偷乜辟Y料不符的情況，需及時通知項目部技術負責人，由項目部技術負責人通知相關單位負責人到現(xiàn)場踏勘后確定最終處理方案。施工至溶洞頂前3m左右時，現(xiàn)場技術員須與施工人員進行詳細的技術交底，提前做好揭穿溶洞的施工準備。

（2）采用四合一復合氣體檢測儀進行孔內(nèi)有毒有害氣體檢測，基樁開挖時即開始檢測，檢測前將檢測儀預警值設置好，施工人員隨身攜帶檢測儀下孔，檢測儀應一直保持檢測狀態(tài)。檢測時，將檢測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。當檢測顯示存在有毒有害氣體泄漏情況，且濃度在持續(xù)上升時，應立即撤離孔內(nèi)全部施工人員，并持續(xù)向孔內(nèi)通風換氣，再次用儀器檢測，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 結語

綜上所述，馬頭山大橋樁基在巖溶強發(fā)育地質的施工中，通過對場地清表、施工測量、樁孔開挖、護壁鋼筋模板制安等各項細節(jié)進行嚴格把控。從而確保了工程質量和施工安全，最終順利完成施工任務。