淺談溶洞區(qū)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

摘要：文章通過開化互通溶洞區(qū)樁基的施工，根據(jù)實(shí)際施工情況，總結(jié)出了一套使用于巖溶區(qū)橋梁樁基礎(chǔ)的施工工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：溶洞區(qū)施工；樁基礎(chǔ)施工技術(shù)；鉆孔施工法；護(hù)筒跟進(jìn)法

中圖分類號(hào)：F830文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）06-0190-02

一、工程簡(jiǎn)介

黃山至衢州高速公路（浙江段）起自安徽桃林與浙江齊溪皖浙省界處，與黃衢高速公路安徽段終點(diǎn)連接。開化互通主線地處開化縣城東，離開化縣約1.6km處，所在區(qū)域低山丘陵，地勢(shì)陡峻，基巖埋深較淺，巖性復(fù)雜，有凝灰?guī)r、灰綠巖、粉砂巖、泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r等，巖體較為破碎，風(fēng)化較深，地層結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。開化互通主線橋及B、C、E匝道橋區(qū)域溶巖十分發(fā)育，溶洞多而廣，部分溶洞洞徑大，呈充填、半充填軟塑狀亞粘土混碎石及無填充狀態(tài)。根據(jù)樁基逐根鉆孔地質(zhì)勘測(cè)顯示溶洞最深28m、有充填物溶洞，樁基礎(chǔ)部分區(qū)域溶洞間呈網(wǎng)絡(luò)狀相互連通，其充填物主要有亞粘土、粘土、含礫亞粘土、含碎石性粘土、含角礫亞粘土、軟塑狀亞粘土等。

二、方案比選和確定

根據(jù)掌握的地質(zhì)狀況及施工特點(diǎn)，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面經(jīng)過比較，采用挖孔樁孔壁支護(hù)法、鉆孔施工法及鉆孔樁護(hù)筒跟進(jìn)法三種施工技術(shù)配合使用來處理溶洞。具體如下：

（一）挖孔樁孔壁支護(hù)施工法

樁長(zhǎng)在20m以下，有溶洞且溶洞較?。ㄒ话阍?m以下）的樁基地層中無較厚砂礫層或砂層，且溶洞水位較低時(shí)采用挖孔樁孔壁支護(hù)法較為適宜。

（二）鉆孔施工法

樁長(zhǎng)在25m以上，當(dāng)?shù)貙又杏休^厚的中粗砂層、風(fēng)化嚴(yán)重的礫石、碎石，地下涌水量較大有溶洞且溶洞較大（一般在5m～10m），孔內(nèi)水位較高時(shí)采用鉆孔施工法較為適宜。

（三）鉆孔樁內(nèi)護(hù)筒跟進(jìn)法

當(dāng)樁基地層中存在較厚的砂礫堆積層，且溶洞上方有較厚的砂礫層，溶洞在10m以上的且溶洞呈充填、半充填狀態(tài)采用護(hù)筒跟進(jìn)法較為適宜，采用內(nèi)鋼護(hù)筒沉放穿過淤泥、砂礫堆積層、溶洞區(qū)域，增強(qiáng)樁基護(hù)壁強(qiáng)度，保證正?；炷凉嘧?，防止塌孔。

根據(jù)互通開化橋梁互通區(qū)所處地質(zhì)條件，選擇內(nèi)護(hù)筒跟進(jìn)法施工。

三、施工過程

（一）施工工藝

溶洞發(fā)育明顯，有的為多層溶洞并有明顯裂隙發(fā)育，施工時(shí)漏漿量大，采用全護(hù)筒跟進(jìn)巖層頂面，防止漏漿量大而導(dǎo)致覆蓋層塌孔。

內(nèi)護(hù)筒直徑通常比樁徑大150mm，采用10～12mm厚的鋼板卷制而成。長(zhǎng)度一般宜比超前鉆所確定的溶洞深度值長(zhǎng)3米，可分節(jié)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)。首先用與內(nèi)護(hù)筒相當(dāng)?shù)臎_錘沖擊成孔，根據(jù)地質(zhì)超前鉆探結(jié)果，當(dāng)沖錘在溶洞上方1m時(shí)，要反復(fù)提升沖錘，上下慢放輕提。當(dāng)沖錘不在受到阻礙時(shí)，說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的，此時(shí)注入高密度護(hù)壁泥漿，然后移開鉆機(jī)，采用60KW以上的振動(dòng)錘和25t以上的吊機(jī)配合打設(shè)鋼護(hù)筒，鋼護(hù)筒采用鋼絲繩活扣綁住，分節(jié)吊裝焊接，分節(jié)高度為8.0～10.0m，孔口對(duì)焊，振打入樁孔內(nèi)，一般每節(jié)振打需10～20分鐘，孔口對(duì)焊，對(duì)焊時(shí)嚴(yán)格要求兩鋼護(hù)筒保持豎直狀態(tài)，在同一軸線上，且焊縫牢固，打入后無漏水現(xiàn)象。注意在沉入內(nèi)護(hù)筒前，應(yīng)采用檢孔器檢查鉆孔的大小及傾斜度，保證內(nèi)護(hù)筒能順利沉入溶洞區(qū)內(nèi)。鋼護(hù)筒施工完成后，將鉆機(jī)恢復(fù)原位繼續(xù)鉆進(jìn)。在護(hù)筒底部100cm范圍內(nèi)導(dǎo)管灌填小碎石素水泥混凝土，待固結(jié)后即可重新沖孔至終孔標(biāo)高。終孔后，經(jīng)成孔檢查和清孔驗(yàn)收合格，吊裝鋼筋籠，采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土。

（二）施工注意事項(xiàng)

1．開鉆前，有關(guān)技術(shù)人員和操作手都要熟悉該樁位的地質(zhì)情況及溶洞的位置、規(guī)模、發(fā)育情況，對(duì)施工中可能出現(xiàn)的問題要掌握采取的措施和操作要領(lǐng)。

2．泥漿必須采用膨潤(rùn)土，容重達(dá)1.2g/m³以上，減少孔壁內(nèi)外的壓力差，有效護(hù)壁，另外，為防止沉淀，在泥漿中滲入0.1%～0.4%的純堿。

3．溶洞頂板的擊穿采用小沖程，一般80cm以下，溶洞內(nèi)進(jìn)尺仍要采用輕壓小沖程，每進(jìn)尺2m回填2m，循環(huán)至樁底，這樣既能使孔壁充分?jǐn)D壓密實(shí)，防止擴(kuò)孔，減少混凝土的灌入量，又能在巖面傾斜較大時(shí)使孔底形成一個(gè)平臺(tái)防止卡鉆。

4．要求對(duì)套內(nèi)護(hù)筒法施工過程的每個(gè)環(huán)節(jié)（從確定內(nèi)護(hù)筒長(zhǎng)度，內(nèi)徑到沉放方法至內(nèi)護(hù)筒與溶洞底部間空隙的處理）都落實(shí)到位，才能順利成孔。

5．由于溶洞樁基的施工具有不可預(yù)見性，復(fù)雜性，危險(xiǎn)性等諸多特點(diǎn)，因此在溶洞處理過程中隨時(shí)觀察發(fā)生的異常情況.應(yīng)全天候安排多名專職技術(shù)人員觀察泥漿中的浮渣及水頭變化，并充分準(zhǔn)備泥漿，片石、黃土等應(yīng)急物質(zhì)，吊車、鏟車導(dǎo)管處于待命狀態(tài)，及時(shí)解決臨場(chǎng)出現(xiàn)的各類異常問題，確保工程質(zhì)量和施工安全。

6．鋼筋籠的施工和混凝土的澆注應(yīng)盡可能迅速、防止發(fā)生意外情況發(fā)生，清孔最早在早上進(jìn)行，使混凝土的施工時(shí)間在白天，便于操作，并應(yīng)盡量縮短施工間隔期，鋼筋籠在1～1.5h完成，混凝土在3～4h完成。

7．混凝土0中摻入適量的粉煤灰，使混凝土有較好的和易性，塌落度控制在18～22cm，緩凝時(shí)間要求不小于8h，可加入一定量的緩凝劑（水泥用量的0.4%左右）。

8．灌注過程中加大導(dǎo)管埋深，一般控制導(dǎo)管埋入深度不小于3 m，混凝土澆注時(shí)，派專人觀察混凝土面的上升情況和出漿量變化.混凝土面的上升高度和出漿量與混凝土的灌入量成正比，若有異常，應(yīng)分析原因，并采用相應(yīng)對(duì)策。若混凝土灌入量增加，說明部分混凝土進(jìn)入溶洞。若溶洞灌入量減少，說明孔壁坍塌或縮徑，應(yīng)果斷重新澆注，切忌抱有僥幸心理。

四、結(jié)語

溶洞是樁基施工中的一大難題，開化互通區(qū)溶洞發(fā)育規(guī)模大，發(fā)育狀態(tài)無規(guī)律，施工難度大。對(duì)于空洞較大的溶洞或充填物為流塑狀時(shí)采用護(hù)筒跟進(jìn)法，但該法存在成本投入較大缺點(diǎn)，施工時(shí)應(yīng)權(quán)衡予以考慮。我們?cè)谑┕ぶ幸沧吡艘恍澛罚?jīng)過不斷總結(jié)，不斷改進(jìn)，最后的施工結(jié)果是進(jìn)度快，質(zhì)量高，為巖溶地質(zhì)條件下樁基施工積累了施工經(jīng)驗(yàn)。

作者簡(jiǎn)介：應(yīng)文兵（1978－），男，安徽安慶人，中鐵十局集團(tuán)第五工程有限公司工程師，從事施工技術(shù)管理工作。