杭長客運專線某大橋樁基有溶洞鉆孔樁施工技術(shù)與方法

摘要:結(jié)合結(jié)合工程實例和現(xiàn)場實際，總結(jié)了一套鉆孔樁施工溶洞的方法，通過設(shè)計勘測報告，分析了本工程鉆孔樁基施工的特點，針對不同的溶洞采用不同的處理技術(shù)，較好地解決了施工難題，并提出了施工中應(yīng)注意的問題，以便能優(yōu)質(zhì)、快速地完成這兩座中橋。

關(guān)鍵詞:客運專線，溶洞，鉆孔樁，施工技術(shù)

1、工程概況與難度特點

近年來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，一般地質(zhì)條件下的鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工技術(shù)正在不斷提高和逐步規(guī)范。現(xiàn)行的鐵路、公路施工規(guī)范對鉆孔穿過一般地質(zhì)常發(fā)生的坍孔、流砂、偏孔、縮孔和卡鉆等病害和事故都提出了原則性的處理方法，但是均未提及穿越復(fù)雜巖溶等不良地質(zhì)的鉆孔施工技術(shù)。某公司正在施工的某地鐵客運專線鐵路通道大橋地處泥盆系～石碳系灰?guī)r地段。表層為粘土;中部為粘土夾卵礫石層，中密;下伏基巖，斷裂發(fā)育，褶皺強烈，導(dǎo)致巖溶十分發(fā)育。橋基地質(zhì)巖溶呈串珠狀，地下水活動強烈，地表易～極易發(fā)生地表巖溶塌陷，地基穩(wěn)定性差。兩座大橋均為11 m～32 m 預(yù)應(yīng)力后張梁，橋基為鉆孔樁基礎(chǔ)，樁直徑有1. 0 m和1. 25 m兩種，共有鉆孔樁86 根，最大樁長達48. 5 m ，經(jīng)設(shè)計勘測單位勘探表明地基在10 m～40 m之間普遍存在溶洞，溶洞內(nèi)充填物有的為松散狀粘土夾礫石，有的為軟流塑狀填充物，溶洞相通。

2 、施工工藝要點與技術(shù)措施

2.1 逐樁核對設(shè)計地質(zhì)資料

由于巖溶地區(qū)地質(zhì)情況的不確定性，在收到施工圖后，對每根樁的設(shè)計地質(zhì)柱狀圖進行分析核對，確定溶洞、溶穴的發(fā)育規(guī)模和走勢;對缺少地質(zhì)資料或地質(zhì)資料有疑問的樁位及時進行補充鉆探，根據(jù)鉆探芯樣分析繪制地質(zhì)柱狀圖后，報請現(xiàn)場地質(zhì)監(jiān)理工程師簽認并上報設(shè)計單位;設(shè)計單位根據(jù)補充鉆探結(jié)果對原設(shè)計樁長進行驗證或修改。根據(jù)樁位處的地質(zhì)資料逐樁細化鉆孔方案和工藝，準備必要的機具和材料，確保能夠順利穿越溶洞、溶穴。以牛尾壩和樂園溝兩橋為例，在地質(zhì)資料分析核對中發(fā)現(xiàn)，共有3個橋墩6根樁的樁位處資料缺失。經(jīng)補充鉆探并上報鉆探結(jié)果到設(shè)計單位，經(jīng)設(shè)計單位檢算驗證后，有2個墩3根樁較原設(shè)計進行了加深。

2.2 鉆孔至溶洞頂板時防止偏孔的措施

由于溶洞頂板傾斜，頂板巖石強度不一或厚薄不均勻，都可能導(dǎo)致孔斜或卡鉆現(xiàn)象，為避免發(fā)生以上現(xiàn)象，在鉆至溶洞頂0. 5 m左右時，要調(diào)整鉆機沖程，改用小沖程鉆進，做到輕擊、慢打。也可采用小鉆頭打穿溶洞頂板后再換回原鉆頭鉆進。

2.3 穿過溶洞的施工對策

當鉆進速度明顯加快又無偏孔現(xiàn)象時，表明已進入溶洞，進入溶洞后，要根據(jù)溶洞大小和填充物的情況采取相應(yīng)的處理措施。

(1) 洞高小于1. 0 m 的小溶洞。在鉆進前采用礫石和粘土的混合物回填至洞頂以上0. 5 m后開鉆，但在鉆進過程中，要保持泥漿合適的稠度(泥漿比重以1. 15 g/ cm3～1. 25 g/ cm3 為宜) 。若一次加填的混合料不能完全填充溶洞，可再回填一次，使混合物完全填充溶洞。

(2) 洞高較大且無填充物或填充物呈軟塑～硬塑狀的溶洞。先鉆進至溶洞底板，然后采用片石、礫石混合物回填溶洞，回填高度一次以1. 5 m～2. 0 m 為準，每回填一次后利用小沖程擠壓，再回填，再擠壓，如此反復(fù)進行，直至完全填充溶洞后再進行鉆進。但在鉆進過程中，要適當增加粘土數(shù)量，提高泥漿密度(泥漿比重以1. 25 g/ cm3～1. 35 g/ cm3 為宜) 。

(3) 洞高較大且填充物為流塑狀的溶洞?？筛鶕?jù)現(xiàn)場不同條件，對三種處理方法進行比選。首先，回填片石、礫石混合物。考慮溶洞較高，泥漿側(cè)向壓力較大、自穩(wěn)性差，在回填片石礫石混合物后，混合物有可能隨同流塑狀填充物再次涌向樁孔，拋填數(shù)量難以估計，清孔困難，在施工混凝土灌注樁時質(zhì)量也無法保證，且因泥漿大量涌入樁孔或混凝土的大量流失而導(dǎo)致斷樁。其次，回填混合物后用長護筒跟進。這種方法有如下缺陷:因為樁孔四周泥漿側(cè)向壓力不均勻，易造成護筒傾斜;如溶洞內(nèi)有凸出巖塊，護筒跟進困難，且很難順直;溶洞底部巖面傾斜，在護筒及時跟進后，泥漿也可能從巖面低處缺口涌入樁孔，影響成樁質(zhì)量。

2.4在洞底巖面上鉆孔時防止偏孔的措施

當發(fā)現(xiàn)鉆進速度明顯比溶洞內(nèi)鉆進速度低，且當繩擺動有所加大時，則說明已鉆進到溶洞底板。若溶洞底板巖面傾斜、呈現(xiàn)臺階或基巖因溶蝕程度不同而傾斜，則極易造成鉆孔過程偏孔。因此，鉆進達溶洞底板時，需調(diào)整鉆機沖程，改用小沖程鉆進，并隨時檢查孔位。當主繩擺動加大，并朝同一方向偏離樁孔設(shè)計中心時，說明已發(fā)生偏孔。此時要提鉆回填片石，回填高度以原偏孔位置為準，然后再鉆進，反復(fù)進行，直至完全糾正為止。

3 、結(jié)束語

(1) 巖溶地區(qū)鉆孔樁基施工，由于地質(zhì)情況復(fù)雜，施工難度較大，技術(shù)含量高，施工中一定要注意過程控制，做好施工記錄，繪制地質(zhì)剖面圖，它是指導(dǎo)施工的關(guān)鍵步驟。

(2) 巖溶地區(qū)鉆孔樁施工一般要穿過較厚的巖層，基巖強度較高，鉆進過程中，鉆機及鉆頭磨損大，造成進度緩慢。因此，提高鉆機及鉆頭質(zhì)量也是一個重要環(huán)節(jié)。

(3) 在復(fù)雜的巖溶地質(zhì)鉆孔施工中，不確定因素較多，經(jīng)常有新問題出現(xiàn)，因此對地質(zhì)情況進行全過程監(jiān)控是十分必要的。在施工中要加強施工過程的觀察和檢測，監(jiān)控地質(zhì)變化情況，重點監(jiān)控泥漿稠度、洞頂和洞底巖層傾斜、溶洞側(cè)壁伸入樁孔、溶洞層數(shù)和大小及填充物形態(tài)等情況，及時分析和反饋地質(zhì)信息，以便對不同的地質(zhì)情況采取對癥有效的技術(shù)措施，確保鉆孔質(zhì)量。

參考文獻:

[1 ] JTJ 04122000 ，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[ S] .

[2 ] 交通部. 公路施工手冊橋涵部分(上冊) [M] . 北京:人民交通出版社，2000.