高速公路橋梁溶洞樁基施工技術(shù)

何培楷

（河北省交通建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，河北 石家莊050091）

0 引言

在某些地區(qū)進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)施工時(shí)可能會(huì)遇到溶洞問題。而對(duì)于橋梁基礎(chǔ)施工來說，樁基施工是一個(gè)隱蔽工程，因此溶洞的出現(xiàn)給橋梁樁基的施工也會(huì)帶來困難。如果對(duì)溶洞問題處理不當(dāng)，在施工中可能會(huì)出現(xiàn)掉樁、卡錘、漏漿和塌孔等嚴(yán)重的工程事故。本文將結(jié)合某市一高速公路橋梁樁基工程所遇到的特殊熔巖地質(zhì)問題，根據(jù)巖溶地質(zhì)的發(fā)育形態(tài)，詳細(xì)介紹橋梁樁基施工的具體過程，并分析在施工中應(yīng)該注意的問題。

1 工程概況

本工程為某市一高速公路中的一段，工程的完成可以完善當(dāng)?shù)氐母咚俟肪W(wǎng)絡(luò)，并帶動(dòng)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展及與其他區(qū)域的經(jīng)濟(jì)交流，促進(jìn)該區(qū)域的整體協(xié)調(diào)發(fā)展。與本工程相近的路段設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了溶洞，而這在地質(zhì)探測中未發(fā)現(xiàn)，因此在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中沒有對(duì)溶洞進(jìn)行考慮。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，在前面幾部分的樁基施工中，采用旋挖鉆機(jī)鉆孔的方式順利完成了施工，而在剩下幾部分的橋段樁基施工工藝與前幾部分相同，但是在施工過程中，遇到了塌孔和泥漿面下降的現(xiàn)象。因此，懷疑地層中出現(xiàn)了溶洞問題，但是由于地質(zhì)勘察中未發(fā)現(xiàn)溶洞，加上本工程的監(jiān)理是當(dāng)?shù)厝?，也同樣否定存在溶洞的可能，所以?dāng)時(shí)認(rèn)為地層中不存在溶洞，可能是流砂層或暗河的問題。根據(jù)這個(gè)判斷，當(dāng)時(shí)施工中采取的措施是加大泥漿比重，同時(shí)降低旋挖鉆機(jī)的鉆進(jìn)尺度速度，在灌注過程中混凝土上升高度與混凝土灌注量成正比，在混凝土面上升至地面十幾米時(shí)，混凝土面不再上升甚至下降。本工程中樁基的設(shè)計(jì)采用的直徑規(guī)格有兩種：Φ1.2m 和Φ1.4m，其中1.2m 的樁主要用于橋臺(tái)和過渡墩，兩種直徑的樁一共使用了37根。

2 地質(zhì)情況

根據(jù)地質(zhì)勘察情況，該地區(qū)的土層情況為：粉細(xì)砂、黏土及粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土、粉細(xì)砂、細(xì)砂、圓礫、泥巖。但是在施工過程中，發(fā)現(xiàn)實(shí)際的地質(zhì)情況與地質(zhì)勘察結(jié)果有所不同，因此在征得業(yè)主同意的基礎(chǔ)上，組織單位對(duì)問題段的地質(zhì)情況進(jìn)行再次鉆探勘察。此次的勘察結(jié)果表明，地質(zhì)中反映部分樁基存在灰?guī)r、有單溶洞、有多溶洞成串珠形，部分地質(zhì)層由上而下為填土、弱風(fēng)化泥巖、強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r、溶洞、中風(fēng)化灰?guī)r，溶洞內(nèi)無充填。

3 施工方案的確定

本工程中橋區(qū)存在的溶洞較多，而且溶洞較大，溶洞形式多為串珠型，結(jié)合以往的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這種類型的溶洞會(huì)對(duì)工程橋梁樁基的施工增加很大的難度。根據(jù)這一情況，為了確保工程能夠按質(zhì)按量完成和保證工程的施工安全，將溶洞樁基施工列為重中之重。

為此，組織專業(yè)技術(shù)人員對(duì)該情況進(jìn)行了細(xì)致分析和討論，同時(shí)詳細(xì)學(xué)習(xí)和了解了有關(guān)溶洞地區(qū)樁基工程的知識(shí)，并邀請(qǐng)了有關(guān)專家進(jìn)行指導(dǎo)。最終確定溶洞地區(qū)橋梁樁基施工方案為沖擊鉆成孔，對(duì)于溶洞的處理采用的措施是片石加黏土回填以及采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)穿越。

4 溶洞下的樁基施工技術(shù)

4.1 施工前準(zhǔn)備

（1）逐樁探明地質(zhì)情況。在橋梁樁基施工前，首先細(xì)致探查每根樁的地質(zhì)情況，探查過程中主要關(guān)注溶洞大小和分布情況。根據(jù)探查結(jié)果，采用相應(yīng)的施工方法進(jìn)行樁基的施工。

（2）人員組織。組織相關(guān)的技術(shù)人員對(duì)溶洞地區(qū)樁基施工的處理方法進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)和了解，并在施工過程中成立專門的溶洞處理應(yīng)急小組，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)，采取有效的措施進(jìn)行處理。在開鉆施工前，每個(gè)施工人員和技術(shù)人員都應(yīng)詳細(xì)掌握該樁位的具體地質(zhì)情況，特別是溶洞的大小及位置分布等。對(duì)于施工中可能出現(xiàn)的問題，應(yīng)采取措施進(jìn)行預(yù)防，做到心中有數(shù)。總之，對(duì)于人員的組織工作，應(yīng)確保各盡其責(zé)。

（3）主要材料準(zhǔn)備。在進(jìn)行樁基施工時(shí)，對(duì)于每個(gè)不同大小和規(guī)模的溶洞，提前準(zhǔn)備好足夠數(shù)量的片石、黏土以及鋼護(hù)筒等材料，確保能順利完成對(duì)溶洞的處理工作。

（4）主要機(jī)械配備。根據(jù)本工程的規(guī)模大小，確定使用的機(jī)械設(shè)備為：沖擊鉆機(jī)7 臺(tái)（套），裝載機(jī)1 臺(tái)，吊車1 臺(tái)，挖掘機(jī)2 臺(tái)，運(yùn)輸車2輛，應(yīng)急發(fā)電機(jī)2臺(tái)（100kW）。

4.2 樁基施工過程

根據(jù)本工程的溶洞情況，確定采用沖擊鉆成孔、水下灌注樁基混凝土的施工工藝。但在實(shí)際工程中可能遇到的問題有溶洞、裂隙、漏漿、斜巖等不良地質(zhì)問題，因此根據(jù)施工的具體情況和工藝要求，對(duì)于不同的地質(zhì)問題所采取的施工方法也有所不同。

（1）溶洞問題的處理措施。當(dāng)樁基處存在溶洞時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的溶洞情況，當(dāng)鉆孔施工達(dá)到溶洞頂板約1m 的位置時(shí)，應(yīng)加大泥漿的比重，同時(shí)適當(dāng)降低沖鉆的施工速度，減小鉆機(jī)的沖程，緩慢地將溶洞頂板擊穿，并且在一錘穿頂后，注意保護(hù)鉆機(jī)，不要出現(xiàn)卡鉆的問題。在鉆孔的過程中，還應(yīng)安排人員對(duì)筒內(nèi)的泥漿面進(jìn)行觀測，在整個(gè)施工過程中時(shí)刻注意泥漿面的變化情況，一旦發(fā)現(xiàn)泥漿面出現(xiàn)突然下降的現(xiàn)象，應(yīng)立即采取措施進(jìn)行處理，通常所采取的措施為快速提起鉆頭同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿。

（2）裂隙發(fā)育地區(qū)的處理措施。當(dāng)在鉆孔的過程中遇到巖層裂隙發(fā)育問題時(shí)，可能出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，同時(shí)造成鉆孔樁無法正常工作。此時(shí)，應(yīng)考慮采取提高泥漿比重的處理措施。如果仍無法解決問題，可以采取下鋼護(hù)筒的方法進(jìn)行處理。

（3）斜巖的處理措施。斜巖的存在會(huì)嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，一旦遇到，應(yīng)根據(jù)不同的斜巖類型采取不同的措施。在鉆孔施工中，如果出現(xiàn)的偏孔問題不大時(shí)，可以采取回填片石的方式進(jìn)行處理，同時(shí)降低鉆進(jìn)的頻率，在孔位修正完成之后，才可正常進(jìn)行鉆孔。

（4）串孔和貫通的處理措施。在鉆孔完成之后，在清孔的過程中如果發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)鉆孔存在串孔和貫通的問題，應(yīng)先采用黏土對(duì)其中的一根樁進(jìn)行回填，接著對(duì)另一跟樁進(jìn)行混凝土灌注，當(dāng)灌注完成且混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，即可以對(duì)回填的樁孔進(jìn)行重新鉆進(jìn)以及混凝土灌注。

4.3 工程實(shí)施效果分析

結(jié)合以往成功經(jīng)驗(yàn)，本橋梁樁基在溶洞情況下，通過采取有效措施，對(duì)巖溶地質(zhì)樁基采取溶洞處理方案，最終經(jīng)過樁基質(zhì)量檢測，表明樁基達(dá)到Ⅰ類樁標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

溶巖地區(qū)由于地質(zhì)情況復(fù)雜，對(duì)橋梁樁基施工來說是一個(gè)較大的難題。結(jié)合工程實(shí)例，針對(duì)該橋梁樁基存在溶洞情況，提出了溶洞下樁基施工中應(yīng)當(dāng)注意的問題，同時(shí)提出可采取的樁基施工處理方案。工程實(shí)踐效果表明，所采取的方案具有可行性，為同類工程提供了參考借鑒。

[1] 龍金文. 高速公路橋梁溶洞樁基施工技術(shù)探討[J]. 黑龍江交通科技，2013（4）：30-31.

[2] 袁峰. 橋梁溶洞樁基施工技術(shù)分析[J]. 民營科技，2010（7）：28-34.

[3] 胡嗣恒. 高速公路橋梁溶洞樁基施工技術(shù)淺析[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè)，2011（3）：28-34.