鉆孔灌注樁溶洞與軟弱夾層處理方法在秋湖里大橋應(yīng)用

■閔 平 ■江西中昌工程咨詢監(jiān)理有限公司，江西 南昌 330038

橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工隨著橋梁建設(shè)的發(fā)展，技術(shù)已相當(dāng)成熟，施工過程中遇溶洞等不良地層亦較為常見，處理的方法也較多，但是在處理方法的選擇上卻不盡相同，主要是從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期上考慮，但不管采用那種技術(shù)方法，必須保證質(zhì)量，下面根據(jù)修水縣秋湖里大橋的實(shí)際情況，談?wù)勩@孔灌注樁遇溶洞與軟弱夾層的處理方法。

1 工程簡介

秋湖里大橋全長482.5m，主橋橋面寬29.5m，引橋橋面寬27.5m，主橋采用45+160+45m中承式鋼管砼系桿拱橋，東西引橋分部為3×25m和6×25m先簡支后連續(xù)小箱梁，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，樁徑為1.5m、2.0m，樁長15－39m。

秋湖里大橋鉆孔灌注樁為嵌巖樁，采用沖擊鉆成孔，地質(zhì)勘察資料顯示約有50%的鉆孔灌注樁有溶洞與軟弱夾層(實(shí)際施工時更多)，溶洞為半填充與無填充狀態(tài)、根據(jù)地質(zhì)勘察單位對本工程軟弱夾層的解釋，其成因與溶洞不同，但物理性狀與溶洞類似，可與溶洞處理方法一致。在鉆探深度范圍內(nèi)溶洞與軟弱夾層(以下簡稱溶洞)最小高度0.8m，最大高度達(dá)6.5m，個別為串珠溶洞。

2 溶洞與軟弱夾層處理方法的確定

2．1 溶洞對鉆孔灌注樁施工的主要影響

鉆孔灌注樁施工遇溶洞主要的危害為漏漿、塌孔、掉錘、卡錘、埋錘等，其直接的影響是使得成孔難度增加，并對施工的安全、進(jìn)度造成影響。遇該類地質(zhì)首先產(chǎn)生的影響是漏漿，并可能伴隨掉錘、卡錘，施工處置不當(dāng)或情況發(fā)展過快時，極易造成塌孔、埋錘等更嚴(yán)重后果。

2．2 處理方法選擇

溶洞的處理方法主要有注漿法、鋼護(hù)筒跟進(jìn)法、片石粘土筑壁法等，一般而言注漿法、鋼護(hù)筒跟進(jìn)法處理的效果較好，在施工安全等方面較有保障，同時不易造成塌孔、埋錘等嚴(yán)重后果，但處理成本較高，本項(xiàng)目應(yīng)建設(shè)單位的要求，盡量使用較經(jīng)濟(jì)的方案，同時采取措施保證施工安全。最終決定主要采用片石粘土筑壁法對溶洞與軟弱夾層進(jìn)行處理，個別采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)輔助，局部采用砼筑壁。

以下所說的處理方法，是在工程實(shí)施前期不斷改進(jìn)后才定型的。

(1)鋼護(hù)筒跟進(jìn)輔助。針對溶洞頂部地層為砂礫層等易塌陷地層的預(yù)先采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)至溶洞所處巖層頂面，以防止漏漿后情況發(fā)展過快造成嚴(yán)重的塌孔(塌至地面)，甚至危及鉆孔設(shè)備的安全。對于在實(shí)施過程中已經(jīng)塌孔到地面的，重新鉆孔前也加設(shè)鋼護(hù)筒跟進(jìn)。

(2)預(yù)處理。當(dāng)鉆孔至溶洞時，孔內(nèi)泥漿急劇下降，極易塌孔，為了延遲塌孔的時間，當(dāng)鉆孔至溶洞頂高程1m處時(按地勘資料)，停止鉆進(jìn)，拋填4m深的粘土加片石材料，粘土與片石體積比為1∶1(下同)，并用小沖程的方式重新鉆進(jìn)，直至首次發(fā)現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)漏漿視為已實(shí)際達(dá)到溶洞位置。

(3)預(yù)處理之后，出現(xiàn)漏漿的處理。預(yù)處理之后，首次出現(xiàn)漏漿，視為實(shí)際達(dá)到溶洞位置的高程，記錄下此高程，做為實(shí)際的溶洞頂高程。出現(xiàn)漏漿后，應(yīng)立即補(bǔ)漿(泥漿用完可補(bǔ)水)，保持孔內(nèi)泥漿高程，防止造成塌孔等嚴(yán)重后果，同步拋填粘土與片石至溶洞頂高程以上3m處，再用小沖程的方式重新鉆進(jìn)，直至再次出現(xiàn)漏漿。再次出現(xiàn)漏漿后，應(yīng)立即補(bǔ)漿，保持孔內(nèi)泥漿高程，同步拋填粘土與片石至溶洞頂高程以上3m處(當(dāng)連續(xù)兩次漏漿的高程相差超過6m時，應(yīng)重新確定新的溶洞頂高程，以節(jié)省造價)，即每次拋填均需加固已處理的地層，否則極易造成嚴(yán)重事故，再用小沖程的方式重新鉆進(jìn)，如次反復(fù)，直至通過溶洞區(qū)域，開始正常鉆孔、成孔。

(4)溶洞提前出現(xiàn)或地勘資料未顯示有溶洞的處理。鉆孔過程中發(fā)現(xiàn)部分樁基實(shí)際地質(zhì)與地勘提供的資料不符，即鉆孔深度未達(dá)到地勘資料顯示的溶洞頂面1m處時就出現(xiàn)漏漿，或地勘資料未顯示有溶洞但出現(xiàn)漏漿(視為有溶洞)，此時已無法進(jìn)行預(yù)處理，記錄下此高程，做為實(shí)際的溶洞頂高程，首次出現(xiàn)漏漿后，應(yīng)立即補(bǔ)漿，保持孔內(nèi)泥漿高程，防止造成塌孔等嚴(yán)重后果，同步拋填粘土與片石6m厚，再用小沖程的方式重新鉆進(jìn)，直至再次出現(xiàn)漏漿。再次出現(xiàn)漏漿后，應(yīng)立即補(bǔ)漿，保持孔內(nèi)泥漿高程，同步拋填粘土與片石至溶洞頂高程以上3m處(當(dāng)連續(xù)兩次漏漿的高程相差超過6m時，應(yīng)重新確定新的溶洞頂高程，以節(jié)省造價)，即每次拋填均需加固已處理的地層，否則極易造成嚴(yán)重事故，再用小沖程的方式重新鉆進(jìn)，如次反復(fù)，直至通過溶洞區(qū)域，開始正常鉆孔、成孔。

(5)多次處理無效的處理。當(dāng)在同一漏漿高程多次拋填粘土與片石處理仍然無效的情況下，采取加拋整包的水泥的方式，按3m3片石+3m3粘土+1T水泥的比例執(zhí)行。若效果不佳，采取灌注C25混凝土至溶洞頂面高程3m處的方式處理，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后，再重新鉆進(jìn)，直至通過溶洞區(qū)域，開始正常鉆孔、成孔。這種方式在實(shí)際處理過程中極少出現(xiàn)，一般按1－4的方式處理后即可成孔。

3 施工注意事項(xiàng)

(1)做好現(xiàn)場的備料工作，溶洞處理講究的是快速，處理速度對事故后果的嚴(yán)重程度影響巨大，因此應(yīng)做好現(xiàn)場材料的備料工作，如已加工成型的鋼護(hù)筒(直徑大于樁徑20cm)，合格的片石與粘土，袋裝水泥等。

(2)機(jī)械設(shè)備隨時待命，如裝載機(jī)、泥漿泵、水泵等。

(3)做好現(xiàn)場的施工記錄及處理記錄，便于分析原因，及時反應(yīng)情況，調(diào)整方案。

(4)溶洞處理區(qū)域要做到小沖程鉆孔，并經(jīng)常觀察泥漿高程，做到安全施工，及時發(fā)現(xiàn)，及時處理。

(5)做好技術(shù)交底，嚴(yán)格執(zhí)行處理方案，嚴(yán)格控制土石比例，以保證處理效果。

(6)溶洞處理過程中，必須做好各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄和留存好影像資料，確保資料齊全。

4 處理效果

溶洞經(jīng)上述方法處理后，效果較好，一般較小的溶洞經(jīng)1～4次拋填處理即可達(dá)到效果，較大的溶洞(超過3m)的或串珠溶洞一般拋填4～8次即可達(dá)到效果，經(jīng)濟(jì)效益明顯，經(jīng)過處理的鉆孔灌注樁80%以上為1類樁，其他為II類樁，未出現(xiàn)III類以下樁。

5 結(jié)束語

施工方法是多種多樣的，同樣的施工方法也不是一成不變的，根據(jù)實(shí)際情況，通過實(shí)事求是的收集收據(jù)，認(rèn)真分析，從而持續(xù)改進(jìn)，靈活應(yīng)用，使得質(zhì)量、安全、費(fèi)用、進(jìn)度等要素達(dá)到一個合理的協(xié)調(diào)程度，取得最優(yōu)的綜合效益是我們追求的目標(biāo)。

［1］公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTGD60－2004．

［2］公路工程橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/TF50－2011．

［3］建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范JGJ 106—2003．

［4］建筑樁基技術(shù)規(guī)范－JGJ94－2008．

［5］公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/1－2004．