巖溶地質(zhì)中的深孔樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

劉 鴻

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司，550000)

巖溶地質(zhì)中的深孔樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

劉 鴻

(貴州高速公路集團(tuán)有限公司，550000)

橋梁施工過程中，樁基施工的施工質(zhì)量、進(jìn)度、成本控制直接影響到工程質(zhì)量、成本目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，在巖溶、裂隙發(fā)育區(qū)，樁基溶洞處理更是至關(guān)重要，本文結(jié)合橋梁樁基的實(shí)際施工情況，針對(duì)所遇到的溶洞類型進(jìn)行分析，提出了具體的溶洞處理措施，包括處理方案對(duì)比以及具體施工方法，確保樁基工程的順利進(jìn)行，對(duì)于類似溶洞處理工程具有借鑒意義。

橋梁工程；樁基施工；溶洞處理；挖鉆結(jié)合

1. 程概況

廈蓉高速（貴州境）織金至納雍段龍井河特大橋?yàn)?6m+160m+86m預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋,主橋橋梁寬度28米，雙向六車道，其中車行道凈寬22.5m，中央分隔帶4.5m，兩側(cè)防撞護(hù)欄各寬1m，左右幅整體設(shè)計(jì)。龍井河特大橋6#墩樁基礎(chǔ)采用群樁設(shè)計(jì)，按4行3列布置共12根圓型樁，樁徑均為2.0m，樁長67m。根據(jù)工程地質(zhì)勘查報(bào)告，樁基依次穿過覆蓋層強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r和中風(fēng)化灰?guī)r，覆蓋層粉質(zhì)粘土，厚度左幅為22～28米，右幅為10～14.7米；強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r巖體破碎；中風(fēng)化灰?guī)r較完整，存在潛伏巖溶危害。巖溶強(qiáng)發(fā)育，節(jié)理、裂隙極度發(fā)育。根據(jù)地勘圖顯示，所以樁基均有溶洞。

2 施工難點(diǎn)

①溶洞分布較密，平均長度比例為樁長的14%，其中最大比例為30.4%（ZJ11）；

②溶洞層數(shù)多，ZJ10、ZJ12各有四層溶洞；

③溶洞深度較深，其中ZJ10最深溶洞位置距設(shè)計(jì)樁頂有65米；

④溶洞高度較高，根據(jù)地質(zhì)斷面圖顯示和推測，J08、 ZJ10、 ZJ12及ZJ11共同穿過一個(gè)大溶洞，最高處為12.4米（ZJ11），為大型開放型溶洞；

⑤溶洞基本為填充型溶洞，但據(jù)臨近墩柱的施工情況來看，場區(qū)內(nèi)的溶洞實(shí)際上基本屬于無填充型，施工難度加大；

⑥分布在標(biāo)高1400附近的溶洞可能與龍井河貫通，鉆孔施工中泥漿會(huì)不斷流失，造漿頻繁，孔壁易塌。

3 普通施工方案比選

在不同地質(zhì)條件下，針對(duì)溶洞的具體特點(diǎn)，橋梁樁基溶洞處理的主要方案包括以下幾種：

3.1 全挖孔樁施工方案。挖孔樁施工方案適用于樁基土壤沒有較厚的砂石層或砂層，并且溶洞地下水位偏低。

優(yōu)勢：施工方便、速度較快、不需要大型機(jī)械設(shè)備，人工護(hù)壁能有效的抵抗上部孔樁由塊石土帶來的側(cè)壓力；該種施工工藝可以通過提前釬探預(yù)測溶洞位置；對(duì)于小型溶洞（高度小于2米），可以通過加強(qiáng)護(hù)壁的厚度來封堵溶洞，處理小型溶洞效率較高。

劣勢：6號(hào)墩樁基深度為67米，深度較深，人工挖孔安全隱患大；根據(jù)地質(zhì)柱狀圖，6號(hào)墩樁基溶洞部分屬于大型溶洞，溶洞較深，且部分溶洞段護(hù)壁教高，施工難度越大；6號(hào)墩樁基下部處于河面以下，地下水涌出量較大，不宜于挖孔施工。

3.2 全鉆孔樁施工方案。鉆孔樁施工方案適用于樁基土壤中存有較多的砂石、中粗砂、碎石等，并且有大量地下水涌出。

優(yōu)勢：施工方便、施工速度快，安全，鉆進(jìn)時(shí)不受深度的影響；對(duì)于溶洞，無論大小，均可以采用填充法或護(hù)筒跟進(jìn)法進(jìn)行施工；不受地下水涌水量影響。

劣勢：針對(duì)6號(hào)墩的開放型溶洞，鉆進(jìn)時(shí)泥漿易流失，需多次回填黃泥造漿；且由于孔樁上部二十米左右為塊石土，泥漿流失后，孔壁側(cè)壓力過大，容易造成塌孔，并且由于溶洞呈葫蘆狀出現(xiàn)，下層溶洞出現(xiàn)時(shí)漏漿容易引起上層溶洞已回填部分坍塌。

4挖鉆結(jié)合方式施工

針對(duì)本工程的特點(diǎn)，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)及同類橋梁處理措施，我部提出了挖鉆結(jié)合的施工方式。

4.1 施工順序

場地平整→測量定位→安裝垂直運(yùn)輸架→人工挖孔至溶洞頂→揭開溶洞頂面巖層→處理溶洞→安裝鉆機(jī)→鉆進(jìn)成孔。

4.2 溶洞處理方法

采用上述挖孔方式鉆進(jìn)成孔，當(dāng)揭開溶洞頂面巖層后，判斷溶洞的大小及走向，動(dòng)態(tài)調(diào)整施工方式，具體處理方式如下：

對(duì)于小型溶洞（小于3m）的處理，采用加厚護(hù)壁砼，同時(shí)在巖體上植筋，加強(qiáng)護(hù)壁的承載能力的方式封堵溶洞。參考地質(zhì)柱狀圖結(jié)合現(xiàn)場分析，若估計(jì)下方還有溶洞，則繼續(xù)挖孔，直到遇到開放型溶洞再改為鉆孔施工，如果挖到25米仍未見開放型溶洞，為了安全起見，必須停止挖孔，改為鉆孔施工。但對(duì)于ZJ01～ZJ06號(hào)樁，穿過土層后直接改為鉆孔施工。

對(duì)于大型溶洞（大于3m），高度較高的溶洞，則采用自密實(shí)砼填充法施工。當(dāng)溶洞處理完后，繼續(xù)鉆孔施工，若再次遇到溶洞，則參照之前的施工方式處理溶洞，直至達(dá)到設(shè)計(jì)底標(biāo)高。

4.3 挖鉆結(jié)合施工的優(yōu)勢與劣勢

挖鉆結(jié)合的優(yōu)勢：充分吸取了挖孔和鉆孔的優(yōu)勢，避免的塌孔的質(zhì)量隱患和人工施工的安全隱患，施工過程中的安全、質(zhì)量、工期、造價(jià)均易得到控制。

挖鉆結(jié)合的劣勢：存在兩種施工模式，施工轉(zhuǎn)換需要一定時(shí)間。

5施工效果

針對(duì)本工程施工特點(diǎn)，采用挖鉆結(jié)合的施工方式，取得了良好效果。本工程通過此方式施工，巖溶地段護(hù)壁質(zhì)量得到加強(qiáng)，不易坍塌，后續(xù)施工進(jìn)展順利；采取上述措施后，可減少溶洞處理的時(shí)間，減少人員、機(jī)械投入，保證成孔質(zhì)量。并且，可減小5%的擴(kuò)孔系數(shù)，保證護(hù)壁的穩(wěn)固，從而減小混凝土的超澆方量，防止質(zhì)量事故的發(fā)生。

本工程采用挖鉆結(jié)合方式施工，縮短了工期，保證巖溶地段樁基的工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ/T F050-2011

[2]《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ D63-2007

[3]彭鯤，易武.巖溶地區(qū)橋梁樁基礎(chǔ)施工方案研究[J].山西建筑，2008，34(36)：318―319.

TU75

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1007-6344（2015）10-0251-01