淺議橋梁樁基施工溶洞處治措施

曾偉華

（深圳市美加達(dá)公路工程有限公司　廣東　深圳　518172）

淺議橋梁樁基施工溶洞處治措施

曾偉華

（深圳市美加達(dá)公路工程有限公司廣東深圳518172）

社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動著人們生活水平的提高，人們對橋梁樁基施工溶洞處理的安全高度提出了一定要求，采用合適的施工方式可以在一定程度上為橋梁樁基施工溶洞處理提供便利，西方國家橋梁樁基溶洞施工處理方式已經(jīng)越來越完善，由于各種客觀原因，我國目前的橋梁樁基施工溶洞處治措施存在一定的問題，對實際的施工的安全性、效率性與經(jīng)濟(jì)性有一定的影響。本文通過對深圳市205國道屯梓河橋舊橋部分橋梁危橋改造工程溶洞處理的工程概況進(jìn)行概述，分析工程處理實例，探討樁基溶洞處理防治技術(shù)措施，希望對相關(guān)研究者有一定啟發(fā)。

橋梁樁基；溶洞處治；措施

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國對橋梁樁基溶洞施工技術(shù)的關(guān)注度也逐漸提高，調(diào)查研究表明，橋梁樁基溶洞的施工過程中由于其特殊的地理環(huán)境，如果無法采用較為合適的方法進(jìn)行施工，施工人員會出現(xiàn)掉鉆、卡錘、埋錘、梅花孔等情況，嚴(yán)重者甚至?xí)斐陕{與塌孔等事故[1]。筆者根據(jù)自身多年的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，只要充分了解橋區(qū)樁施工中遇到溶洞的發(fā)育規(guī)律、基本形態(tài)、規(guī)模大小、溶穴頂板巖層厚度、完整性、洞內(nèi)充填物形狀并可以制定相應(yīng)的防止措施。因此，筆者主要探討了深圳市205國道屯梓河橋舊橋部分橋梁危橋改造工程溶洞處理的實例處理狀況，以加強其它同業(yè)者的了解。

1　工程概況

此工程位于深圳市205國道，處于深圳東部地區(qū)，通過調(diào)查與研究，工作人員發(fā)現(xiàn)此處的土層地質(zhì)大部分為石灰?guī)r結(jié)構(gòu)，其在地面的表層呈現(xiàn)出褶皺帶，此區(qū)域的范圍一直從NE至EW。由于范圍過廣，許多地方的分布并不均勻，因此，這段區(qū)域中許多橋梁均通過巖溶。此工程為屯梓河橋舊橋部分橋梁危橋改造樁基工程，實際人員通過仔細(xì)的研究與考察，提出選擇嵌巖樁作為危橋樁基工程的支承方式。

起初，地質(zhì)勘測小隊對地質(zhì)進(jìn)行初次勘探，提出地質(zhì)中的溶洞直徑比較小，不會對橋梁的建設(shè)造成安全隱患，但后續(xù)進(jìn)行實際施工的時候，發(fā)現(xiàn)大量發(fā)育較為成熟的溶洞，經(jīng)鑒定，發(fā)現(xiàn)如果無視這些溶洞，直接會影響工程的質(zhì)量安全，根據(jù)這種情況，筆者及其它工作人員對地質(zhì)進(jìn)行反復(fù)的勘測并鑒定，決定采用地質(zhì)勘察補鉆方式來確認(rèn)橋梁的具體地質(zhì)情況，最后發(fā)現(xiàn)橋梁的大部分地質(zhì)均被大范圍的巖溶進(jìn)行覆蓋。且?guī)r溶的直徑還在逐漸擴(kuò)大，造成表層十分不平穩(wěn)。為了保證工程的穩(wěn)定與安全，施工人員開始根據(jù)具體地質(zhì)情況進(jìn)行相應(yīng)的處理。

2　工程處理實例

2.1地理特點

根據(jù)地質(zhì)部門公布的分類信息對橋梁底下的灰?guī)r地層進(jìn)行分析與判定，筆者按照巖性的結(jié)構(gòu)分布情況進(jìn)行分層，發(fā)現(xiàn)每個層面的材料比重均不相同，從淺至深的角度來看，地質(zhì)的分層分別為：①人工填土層（以回填砂與原橋墩的材料綜合組成，具有不同程度大小的孔洞；②洪積土層（由細(xì)砂為主料組成，整個土層的表面呈現(xiàn)出灰白色與淺黃色，土層含有一定的濕度，緊密程度較高，其底部含有一定的卵礫石與粘土，表層呈現(xiàn)出棕黃色與灰黃色，具有一定的可塑性；③石炭系下統(tǒng)基巖（主要由微風(fēng)化白云質(zhì)灰?guī)r構(gòu)成，部分含有一些細(xì)小礫泥，表層呈現(xiàn)出淺灰與紫紅色，部分出現(xiàn)溶蝕情況）[2～3]。針對空洞的溶孔，筆者采用軟塑狀含砂亞粘土作為充填物，石炭系下統(tǒng)基巖層具有一定的可塑性，部分呈現(xiàn)出流塑狀態(tài)的基層巖具有較高的溶蝕情況。調(diào)查研究表明，一般的巖孔出現(xiàn)擴(kuò)大發(fā)育時會逐漸覆蓋整個基巖面，主要分布位置為溶溝、溶槽部位，淺層溶巖一般呈現(xiàn)出串珠形狀，深層則覆蓋區(qū)域較小，但溶洞互相之間連接。這些溶洞均具有一定的充填物。

2.2地下水特征

筆者對施工區(qū)域的灰?guī)r地區(qū)地下水進(jìn)行取樣分析，從存儲介質(zhì)的角度可以將地下水分為三種：①殘積層的孔隙中含有較多的水分，結(jié)構(gòu)松散，具有一定的滲透性；②介質(zhì)水屬于溶洞、溶蝕裂隙縫中充填的水分；③介質(zhì)水屬于橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斷裂而儲存的水分。根據(jù)對本工程中的樁基溶洞進(jìn)行通過分析與地質(zhì)補鉆施工后，發(fā)現(xiàn)地下水層淺層屬于殘積層的孔隙水，深層屬于巖溶裂隙水，其水量較大。根據(jù)對地質(zhì)補鉆的勘測反饋，筆者了解到橋址區(qū)中出現(xiàn)的溶巖造成基巖表層起伏較大，內(nèi)部的某層含有砂亞粘土造成巖層出現(xiàn)不穩(wěn)定，溶洞分布大小與深淺具有一定的復(fù)雜性。容易在后期的鉆孔施工中出現(xiàn)漏漿與塌陷等情況。

2.3工程實施工藝選擇

筆者根據(jù)工程概況決定采用分批次施工來進(jìn)行，根據(jù)施工過程中出現(xiàn)的不同狀況逐漸改善溶洞區(qū)基樁施工技術(shù)。其具體步驟為：①針對樁基為較少的層面時，采用常規(guī)的施工方式進(jìn)行施工，控制力度去沖擊沖孔，將溶洞內(nèi)部的泥漿進(jìn)行清理，以避免孔壁出現(xiàn)坍塌，進(jìn)行鉆孔時注意控制泥漿下降高度，并根據(jù)泥漿的容量來計算出溶洞的體積；②針對溶洞較高的樁基的沖孔時間較短、泥漿下降速度較快的特點，采用合理比例的回填粘土、碎石拌和料投入到混凝土中，攪拌完成后將混合材料充填鉆孔內(nèi)部，將溶洞變?yōu)橐粋€圓錐體空間，然后再進(jìn)行鉆孔，可以保證施工外部的穩(wěn)定性。

3　樁基溶洞處理防治技術(shù)措施

3.1防止卡錘、掉鉆措施

進(jìn)行溶洞處理時采用人工挖孔與沖擊鉆挖孔等常規(guī)處理方式，根據(jù)施工的設(shè)計要求將孔洞控制在一定范圍，并適當(dāng)?shù)脑黾訕痘讖降拇笮?0cm左右，為保證沖孔的精確性，可以根據(jù)具體的施工情況采用導(dǎo)向圈，鉆孔過程中密切關(guān)注溶洞頂板巖層的厚度，控制鉆孔過程，降低沖擊頂板巖層的傷害。鉆孔中需要按照從淺至深，由緩至重，適當(dāng)?shù)牟捎脹_擊錘進(jìn)行錘擊來控制孔徑的大小[4]。

3.2漏水、漏漿處理措施

一般的鉆孔過程中，孔道的泥漿量會呈現(xiàn)出不穩(wěn)定情況，因此，工作人員進(jìn)行沖錘時需要密切關(guān)注泥漿深度的變化，并根據(jù)具體情況決定向孔洞中增加泥漿與水。當(dāng)發(fā)現(xiàn)漏漿嚴(yán)重時應(yīng)該及時根據(jù)設(shè)計需要增加粘土、水泥混凝土材料進(jìn)行回填，確認(rèn)回填安全后再沖擊開孔[5]。

3.3拋填物選擇

進(jìn)行沖孔的過程中，工作人員需要密切關(guān)注沖孔的深度，當(dāng)孔洞接近溶洞底面時，采取與充填物相應(yīng)的材料增加孔壁的安全厚度。

3.4防止斜孔

當(dāng)發(fā)現(xiàn)巖面出現(xiàn)傾斜時，可以采用質(zhì)地堅硬精密的小片石漿填入以平衡巖面，控制鉆孔的沖程速度，避免出現(xiàn)斜孔、卡鉆的情況。由于鉆孔的孔洞中充填物分布并不均勻，造成孔壁巖面出現(xiàn)較大的傾斜，因此，工作人員需要將混凝土直接灌注空洞之中，確?；炷恋膹姸冗_(dá)到工程需要后才能進(jìn)行二次鉆孔[6]。

3.5漏混凝土的預(yù)防

根據(jù)筆者的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)進(jìn)行樁基鉆孔灌注的時候會由于沒有良好的控制壓力，會破壞護(hù)壁，造成混凝土漿漏入溶洞，因此，工作人員需要封閉孔壁后采用粘土、片石、水泥對孔洞進(jìn)行充填，由于施工地質(zhì)具有巖溶發(fā)育的特性，而目前國際也沒有提出規(guī)范的建設(shè)規(guī)范。因此，工作人員為了保證工程的質(zhì)量應(yīng)該先進(jìn)行試樁，確保鉆孔的孔徑與其填充物的強度后再進(jìn)行下一輪的施工[7]。

3.6地表沉陷的處理

一般的通洞在施工過程中會由于得到不均勻荷載而出現(xiàn)地表沉陷與塌孔。原先出現(xiàn)的鉆孔構(gòu)件會出現(xiàn)掉落，嚴(yán)重時會造成人員的生命危險。此項工程進(jìn)行1-1#樁鉆孔時，地面出現(xiàn)沉陷。筆者經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)地基下的溶洞互相連接，造成孔洞的荷載失衡，因此，筆者采用粘土加片石作為填充料進(jìn)行孔洞的填充，然后再進(jìn)行二次沖孔。

4　結(jié)束語

綜上所述，深圳市205國道屯梓河橋舊橋部分橋梁危橋改造工程溶洞處理的工程概況為土質(zhì)為石灰?guī)r結(jié)構(gòu)，孔洞分布不均勻。土層結(jié)構(gòu)為人工填土層、洪積土層、石炭系下統(tǒng)基巖。此工程的存儲介質(zhì)為殘積層的孔隙、溶蝕裂孔縫、橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷裂層幾個方面。筆者經(jīng)過仔細(xì)的分析與研究提出樁基溶洞處理防治技術(shù)措施包括防止卡錘、掉鉆措施、漏水、漏漿處理措施、拋填物選擇、防止斜孔、漏混凝土的預(yù)防、地表沉陷的處理幾個方面，希望本文對相關(guān)研究人員有一定的啟發(fā)作用。

[1]彭英軍.臨沂市金雀山路沂河特大橋鉆孔灌注樁施工中的溶洞處理[J].中國科技財富，2011，574（12）：95～97.

[2]張智程.橋梁樁基施工中溶洞處理方法[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014，12（36）：6351.

[3]李國強.橋梁樁基礎(chǔ)溶洞施工技術(shù)分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014，79（24）：2427.

[4]賴偉浩.溶洞地區(qū)橋梁樁基施工經(jīng)常出現(xiàn)的問題及措施[J].建材與裝飾，2013，381（22）：277～278.

[5]蔡志艦，陳長江.旋挖鉆機在溶洞地層樁基施工中的問題及處理[J].筑路機械與施工機械化，2013，30（2）：78～80.

[6]李軍偉.對橋梁樁基施工中溶洞處理技術(shù)探討[J].城市建設(shè)，2010，174（14）：390～391.

[7]程海濱.淺談橋梁樁基施工中溶洞處理技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，241（20）：101～103.

U445.551

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1673-0038（2015）30-0309-02

2015-7-9