高速公路橋梁溶洞樁基施工技術探討

蘭立剛

摘 要：溶洞是一種常見的地質(zhì)問題，它的存在會影響高速公路橋梁工程的施工質(zhì)量，降低其安全性。因為溶洞的地質(zhì)情況比較復雜，所以，橋梁樁基的施工難度比較大，而溶洞樁基的處理和鉆孔是其中非常重要的工作之一。簡要探討了高速公路橋梁溶洞地基施工技術的相關內(nèi)容，以期為同類工程施工提供參考，進而提高高速公路橋梁的建設水平。

關鍵詞：高速公路橋梁；溶洞；樁基；施工技術

中圖分類號：U445.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.150

近年來，隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，交通運輸行業(yè)的壓力不斷增大，進一步加快了高速公路橋梁建設的速度。由于云南省的地質(zhì)環(huán)境復雜，在高速公路橋梁施工的過程中會遇到各種各樣的地質(zhì)問題，比如地下暗河、流沙層和溶洞等。這些都給施工帶來了一定的挑戰(zhàn)，進而影響樁基的施工質(zhì)量。本文以溶洞樁基為例，簡要探討了其施工技術要點。

1 施工中遇到的問題

在溶洞樁基的施工過程中，經(jīng)常會遇到一些因為溶洞地質(zhì)原因引發(fā)的問題，從而增加施工難度，影響施工進度，甚至還會發(fā)生施工安全事故。溶洞樁基施工中存在的問題主要有以下幾點。

1.1 漏漿問題

發(fā)生漏漿問題的原因有3點：①溶洞內(nèi)有填充物，當鉆孔破碎填充物表層時，這些物質(zhì)會滲入到鉆孔中，導致漿液被擠出，從而產(chǎn)生漏漿問題；②各溶洞之間相互連通，當一個溶洞被破壞后，漿液會順著溶洞流動，進而產(chǎn)生漏漿問題；③溶洞的巖層裂隙比較多，當鉆孔達到一定的溶洞深度后，泥漿會從裂隙中漏失。

1.2 塌孔問題

塌孔是溶洞樁基施工中常見的問題。這是因為溶洞體積比較大或者存在彼此貫通的溶洞，所以，發(fā)生漏漿問題后，漿面會在短時間內(nèi)持續(xù)下降，難以通過補漿的方式使?jié){面恢復到之前的高度，從而出現(xiàn)塌孔的情況。另外，當鉆孔經(jīng)過溶洞出現(xiàn)大量涌水時，孔內(nèi)的泥漿會出現(xiàn)壓力失衡的情況，最終引起塌孔的問題。

1.3 沉陷問題

沉陷問題主要是指在溶洞鉆孔過程中，由于停電或停水等問題導致泥漿快速流失，使地質(zhì)中厚砂層出現(xiàn)流沙、塌孔的問題，進而導致周邊地面沉陷。此外，對于埋深較淺、體積較大的溶洞，鉆孔經(jīng)過時也會出現(xiàn)急劇漏漿的情況，導致上部孔壁失穩(wěn)，形成塌孔，繼而樁孔周邊的地面就會沉陷。

2 施工技術要點

2.1 做好溶洞地基的處理

為了保證溶洞地基樁基施工能夠順利進行，首先要處理好溶洞地基。在具體施工過程中，要做好地質(zhì)勘察工作，根據(jù)工程的實際情況選擇合適的勘察方法，讓相關工作人員能夠全面、深入地掌握溶洞的尺寸、形態(tài)和深度等。然后，根據(jù)勘察結果分析溶洞處理中容易遇到的問題，并制訂相應的處理方案。

對于不同類型的溶洞，要采取不同的處理方法，具體包括以下幾種：①對于埋深較淺的溶洞，可以采用高壓射水的處理方式——去除溶洞中的淤泥后，灌注混凝土來填充溶洞，以保證地基的穩(wěn)定性；②對于埋深較深、狹窄的溶洞，由于洞內(nèi)土壤清理困難，所以，可以使用混凝土樁，利用預制混凝土樁填充溶洞；③對于埋深較深、狹窄且位于基礎底面的溶洞，可以用鋼筋混凝土覆蓋溶洞；④對于埋深較深、內(nèi)部有軟性黏土的溶洞，可以采取灌注砂石混合料水泥漿的方式堵住溶洞，避免溶洞對樁基施工造成不良的影響；⑤對于埋深較深、體積較大的溶洞，可以采取沉入樁基或鉆孔樁基礎穿越的方式來解決。

2.2 加強溶洞樁基施工前的預防

總結溶洞樁基施工過程中容易發(fā)生的問題，在工程開展之前，采取一定的預防措施，避免地質(zhì)問題對樁基施工造成不良的影響，具體措施包括以下2點。

2.2.1 收集與溶洞有關的地質(zhì)資料

在溶洞樁基施工前，要全面收集與其有關的地質(zhì)資料，采取一樁一鉆的方式完成所有樁基的地質(zhì)鉆探檢測，并分析成樁的安全情況，從而明確樁基中是否有溶洞出現(xiàn)，為后續(xù)施工奠定良好的基礎。

2.2.2 制訂相應的安全預防措施

了解了與溶洞有關的地質(zhì)資料后，為了預防樁基施工過程出現(xiàn)塌孔等問題，需采取一系列的安全預防措施，具體包括以下2點：①利用鋼架網(wǎng)保護鉆孔設備，將鉆孔設備放在地面上，保證其安全，減小損失；②做好相關物資材料的準備工作，包括泥漿、黏土和稻草等堵塞料，以便在發(fā)生漏漿、塌孔等問題時能夠采取堵塞或補漿等解決措施。

2.3 在施工前解決存在的安全隱患

在確定樁基穿過溶洞后，要在施工前采取一系列的措施消除其中存在的安全隱患。具體的做法是：從鉆探孔向溶洞內(nèi)灌入大密度泥漿，如果短時間可以完成灌注工作，則表明溶洞體積較小，不與其他溶洞連接，無需采取其他的解決方法；如果灌注時間較長，且呈現(xiàn)出未灌滿的情況，則說明溶洞體積較大、與其他溶洞連接，需要用黃泥或砂漿灌注的方式填充溶洞，有效預防安全問題的發(fā)生，保證樁基的施工質(zhì)量。

2.4 做好溶洞樁基施工過程控制

除了文中提到的預防措施外，為了避免溶洞樁基施工過程中出現(xiàn)問題，還需要做好對施工過程的控制工作，具體控制要點包括以下幾點。

2.4.1 鉆進施工工藝的控制

在溶洞樁基的鉆孔過程中，不同深度的土層要采取不同的鉆進施工工藝。其中，對于中上部土層，鉆孔時可以使用CPF-1500型回旋樁機。當鉆孔深入巖石層后，應當采用沖擊成孔或者氣舉反循環(huán)清孔等施工方法，并由吊機協(xié)助，保證鉆進過程的安全性、可靠性和良好的成孔效果。此外，在上層粉土土層的鉆進過程中，所用泥漿的密度應當控制在1.36～1.50 g/cm?的范圍內(nèi)，無需使用黏土材料，可以在鉆進過程采用造泥漿的方法做好護壁，有效預防塌孔、埋鉆等問題的發(fā)生。當鉆頭將要進入溶洞區(qū)域時，要先向鉆孔中加入黏土、泥塊等，通過沖擊鉆低錘密擊的方式將添加的材料填充進溶洞和裂縫中，有效預防泥漿漏失問題，保證鉆進工作能夠順利進行。

2.4.2 多級鋼護筒護壁的控制

在溶洞樁基的施工過程中，如果遇到漏漿且堵塞失敗的情況，可以使用多級鋼護筒護壁。具體的護壁步驟為：①計算黏土層的厚度、埋深深度，在完成樁孔回填工作后重新鉆孔。②當鉆頭進入黏土層1 m后，要將其提起并下放鋼護筒。鋼護筒節(jié)長2～3 m為宜，其整體長度要大于黏土層厚度，采取滿焊的連接方式。③鋼護筒安裝完成后，用沖擊鉆鉆進，直至其相關設計達到標準為止。

2.4.3 壓密注漿的控制

壓密注漿主要針對的是比較大的溶洞，具體的應用方法是：①在漏漿部位布設注漿孔，3個注漿孔呈等邊三角形。同時，注漿孔孔深要深于溶洞和裂縫，當鉆井與溶洞底部相距20 cm左右時，可以停止操作實行注漿。②采用注漿機實行注漿操作，漿液以水泥漿和水玻璃混合漿為宜。③注漿工作完成后，應隔1 d再鉆孔，留下足夠的漿液凝固時間，起到良好的堵塞作用。

2.4.4 清孔與混凝土灌注的控制

在溶洞樁基施工鉆孔的過程中，鉆進深度要比溶洞底部深0.5 m，以確保樁基底端能夠深入巖石中，起到良好的穩(wěn)固效果。當鉆進深度達到設計深度后，要立即提鉆并下籠，利用導管清孔，省略非必要的中間環(huán)節(jié)，快速灌注混凝土。

在灌注混凝土的過程中，如果遇到多個溶洞，就要做好標高位置的控制，反復移動導管來提高混凝土灌注的密實度。此外，在拆除導管時，需要先測量和校核混凝土的突出高度，確保其達標后再拆除，預防斷樁的情況發(fā)生。

3 結束語

綜上所述，高速公路橋梁是我國重要的基礎設施之一，在保證人們出行安全和社會經(jīng)濟發(fā)展方面起著非常重要的作用。在高速公路橋梁建設的過程中，溶洞樁基施工難度較大，經(jīng)常會發(fā)生塌孔、漏漿等問題威脅其安全。因此，要不斷探討高速橋梁溶洞樁基施工技術的相關內(nèi)容，掌握其控制要點，這對高速公路工程建設有非常重要的意義。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕