對巖溶地質(zhì)條件下橋梁樁基施工質(zhì)量控制分析

周衡

【摘 要】巖溶地質(zhì)具有一定的特殊性，在橋梁樁基施工中，應(yīng)根據(jù)巖溶地質(zhì)特點實施質(zhì)量控制措施?，F(xiàn)以深茂項目溶洞鉆孔項目為例，從勘察、施工角度總結(jié)橋梁樁基施工質(zhì)量控制方法。

【關(guān)鍵詞】巖溶地質(zhì)；橋梁樁基；施工；質(zhì)量控制

橋梁施工中，樁基礎(chǔ)施工是重中之重。由于巖溶地質(zhì)條件具有一定的特殊性，在橋梁樁基施工中存在很多潛在的隱患[1]。因此，在巖溶地質(zhì)條件下進行橋梁樁基施工時，要充分掌握巖溶地質(zhì)的特點，并識別巖溶地質(zhì)中的安全隱患，并一一給予排除。也就是說，在橋梁樁基施工中，必須要結(jié)合巖溶地質(zhì)的特點，采取相應(yīng)的措施來保證質(zhì)量。現(xiàn)主要分析巖溶地質(zhì)條件的特點，并以深茂項目溶洞鉆孔為例，分析施工中常出現(xiàn)的質(zhì)量問題以及質(zhì)量控制方法。

1 巖溶地質(zhì)條件特點分析

巖溶地質(zhì)主要存在于巖溶發(fā)育地區(qū)，如喀斯特地貌地區(qū)、巖石熔巖蝕地區(qū)等。從巖溶地質(zhì)的形成特點來看，其上部通常有亞黏土、黏土、亞砂土等土層覆蓋。由于溶洞和地表間存在黏土、亞黏土，使地表水無法進入溶洞。巖溶地質(zhì)表面的砂礫層、粉砂屬于強透水層。巖溶地質(zhì)條件中，溶洞按深淺程度可以分為淺層溶洞、深層溶洞。從溶洞的填充物質(zhì)來看，溶洞也可以分為完全填充溶洞、半填充溶洞和空溶洞。溶洞內(nèi)填充物質(zhì)有黏土、泥質(zhì)土、砂礫、碎石等等。從個數(shù)上來看，巖溶地質(zhì)還可以分為多層溶洞和單層溶洞兩種。巖溶地質(zhì)中，溶洞的發(fā)育往往會存在縫隙，其大小會直接影響到溶洞的處理。尤其是某些縫隙發(fā)育較大，使多個溶洞聯(lián)通起來，該橋梁樁基施工帶來很大的困難[2]。橋梁樁基施工時，必然會進行鉆孔，在巖溶地質(zhì)條件下進行鉆孔，通常會遇到溶洞。如果這些溶洞處理不當，將會直接導(dǎo)致橋梁樁基施工質(zhì)量存在隱患。 如以往的溶洞處理中，通常采取防水帷幕封水、用黏土和片石充填溶洞等。但采用這些方法時，橋梁樁基工程不僅工期延長，而且存在塌孔、樁徑變小等隱患。

2 巖溶地質(zhì)條件下影響橋梁樁基施工質(zhì)量控制

2.1 樁基鉆孔中的質(zhì)量控制

樁基鉆孔施工之前，應(yīng)勘探施工區(qū)域以及周邊地形的情況，掌握鉆孔部部位有無溶洞，并預(yù)先制定處理措施。確定鉆孔位置，鉆機就位，為防止鉆機傾斜、移位、傾倒，應(yīng)在鉆機上安裝防雷設(shè)備。按照操作規(guī)范進行鉆孔，勤抽渣。并嚴密觀察鉆孔深度是否到達溶洞，并及時進行處理。

2.2 混凝土施工中的質(zhì)量控制

開盤之前，監(jiān)督人員必須要檢查混凝土材料，并完成石料的實驗。嚴格按照灌注方法進行施工?；炷翝补嗤瓿珊螅恐芤獧z查樁基的情況。

3 工程實例

3.1 工程概況

白沙水特大橋全長4170m，中心里程為DK189+927.64。本橋主要為跨越白沙河而設(shè)置。本橋為本標段最長的橋、結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，混凝土現(xiàn)澆量大，工期較緊，跨越白沙河，需要施工水中墩，并保證在水中施工河流環(huán)保安全，施工安全風險較大。因此，白沙河特大橋是本標段的重難點工程?；A(chǔ)采用鉆孔灌注樁，共設(shè)置樁基礎(chǔ)1047根。設(shè)計有1.0m、1.25m兩種直徑的樁基礎(chǔ)，并以樁徑1.0m為主、1.25m為輔。樁基類型為柱樁、摩擦樁。樁位地表上覆淤泥質(zhì)粘土局部軟塑粉質(zhì)粘土、灰?guī)r十分發(fā)育，溶洞呈獨立或串珠狀分布，且為空洞或半充填溶洞。

3.2 巖溶地質(zhì)情況

3.2.1 地形地貌

橋址區(qū)地貌以河流沖積平原為主，地形平坦開闊，平原地帶多辟有農(nóng)田、魚塘等養(yǎng)殖場，地表水系發(fā)育，分布有白沙水為主的水系。橋址尾端進入丘陵地帶，分布少量緩丘，場地相對高差1.50～15.00m。根據(jù)勘察揭示，橋址區(qū)的巖土層分類主要有：①人工填土層；②沖洪積土層；③殘積層；④下伏基巖為灰?guī)r、砂巖、炭質(zhì)頁巖、砂巖、花崗巖等。

3.2.2 不良地質(zhì)與特殊巖土

本工程中不良地質(zhì)與特殊巖土主要為軟土和巖溶。場地廣泛分布有軟塑狀淤泥質(zhì)黏土，局部分部軟塑粉質(zhì)黏土，上述土層屬軟弱地基土層，強度及承載能力較低，工程性質(zhì)較差，此類軟土地基在上部加載、側(cè)邊開挖或振動等活動下容易產(chǎn)生地面不均勻沉降、沉降過大、坑壁坍塌等事故。場地內(nèi)部分里程段基巖地層為可溶巖地層，基巖在地下水作用下可產(chǎn)生溶洞，溶洞的發(fā)育可使周圍基巖巖體的承載能力及穩(wěn)定性均大為降低。

3.3 橋梁樁基施工質(zhì)量控制

3.3.1 溶洞處理中的質(zhì)量控制

通過對溶洞類型進行判斷后，根據(jù)溶洞大小有針對性的采取相應(yīng)處理措施，由于施工場地位于魚塘、沼澤、稻田，因此該區(qū)段樁位施工先下鋼護筒。（1）一般溶洞采用常規(guī)處理，鉆孔過程中拋填片石、粘土，水泥和回填素混凝土等。（2）大型溶洞采用超前充填注漿，預(yù)處理充滿空洞及裂隙。鉆孔過程中拋填片石和粘土，鉆孔成孔效率高。（3）特大型溶洞采用超前充填注漿和護筒跟進法施工。單層特大型溶洞，采用一層護筒跟進法施工，多層特大型溶洞，根據(jù)具體情況下2～3層護筒（層數(shù)在2層以上且首層溶洞層高在5m以上的溶洞）。大溶洞區(qū)因為施工困難，施工過程中極易出現(xiàn)反復(fù)漏漿或者塌方情況，因此樁基施工工期一般較普通樁長的多，因此只有在施工過程中加大對現(xiàn)場鉆進過程的管理力度，對大溶洞進行預(yù)先注漿，及時處理出現(xiàn)的各種漏漿塌方事件以及采取打設(shè)鋼護筒等措施，方可最大限度的縮短溶洞樁的成樁時間。

3.3.2 橋梁樁基鉆孔中的質(zhì)量控制

1）施工技術(shù)質(zhì)量控制

溶洞地質(zhì)同一般地質(zhì)相比較，其特點表現(xiàn)在它的非均質(zhì)性和非密實性，反映在鉆孔施工中的形式為空隙漏漿造成塌孔、成孔質(zhì)量不符合標準、卡鉆等。對于漏漿、塌孔的情況，一方面應(yīng)加強管理，要求司鉆人員隨時對照地質(zhì)鉆探資料檢查孔內(nèi)水頭高度、泥漿稠度和鉆頭負荷是否正常，并持續(xù)進行長護筒跟進。采用將堅硬片石、粘土及水泥作成混合物，視漏漿程度反復(fù)拋填沖擊。成孔質(zhì)量不符合主要表現(xiàn)在偏孔、孔徑大小不合格等。處理方法是在鉆孔穿過覆蓋層或溶洞填充物接觸溶洞頂板時，鉆孔速度會明顯降低，主繩擺動大，遇此情況應(yīng)馬上提出鉆頭，拋入堅硬片石、碎石和塊狀黃土，以小沖程沖擊，待沖到原位后第二次拋入相同配備的混合物以大沖程沖擊，反復(fù)進行，直到不偏孔為止。以加入大塊片石為主，并適當降低泥漿比重，回填后以小沖程鉆進，鉆頭平穩(wěn)后再加大沖程造孔，直至孔徑符合標準?？ㄣ@時司鉆人員隨時觀察鉆機負荷和主繩擺動情況，發(fā)現(xiàn)卡鉆征兆及時提起鉆頭進行拋填處理。在距溶洞頂板以上30-50cm處改變鉆孔沖程和沖擊次數(shù)，采用慢打輕擊，進入溶洞后反復(fù)拋填片石、黃土及水泥。改變鉆頭形式。在原十字形鉆頭上焊圈，把十字形連接起來，使之減慢鉆進速度，一次成孔并圓順。

2）樁底嵌入巖層深度的質(zhì)量控制

鉆頭應(yīng)用優(yōu)質(zhì)45號鑄鋼制造，幾何形狀要能避免鑄造時產(chǎn)生熱拉應(yīng)力和使用時應(yīng)力集中現(xiàn)象，現(xiàn)場補焊以履帶板、鋼軌頭做補焊材料，用鑄鋼焊條堆焊，施焊部位先預(yù)熱，由技術(shù)嫻熟的電焊工施焊，確保補焊質(zhì)量。鉆孔各階段應(yīng)采用不同的泥漿比重及粘度。清孔前將水泥、鋸末、燒堿、黃土混合物拋入孔內(nèi)沖擊60分鐘，使泥漿比重達到1.6以上，這對減少更換鉆頭、補焊次數(shù)，提高成孔速度極為有利。

4 結(jié)束語

巖溶地質(zhì)條件下溶洞的類型較多，各種溶洞的大小、發(fā)育情況等直接影響到樁基施工的質(zhì)量。因此，在橋梁樁基施工中，要根據(jù)溶洞的類型來采用適當?shù)奶幚泶胧?，消除溶洞對橋梁樁基質(zhì)量的影響。我國喀斯特地貌溶洞較多，在某些地區(qū)的橋梁樁基施工中必然會面臨各種類型的溶洞，出現(xiàn)很多問題需要施工人員去克服。因此施工人員要積累和總結(jié)溶洞處理經(jīng)驗，為巖溶地質(zhì)條件下橋梁樁基施工提供借鑒。

【參考文獻】

[1]劉艷靈.基于巖溶復(fù)雜地質(zhì)的高速公路橋梁樁基施工技術(shù)研究[J].四川水泥，2016（1）：228.

[2]楊云龍.公路橋梁樁基在復(fù)雜地質(zhì)條件下的施工要點[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（14）：246.

[責任編輯：朱麗娜]