樁基施工遇溶洞與地下承壓水相通時(shí)的處理措施

董瑞

摘要：樁基在巖溶地區(qū)施工，雖然有地質(zhì)勘探資料，但由于地質(zhì)的復(fù)雜性，會(huì)遇到許多不可預(yù)見的情況，溶洞與地下承壓水相通就是其中一種。本文結(jié)合佛肇城際軌道交通某特大橋樁基施工實(shí)例，介紹三種情況下的處理措施。

關(guān)鍵詞：樁基施工；溶洞；地下承壓水；處理措施

1項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

佛肇城際交通軌道工程某特大橋全長(zhǎng)5.2km，橋梁基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，共設(shè)置樁基礎(chǔ)1258根（其中柱樁1164根，摩擦樁94根）。設(shè)計(jì)有三種直徑1.0m、1.25m和1.5m，以1.25m為主，樁長(zhǎng)17.5m～69.5m，砼設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)水下C35。巖溶處理的樁基有1173根，其中234根出現(xiàn)溶洞與地下承壓水相通情況，占處理總根數(shù)的19.9%。

1.2 地質(zhì)情況

據(jù)地勘資料揭示，橋址地表覆蓋層較厚，上覆淤泥層，該層埋深0.00～17.50m，層面標(biāo)高-13.85～4.14m，層厚0.40～17.80m，平均厚度7.72m，基本載力為40kPa。巖溶十分發(fā)育，溶洞最高達(dá)23m，巖溶為溶隙、中小型溶洞、大型溶洞及串珠狀溶洞。

1.3 水文情況

橋址臨近西江，位于西江中下游段，地表水系發(fā)達(dá)，地表水主要來自大氣降雨補(bǔ)給后匯流于西江，雨季極易受到西江漲水的影響。地下水主要有兩種類型，分別為：孔隙水、基巖巖溶水?？紫端蟛糠忠来嬖跊_洪積砂土層與碎石土層中，具有承壓性，水量也較豐富?；鶐r巖溶水存貯在灰?guī)r發(fā)育的溶隙和灰?guī)r形成的溶洞中，水量變化較大，主要受巖溶的發(fā)育程度、巖溶洞相互連通性以及承壓水位三方面影響。

2 工程實(shí)例的三種情況特征介紹

根據(jù)地下承壓水的大小，結(jié)合工地實(shí)際情況，出現(xiàn)三種溶洞與地下承壓水相通情況，詳情見下表：

3 處理原則

3.1不污染地下水源，不破壞地下水系平衡；

3.2結(jié)合溶洞大小，采用不同方法進(jìn)行人工造壁，防止灌注樁基砼時(shí)地下承壓水沖刷樁身，影響樁身質(zhì)量。

4 處理措施

4.1輕微程度處理措施

輕微程度采取片石+粘土回填措施：

（1）材料選擇：片石直徑選擇20cm 左右；粘土采用紅粘土；

（2）比例（體積比）：片石：粘土=1：1.2，

（3）操作順序：片石→粘土→片石→粘土→循環(huán)進(jìn)行

（4）單次回填高度：高出溶洞頂2～3m

（5）沖壓造壁：

①放入鉆頭開始回沖，采用0.5m小沖程、高頻率沖擊方式，此時(shí)不追求進(jìn)尺，將回填料擠入空洞內(nèi)。

②當(dāng)沖壓至溶洞頂50cm左右時(shí)，提出鉆頭，再次按原拋填方式拋填回填料，重復(fù)沖壓過程。

③回填沖壓造壁反復(fù)進(jìn)行，滿足不再漏漿并且進(jìn)尺在每小時(shí)50cm/h左右時(shí)可逐漸加快沖程，直至穿過溶洞底板2m左右后恢復(fù)正常沖孔速度。

（6）注意事項(xiàng)：

沖擊造壁過程中要注意孔內(nèi)泥漿變化情況，如果孔內(nèi)泥漿下降較快，應(yīng)及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿。

4.2中度程度處理措施

中度程度采取片石、粘土、袋裝混合料（水泥+碎石+砂）回填措施：

（1）材料選擇：片石直徑選擇20cm 左右；粘土采用紅粘土；水泥采用袋裝普通硅酸鹽P.O42.5；碎石采用31.5mm；砂采用粗砂；編織袋大小采用80cm×50cm。

（2）比例（體積比）：

①片石：袋裝混合料：粘土=1：1袋：1.5，

②袋裝混合料比例為：水泥：碎石：砂=1.5：1：1

（3）操作順序：片石→袋裝混合料→粘土→片石→袋裝混合料→粘土→循環(huán)進(jìn)行

（4）單次回填高度：高出溶洞頂5～6m

（5）沖壓造壁：初次回填到預(yù)計(jì)高度后，用0.5m小沖程沖孔將混合物擠壓到洞室內(nèi)，并反復(fù)回填擠壓。當(dāng)沖孔有夯實(shí)感時(shí)停止沖孔，同時(shí)靜止24h待混合物的強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后再繼續(xù)沖孔。繼續(xù)沖孔時(shí)，溶洞范圍用1m的沖程沖孔，直至穿過溶洞底板2m左右后恢復(fù)正常沖孔速度。

（6）注意事項(xiàng)：

①袋裝混合料不需要封口。

②靜止24h過程中，需將孔內(nèi)泥漿補(bǔ)滿至樁頂。

③部分樁基還需結(jié)合軟弱層擾動(dòng)情況，考慮是否下鋼護(hù)筒，并且所下鋼護(hù)筒需穿過軟弱層。

4.3嚴(yán)重程度處理措施

嚴(yán)重程度采用片石、粘土、灌注水下砼、永久鋼護(hù)筒的處理措施。

（1） 材料選擇：片石直徑選擇25cm ～30cm；粘土采用紅粘土；水下砼標(biāo)號(hào)C20；鋼護(hù)筒壁厚12mm，長(zhǎng)度類型有6m/節(jié)、2m/節(jié)、1m/節(jié)，內(nèi)徑比設(shè)計(jì)樁徑大10cm。

（2） 預(yù)備設(shè)備：90KW振動(dòng)錘1臺(tái)，25t汽車吊1臺(tái)

（3） 比例（體積比）：片石：粘土=1：1.5

（4） 處理流程：

①由于地面塌陷，先采用片石+粘土回填至溶洞頂以上h[h=地堪溶洞高H/（sin45？）]米后，剩余部分采用粘土回填至樁頂；

②靜止1d后，重新測(cè)量放樣，采用1m的沖程進(jìn)行沖孔，隨著進(jìn)尺鋼護(hù)筒同步跟進(jìn)，沖至漏漿溶洞頂1m時(shí)停止沖進(jìn)，鋼護(hù)筒跟進(jìn)至漏漿溶洞頂1.5m處；

③下導(dǎo)管灌水下砼進(jìn)行封底，砼方量V（1.25m和1.5m的樁V取2m3，1m的樁V取1.5 m3），靜止24h后，待混合物的強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa后再繼續(xù)沖孔；

④達(dá)到強(qiáng)度要求后采用0.5m的沖程進(jìn)行沖孔，沖進(jìn)溶洞內(nèi)時(shí)只要有漏漿，仍按比例回填片石+粘土，反復(fù)回填沖孔，直至穿過溶洞底板下2m處停止沖孔。此時(shí)用90KW振動(dòng)錘將鋼護(hù)筒跟進(jìn)至溶洞底板下1.5m處；

⑤再次下導(dǎo)管灌水下砼進(jìn)行封底，方法同第③步，達(dá)到強(qiáng)度要求后恢復(fù)正常沖孔。

（5）施工注意事項(xiàng)：

①熟悉地堪資料，合理調(diào)整沖程，防止塌陷時(shí)將鉆頭擠入溶洞卡住無法拔出。嚴(yán)重時(shí)，導(dǎo)致樁位作廢，需變更設(shè)計(jì)調(diào)整樁位。

②鋼護(hù)筒振動(dòng)下沉?xí)r應(yīng)注意控制鋼護(hù)筒的垂直度，可以通過調(diào)整夾口位置來調(diào)整。

③保持泥漿比重在1.3～1.4之間，并觀察泥漿面的變化情況，缺漿時(shí)立即補(bǔ)漿。

5 處理結(jié)果

成樁后，234根樁經(jīng)超聲波（樁長(zhǎng)>40m）或低應(yīng)變（樁長(zhǎng)≦40m）檢測(cè)均為I類樁。

6 結(jié)束語

本文結(jié)合佛肇城際軌道交通某特大橋樁基施工遇溶洞與地下承壓水相通時(shí)的處理實(shí)例，提出了三種不同程度下的處理措施。雖然成樁效果好，但本人認(rèn)為巖溶地區(qū)地質(zhì)的復(fù)雜性，使得地下承壓水對(duì)溶洞處理以及成樁質(zhì)量影響也是多樣化。不過，本人相信隨著新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)，解決地下承壓水帶來的影響會(huì)出現(xiàn)更多更新的處理措施。

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（作者單位：中鐵建大橋工程局集團(tuán)第二工程有限公司）