梁樁基溶洞處理方法分析

趙曉博

(上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院集團(tuán)廣東有限公司， 廣東 佛山 528000)

0 前言

在橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中，撞擊是負(fù)責(zé)承載橋梁的重要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在橋梁建設(shè)過程中，樁基的承載力設(shè)計(jì)必須符合相關(guān)要求，由此才能在地下施工過程中，有效應(yīng)對復(fù)雜的施工環(huán)境。尤其是溶洞這類特殊地質(zhì)結(jié)構(gòu)，會(huì)影響施工難度大幅度提升，對此，一些針對橋梁樁基的常規(guī)處理方法，難以獲得理想的處理效果，成樁質(zhì)量不易難以達(dá)到相關(guān)工程標(biāo)準(zhǔn)。因此，應(yīng)深入挖掘創(chuàng)新方法與技術(shù)，這對促進(jìn)橋梁建設(shè)水平與質(zhì)量的提升，具有重要意義。

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目為某高架橋建設(shè)工程，設(shè)有98根φ2 m的嵌巖鉆孔樁，樁的長度范圍在42±18 m之間；樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的上表面為1-2 m的粉質(zhì)粘土層；下層為3-5 m的軟土層。在前期實(shí)地考察過程中發(fā)現(xiàn)，施工場地的巖溶發(fā)育良好，樁基下有大量的溶洞，為施工工作帶來了極大的難度。

在施工初期階段，嘗試?yán)脪佁罘▉韺θ芏催M(jìn)行填補(bǔ)處理，并由此實(shí)現(xiàn)穿越溶洞。經(jīng)過研討之后發(fā)現(xiàn)，由于巖溶結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，溶洞不僅多，且排布方面沒有規(guī)律，形狀大小也各部相同，若對其進(jìn)行鉆孔施工，既有可能出現(xiàn)坍塌等問題，影響工程的順利進(jìn)行。針對此種情況，最終決定采用如下技術(shù)流程，來處理樁基溶洞。

2 梁樁基溶洞處理技術(shù)流程

2.1 注漿方案設(shè)計(jì)

考慮到施工場地的復(fù)雜地質(zhì)問題，且基礎(chǔ)樁徑為2 m；加之注漿加固孔距填充的一般值為1.5 m，純水泥漿充填范圍加壓能夠達(dá)到2-3 m，所以在實(shí)際施工過程中，應(yīng)保證圓徑2 m范圍內(nèi)有3孔，如此才能實(shí)現(xiàn)全面覆蓋：既無盲區(qū)又能相互交叉重疊。最終制定的注漿方案當(dāng)中，各孔之間相互交叉重疊，結(jié)合純水泥漿漿液的滲透性特點(diǎn)，按照間距1.73 m的等邊三角形進(jìn)行布置，能夠綜合實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量控制目的與經(jīng)濟(jì)目的。

2.2 施工準(zhǔn)備

計(jì)劃施工順序?yàn)橄韧夂髢?nèi)，外側(cè)施工部分，采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔，三重管高壓旋噴注漿；而內(nèi)側(cè)施工部分相對較為復(fù)雜，采用地質(zhì)鉆機(jī)成孔，然后依次進(jìn)行高壓清水噴射切割循環(huán)清查、注漿管預(yù)埋、靜壓充填注漿[1]。在正式施工之前，對現(xiàn)場的土樣進(jìn)行了分析，對漿液配方進(jìn)行了優(yōu)化處理，并進(jìn)行了噴射成樁試驗(yàn)，最終確定了旋噴管的注漿噴射壓力、轉(zhuǎn)速、提升速度與注漿量等重要參數(shù)，通過對試驗(yàn)樁的直徑與樁體強(qiáng)度進(jìn)行檢查，有效驗(yàn)證注漿方案的可行性。

鉆孔施工期間，應(yīng)采用跳孔施鉆由外向內(nèi)先進(jìn)行高噴注漿，最后進(jìn)行中部鉆孔。外側(cè)注漿施工，應(yīng)采用間隔注漿法，能夠提升注漿效果。

2.3 高壓清水噴射切割循環(huán)清查

進(jìn)行高壓清水噴射切割循環(huán)清查，如果是以砂礫填充為主的溶洞，可采用直接噴漿的方式展開施工。從鉆孔中分別下入高壓噴射器，對溶洞進(jìn)行全范圍、反復(fù)地高壓噴射切割清洗，清洗切割長度即為溶洞頂、底各延長0.5m之后的數(shù)值。清孔一般會(huì)進(jìn)行 2次操作，第一次即在內(nèi)護(hù)筒切割施工結(jié)束后，清孔時(shí)的孔內(nèi)泥漿比重應(yīng)該在1.1以下，此時(shí)可以進(jìn)行鋼筋籠吊裝操作；無論采用雙面幫條焊還是閃光對焊的方式，其接頭面積都應(yīng)在50%以下，而接頭距離應(yīng)大于1 m。

第二次清孔，則在早下導(dǎo)管之后，通過對孔底沉淀層進(jìn)行有效觀察，判斷其泥漿比重的實(shí)際狀況，若相應(yīng)的參數(shù)未達(dá)到施工要求，則要進(jìn)行二次清孔。二次清孔期間，應(yīng)重復(fù)檢查施工鉆孔；清孔完成后，需要對清孔質(zhì)量進(jìn)行有效核查，確?？變?nèi)泥漿比重在1.1以下，且沉淀層的厚度在9 cm以下，則清孔施工完成，可繼續(xù)進(jìn)行下一步注漿施工。

2.4 高壓旋噴注漿

高壓旋噴注漿的漿液使用，嚴(yán)格遵循著“能用單液不用雙液”的原則，這主要是因?yàn)殡p液漿的強(qiáng)度相對較低，難以滿足橋梁樁基的高承載力施工需求。漿液配置過程中，將水、水泥、速凝劑按照適合的配比拌和在一起；水泥的規(guī)格為P.042.5水泥，水灰比為0.41:1；在施工前試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，這種配比方式并不能夠得到最佳注漿效果，需在此基礎(chǔ)上，向漿液當(dāng)中摻入早強(qiáng)劑，摻入量為水泥重量的2%，這種配比方式，能夠保證漿液能夠在短時(shí)間內(nèi)凝固，從而降低其流失量。

在進(jìn)行高壓旋噴注漿的過程中，部分土粒會(huì)隨著漿液逐漸冒出地面，在施工過程中，應(yīng)重點(diǎn)觀察這類土粒的冒出量，若小于注漿量的 20%，則可認(rèn)為是正常現(xiàn)象，不必對其進(jìn)行相應(yīng)處理；但如果冒出量遠(yuǎn)大于注漿量的 20%，則應(yīng)對造成這一現(xiàn)象的原因進(jìn)行重點(diǎn)分析，并采取相應(yīng)的措施[2]。另外，施工期間還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注大量冒漿的問題，若由于地層存在大孔隙，進(jìn)而造成這種現(xiàn)象，則應(yīng)及時(shí)調(diào)整注漿參數(shù)：減少注漿量、加快提升速度、加快回轉(zhuǎn)速度、縮小噴嘴直徑、提高噴射壓力，其中的任意一種或幾種調(diào)整方式，都可達(dá)到相應(yīng)的抑制效果。

完成高壓旋噴注漿之后，可采用回漿對各孔進(jìn)行回填處理。

2.5 靜壓注漿填充

靜壓注漿施工，可自下而上循環(huán)注漿方式，事先盡量準(zhǔn)確的預(yù)估注漿深度，并由此確定注漿量與溶隙的空間位置。注漿之前，下完注漿管之后，應(yīng)及時(shí)采用止?jié){塞，在注漿孔內(nèi)上緣位置，進(jìn)行有效封口。

由于巖層當(dāng)中擁有十分豐富的孔隙，且相互連通，形成了串漿通路，這導(dǎo)致施工過程中，極有可能出現(xiàn)串漿的問題，對此，可在施工時(shí)，同時(shí)對串漿孔與灌漿孔進(jìn)行注漿，由此避免串漿現(xiàn)象的發(fā)生，保證注漿施工質(zhì)量。

3 梁樁基溶洞處理效果

完成注漿施工之后，檢查巖溶填充質(zhì)量，可采用鉆孔抽芯法完成檢測。檢測過程中，應(yīng)合理布置檢測點(diǎn)，布置密度應(yīng)為注漿鉆孔的 50%，通過檢測獲得評價(jià)指標(biāo)，即溶洞填充的致密性與灌漿體強(qiáng)度。通過取出的芯樣能夠發(fā)現(xiàn)，橋梁樁基溶洞區(qū)域均為水泥主體，且固結(jié)體表面致密，不存在明顯的夾沙、夾泥、空隙等問題，符合相關(guān)工程技術(shù)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)束語：綜上所述，探究梁樁基溶洞處理方法，對促進(jìn)橋梁樁基建設(shè)水平與建設(shè)質(zhì)量的整體提升，具有重要意義。通過相關(guān)分析，有效的樁基溶洞處理方法，能夠解決以往施工過程中，一旦遭遇溶洞就會(huì)出現(xiàn)漏漿、卡鉆、垮孔問題的技術(shù)難題，有效提升注漿質(zhì)量，進(jìn)而提升橋梁樁基的承載能力，使其達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)要求，保證樁基及橋梁整體的使用安全。

[1]董偉,彭博.贛粵高速同南河大橋樁基溶洞處理[J].山東交通科技,2015(05):58-60.

[2]黃碩峰.濱海大橋樁基溶洞處理研究[J].交通建設(shè)與管理,2015(06):173-175.