淺談粵西地區(qū)糖串型巖溶樁基施工

李 剛

(中國(guó)水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 況

深茂鐵路五標(biāo)地處廣東省江門市恩平市至陽(yáng)江市，標(biāo)段全長(zhǎng)38 km，沿線軟土、松軟土分布廣泛，上部以淤泥、粉土和砂性黃土為主，下伏巖層主要為砂巖、泥巖、花崗巖和石灰?guī)r。線路所在區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，所處地區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)海洋性氣候，冬短夏長(zhǎng)，冬暖夏涼，日照充足，雨量充沛，干濕季明顯，年平均氣溫23 ℃，年平均霜期1.5 d，最長(zhǎng)8 d，年平均降雨量為2 348 mm。

2 巖溶的成因

糖串型巖溶。顧名思義，整個(gè)巖溶地區(qū)由多個(gè)大小不一、相互串聯(lián)的溶洞構(gòu)成，極像冰糖葫蘆一樣，故起名為糖串型巖溶。

2.1 巖溶成因分析

恩平地區(qū)地處沿海地帶，平均海拔較低，軟土、松軟土分布廣泛，上部以淤泥、粉土和砂性黃土為主，下伏巖層主要為砂巖、泥巖。雨季(4～9月)地下水位上升，地表下5～8 m范圍的土壤、風(fēng)化巖層浸入水中，枯水期地下水位下降，水流流失的同時(shí)將土壤層(或風(fēng)化巖層)內(nèi)的細(xì)小顆粒帶走，日積月累，經(jīng)過(guò)千萬(wàn)年的水位變化，形成了今天的這種巖溶地型。

2.2 溶洞大小分析

施工樁基時(shí)，經(jīng)常在不同高程處發(fā)現(xiàn)少量的漏漿情況，據(jù)此可判斷出各個(gè)高程均有溶洞，由漏漿時(shí)長(zhǎng)可判斷出各個(gè)溶洞較小，不存在大的暗河及大溶洞。

3 橋梁樁基施工存在的問(wèn)題

在該處施工樁基時(shí)，采用的是沖擊鉆機(jī)沖擊成孔。由于樁基地處溶洞發(fā)育地段，一根樁基施工時(shí)往往穿透多個(gè)溶洞，造成泥漿泄漏、泥漿護(hù)壁垮塌，施工極其困難，需要2～3個(gè)月才能施工一根樁基，且在泥漿泄漏后需不斷回填片石、充填泥漿等工序，從而造成成本上的浪費(fèi)。在施工進(jìn)度及施工成本雙重壓力下，必須改變既有的施工方法，對(duì)巖溶進(jìn)行治理。

4 所采取的巖溶治理措施

通過(guò)對(duì)該巖溶地段的成因、溶洞分布位置進(jìn)行仔細(xì)分析，結(jié)合水利工程上的帷幕灌漿方案，制定了如圖1所示的注漿方案。

圖1 巖溶治理注漿布置圖

4.1 施工方法

先通過(guò)地質(zhì)鉆機(jī)核對(duì)設(shè)計(jì)圖中溶洞的深度，確定注漿孔的深度，一般深入巖層1 m即可。由于工期緊張，需要多臺(tái)設(shè)備同時(shí)施工，1序注漿孔相互間隔僅為1 m，為避免相互干擾，應(yīng)跳孔施工1序孔。注漿液采用1∶1的水泥漿。由于注漿是通過(guò)形成一層層圍墻對(duì)施工的樁基進(jìn)行保護(hù)，因而對(duì)水泥漿的強(qiáng)度要求偏低，為節(jié)省成本，可采用P.O32.5水泥。為避免樁基施工和注漿施工相互干擾，在施工1序孔的同時(shí)，暫停施工樁基。

1序孔施工完成后，即可開(kāi)始2序孔的施工。由于1序孔成圍墻狀將樁基圍住，可在施工2序孔的同時(shí)開(kāi)始施工樁基1(或樁基5)和樁基8(或樁基4)，這樣施做一是為了加快施工進(jìn)度，二是可以驗(yàn)證注漿效果。

2序孔施工完成后，同時(shí)施工的樁基也驗(yàn)證了1序及2序孔對(duì)巖溶的治理情況，若樁基仍然施工緩慢、存在漏漿現(xiàn)象，則可施工3序孔；若樁基未見(jiàn)漏漿，則表明該處巖溶已治理完畢，剩余的就是盡快將樁基施工完成。

4.2 施工時(shí)存在的問(wèn)題及采取的解決方法

(1)存在流動(dòng)的地下水，注漿時(shí)不返漿。

由于巖溶地段處于地下，難免遇上流動(dòng)的地下水將水泥漿帶走，造成出漿孔注再多的水泥漿也不會(huì)出現(xiàn)返漿的情況。

解決方法：可考慮添加水玻璃的方式予以解決。為保證帷幕的連續(xù)性，在添加水玻璃時(shí)，水∶水泥∶水玻璃的比例應(yīng)從1∶1∶0.1逐步增加水玻璃的用量，直至出漿孔出漿。

(2)存在流砂層，注漿孔成孔困難。

若地下存在流砂層，鉆機(jī)在鉆孔時(shí)穿越過(guò)流砂層后、提升鉆桿時(shí)，流砂層的物質(zhì)又回流至鉆孔中，反復(fù)鉆孔不能成孔。

解決方法：采用高壓旋噴機(jī)注漿。高壓旋噴機(jī)鉆至預(yù)定深度后，邊提升邊噴漿，噴漿時(shí)壓力不宜過(guò)高，一般為1 MPa即可，反復(fù)2～3次注漿后，基本可以達(dá)到既定的注漿效果。

4.3 適用范圍

筆者所闡述的施工方法僅適用于溶洞較小、數(shù)量較多的橋梁樁梁的巖溶治理。

5 結(jié) 語(yǔ)

筆者對(duì)粵西地區(qū)糖串型巖溶的成因、結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了分析，得出了采用帷幕注漿的方式將橋梁樁基范圍與外部隔絕，人為創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)封閉的地下工作空間，節(jié)約了大量的工期。以深茂鐵路五標(biāo)逕塘大橋平均樁長(zhǎng)35 m為例，采用常規(guī)的方法施工一根樁基往往需要2～3個(gè)月，而通過(guò)對(duì)該段巖溶進(jìn)行治理(巖溶治理約需15 d/處)，每根樁僅用8～10 d即可完成。類似方法可供同類工程施工參考。