高速公路溶洞地區(qū)橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)研究

羅勇 吳選比

摘 要：文章是中交二航局四公司對(duì)高速公路溶洞地區(qū)橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行的研究，以某公路高架橋作為研究的對(duì)象，簡(jiǎn)要概述高速公路溶洞地區(qū)橋梁鉆孔灌注樁施工的處理原則，深入研究該處橋梁鉆孔灌注樁的施工方法，并分析施工中容易出現(xiàn)的事故與防治措施。

關(guān)鍵詞：高速公路；溶洞地區(qū)；橋梁鉆孔灌注樁

1 前言

鉆孔灌注樁施工技術(shù)因?yàn)槠溥m用地基廣泛、施工噪聲小、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于公路橋梁等基礎(chǔ)工程建設(shè)中，然而制約鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的因素有很多，如果沒(méi)有事先制定發(fā)生問(wèn)題時(shí)的解決辦法，將會(huì)對(duì)整個(gè)建筑工程的質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，阻礙工程建設(shè)的順利開(kāi)展[1]。

2 處理原則

（1）對(duì)于5米以上的溶洞樁基，應(yīng)將鋼護(hù)筒放入穩(wěn)定的土層，然后再進(jìn)行拋填片石粘土造壁成孔技術(shù)。（2）對(duì)于5m以下的溶洞樁基，可運(yùn)用全充填溶洞拋填片石粘土造壁成孔技術(shù)，并根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)添加下鋼護(hù)筒施工技術(shù)。（3）地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，則實(shí)施沖擊鉆成孔，因?yàn)闆_擊錐能夠擠壓護(hù)臂，可以很好地處理半邊巖、溶槽以及裂隙漏水等狀況，提鉆速度快，減少了埋鉆的風(fēng)險(xiǎn)。（4）若巖溶極為發(fā)育，在沖孔時(shí)發(fā)生了漏漿等情況，可采取回填粘土技術(shù)進(jìn)行處理。

3 施工方法

3.1 施工準(zhǔn)備

在進(jìn)行高速公路溶洞地區(qū)橋梁鉆孔灌注樁施工前，應(yīng)首先對(duì)橋梁處溶洞的基本樣態(tài)、發(fā)育特點(diǎn)、規(guī)律、洞穴規(guī)模、富水情況等進(jìn)行地質(zhì)勘查，可通過(guò)物理勘察或地質(zhì)雷達(dá)等多種勘察方法。根據(jù)溶洞地質(zhì)情況進(jìn)行鉆孔方案的規(guī)劃，如溶洞內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且樁徑大，則可適當(dāng)增加鉆孔數(shù)量。用于勘察的超前鉆孔需要保證鉆進(jìn)基巖內(nèi)部5m～10m，當(dāng)遇到溶洞時(shí)，應(yīng)保證鉆孔完全穿過(guò)溶洞，并鉆進(jìn)洞底基巖不少于5m。通過(guò)對(duì)橋梁處地質(zhì)的勘察工作，充分掌握溶洞的詳細(xì)信息，并在施工前預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的事故，事先做好預(yù)防的措施。其次，根據(jù)所掌握的溶洞信息準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)乃?、泥漿、粘土、片石等材料，并準(zhǔn)備好施工設(shè)備。

3.2 溶洞鉆孔灌注樁施工

3.2.1 鉆孔施工

根據(jù)溶洞的不同情況采取不同的鉆孔施工方法：（1）如溶洞內(nèi)有填充物，或高度小，可運(yùn)用沖擊鉆鉆孔技術(shù)，由于巖溶極為發(fā)育，因此應(yīng)充分分析超前鉆所勘察的溶洞信息后，在溶洞頂部進(jìn)行沖擊鉆機(jī)沖孔要注意沖進(jìn)速度應(yīng)保持在70cm/h，且沖程大約保持在50m，進(jìn)行沖孔時(shí)，應(yīng)輕捶慢打，保證孔壁的堅(jiān)固圓滑。另外，為了防止擊穿巖殼時(shí)沖擊鉆被卡住，應(yīng)保證主繩松繩量為3cm左右，且向里投入1.5m左右的粘土與片石材料，使用0.5m的小沖程進(jìn)行沖砸，以達(dá)到更好地傳遞沖擊力的目的。（2）如果溶洞為半填充，或?yàn)榭斩磿r(shí)，可根據(jù)溶洞的層數(shù)與實(shí)際的充填狀況，運(yùn)用鉆孔與下沉外鋼護(hù)筒同時(shí)進(jìn)行的方案，并配合外鋼護(hù)筒的直徑，從大到小依次更換鉆頭。

3.2.2 外鋼護(hù)筒與內(nèi)護(hù)筒下沉

根據(jù)溶洞處地質(zhì)情況以及溶洞層數(shù)進(jìn)行外鋼護(hù)筒的制作。在外鋼護(hù)筒下沉工作時(shí)，首先使用樁錘擴(kuò)大孔徑，其次配合振動(dòng)打撥錘下沉外鋼護(hù)筒，振動(dòng)打撥錘的振動(dòng)動(dòng)力應(yīng)保證不低于1600kN。需要注意的是，在外鋼護(hù)筒下沉?xí)r應(yīng)在垂直平面使用經(jīng)緯儀進(jìn)行傾斜度的監(jiān)測(cè)工作，保證外鋼護(hù)筒下沉后的傾斜度不多于1%；在確保孔壁垂直且圓滑后，通過(guò)鋼絲繩將內(nèi)護(hù)筒與沖機(jī)相連，再用沖機(jī)將內(nèi)護(hù)筒放入外鋼護(hù)筒內(nèi)，直達(dá)孔底，然后再回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的鉆桿上附加內(nèi)護(hù)筒壓架裝置，通過(guò)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)促使內(nèi)護(hù)筒下沉至溶洞底部[2]。

3.2.3 溶洞鉆進(jìn)

當(dāng)溶洞底部與頂部高低不平時(shí)，可使用斜面開(kāi)孔的施工方法。如果溶洞為空洞，則需要預(yù)灌泥漿或粘土；如果溶洞較小，為了防治充填物倒塌或水泥漿流失，則應(yīng)該分層進(jìn)行片石與粘土的網(wǎng)填工作，形成石壁。另外，經(jīng)常出現(xiàn)鉆孔時(shí)，因?yàn)槿芏磧?nèi)的巖壁不平整，導(dǎo)致鉆頭滑動(dòng)，很容易造成鉆孔傾斜、卡鉆等情況，為此，可進(jìn)行分層拋填粘土以及片石，減小鉆頭的沖程，保證鉆孔垂直，孔壁圓潤(rùn)。

3.2.4 檢查成孔并清孔

為了保證工程施工的質(zhì)量，在進(jìn)行鉆孔施工完畢后，應(yīng)對(duì)成孔進(jìn)行檢查，確保成孔的孔徑以及傾斜度，以使得后續(xù)的鋼筋骨架施放工作能夠順利進(jìn)行。如果成孔傾斜程度過(guò)大，應(yīng)及時(shí)拋石，重新鉆孔；最后，對(duì)孔內(nèi)的鉆渣進(jìn)行清理，在取渣桶清渣后，在孔內(nèi)射入粘度19左右，含沙量不大于4%且DH值不小于8的泥漿，反復(fù)對(duì)孔內(nèi)的鉆渣進(jìn)行清理。當(dāng)沉渣與沉淀土厚度符合標(biāo)準(zhǔn)后，再進(jìn)行鋼筋籠的安裝與混凝土的澆筑工作。

2016年，中交第二航務(wù)工程局有限公司的特制架橋機(jī)安裝“工”型鋼板組合梁橋關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目研究中，充分運(yùn)用了高速公路溶洞地區(qū)橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)，并取得了良好的成效。

4 施工中的常見(jiàn)問(wèn)題與處理措施

（1）卡鉆?？妆诓粓A、鉆頭磨損、鉆頭直徑過(guò)大等原因都會(huì)造成卡鉆。因此，應(yīng)及時(shí)檢查并更換鉆頭，及時(shí)回填片石，并由小到大逐漸增加鉆機(jī)沖程。（2）混凝土泄漏。當(dāng)混凝土比重過(guò)大時(shí)，由于孔壁所承受的壓力增大，容易沖壞片石與粘土形成的孔壁封閉環(huán)孔，導(dǎo)致混凝土泄露。因此，在形成孔壁封閉環(huán)孔時(shí)，應(yīng)再次投入片石與粘土且高度超過(guò)溶洞頂板，重新成孔，以達(dá)到增厚孔壁的目的。（3）漏漿。通常在松散地層以及巖溶裂縫處容易發(fā)生漏漿的情況，因此應(yīng)適當(dāng)增加泥漿的比重，提高泥漿的性能；當(dāng)外鋼護(hù)筒底漏漿時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)鋼護(hù)筒周圍的縫隙進(jìn)行粘土加固，再往孔內(nèi)回填片石與粘土混合物，且混合物高度應(yīng)在鋼護(hù)筒底以上1m左右，進(jìn)行小沖程的沖砸，對(duì)鋼護(hù)筒底部的孔壁進(jìn)行加固[3]。

5 總結(jié)

綜上所述，高速公路溶洞地區(qū)橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)在高速公路橋梁建設(shè)中具有重要的積極作用，但在運(yùn)用過(guò)程中，需要注意多方面問(wèn)題，根據(jù)溶洞的實(shí)際情況，選擇適合的施工方法。文章是中交二航局四公司對(duì)高速公路溶洞地區(qū)橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)進(jìn)行的研究，但文章不夠全面，今后會(huì)繼續(xù)對(duì)相關(guān)的施工實(shí)例進(jìn)行深入探索，進(jìn)一步提高高速公路溶洞地區(qū)橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭德基.淺談高速公路溶洞地區(qū)橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（19）：37～39.

[2] 吳國(guó)華.溶巖地區(qū)橋梁鉆孔灌注樁施工及溶洞處理方法[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（9）：17～18.

[3] 孫鋒先.探討某公路橋梁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工工藝及溶洞處理技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2012（4）：48～50.