高速公路橋梁溶洞樁基施工技術(shù)

楊紳

中鐵十七局集團(tuán)第一工程有限公司 福建龍巖 364000

1 工程概況

京源口特大橋分左、右兩線，左線40 跨為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T 梁，右線13 跨為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T 梁。橋梁全長(zhǎng)為1561．5m。橋梁下部結(jié)構(gòu)為柱式墩、空心墩+樁基礎(chǔ)，0#、40#臺(tái)分別為柱式臺(tái)和板凳臺(tái)，均采用樁基礎(chǔ)。通過(guò)地質(zhì)勘測(cè)單位進(jìn)場(chǎng)逐樁鉆孔勘測(cè)，發(fā)現(xiàn)該橋橋位區(qū)屬低山區(qū)坡地間夾山間小盆地溝谷地貌，橋址區(qū)地質(zhì)層以含礫粉質(zhì)粘土（Qal+pl）為主，層間土洞分布較多。局部地層多分布碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖（C1L），裂隙發(fā)育明顯。且左線1#橋墩-3#橋墩地址處于蝕變破碎帶（F）及流砂層貫穿區(qū)。依據(jù)京源口特大橋地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，決定對(duì)該橋樁基采取相應(yīng)措施對(duì)溶洞進(jìn)行處理?，F(xiàn)圍繞本工程實(shí)際情況，對(duì)巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)作相關(guān)分析[1]。

2 工程難點(diǎn)

巖溶地區(qū)樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中，最常見(jiàn)的問(wèn)題同時(shí)也是工程的難點(diǎn)內(nèi)容：鉆孔擊穿溶洞，樁孔內(nèi)泥漿隨即流失，泥漿面迅速下降，孔壁內(nèi)外應(yīng)力失衡，最終造成塌孔，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致樁位處地表大范圍塌陷。如果施工過(guò)程中遇到大型溶洞或串珠型溶洞，且當(dāng)?shù)乇硗临|(zhì)較差時(shí)，經(jīng)常發(fā)生這類現(xiàn)象。此外，在施工過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)完成鉆孔擊穿工作后，因操作不當(dāng)造成鉆頭卡住或者鉆頭掉入溶洞內(nèi)部等情況。

3 孔樁遇溶洞的形式與處理技術(shù)

3.1 孔樁遇單層型溶洞形式處理技術(shù)

鉆孔過(guò)程中，遇到單層溶洞時(shí)，依據(jù)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，視所遇溶洞溶腔的大小，高度分情況采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。綜合本橋樁基處理方式及結(jié)果，大致可以分為如下幾類情況進(jìn)行：

（1）當(dāng)?shù)貙又写嬖谛⌒腿芏矗ǜ叨刃∮?m）時(shí)，可采用注漿加固的方法。通過(guò)對(duì)照地質(zhì)柱狀圖，對(duì)樁穿過(guò)的溶洞進(jìn)行填充和加固。為防止?jié){液流失太遠(yuǎn)造成浪費(fèi)，應(yīng)先注入漿液與沙子（或碎石）初步達(dá)到膠結(jié)后再注漿，循環(huán)注漿多次，直至達(dá)到規(guī)定的注漿量和注漿壓力控制值為止。注漿完成后，應(yīng)在樁基范圍取芯檢驗(yàn)填充效果，待溶洞完全填充且強(qiáng)度達(dá)到要求后方可進(jìn)行樁基施工。

（2）當(dāng)所遇溶洞高度小于3m 時(shí)，可采用片石回填的方法。孔樁鉆進(jìn)，鉆穿溶洞漏漿時(shí)，反復(fù)投入黃土和片石，利用鉆頭沖擊將黃土和片石擠入溶洞和巖溶裂隙中，還可摻入水泥、燒堿和鋸末，以增大孔壁的自穩(wěn)能力。

（3）對(duì)于大型溶洞（溶洞高度3米以上），先向孔內(nèi)回灌濃泥漿，同時(shí)拋填片石和粘土，以此固壁，直至漏漿現(xiàn)象消失。

3.2 孔樁遇多層型溶洞形式處理技術(shù)

孔樁遇多層溶洞時(shí)，先對(duì)溶洞大小和是否為串珠狀溶洞進(jìn)行判定，如為串珠狀溶洞，且漏水，則直接采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)措施通過(guò)，如不存在這種情況，則采取向溶洞內(nèi)直接充填片石和粘土，泥漿護(hù)壁措施通過(guò)。

3.3 成樁施工

首先，結(jié)合場(chǎng)地的實(shí)際情況決定鋼筋籠制作方式。因?yàn)樯絽^(qū)陡坡的特殊性，樁基鋼筋籠的制作常采用預(yù)制場(chǎng)制作、孔外制作以及孔內(nèi)制作等方式?？梢越Y(jié)合具體的施工條件來(lái)確定制作方法。如果制樁處施工平臺(tái)較好，但不方便運(yùn)輸材料，這時(shí)往往使用孔外制作，制作完后借助吊車安放，安放時(shí)必須確保鋼筋籠是垂直的。對(duì)于施工條件好、便于機(jī)械施工的地方，往往在預(yù)制場(chǎng)制作鋼筋籠。若施工場(chǎng)地交通運(yùn)輸不便，施工平臺(tái)又狹窄，則需使用孔內(nèi)制作法。其次，控制樁基混凝土的質(zhì)量，確保橋梁質(zhì)量和后期安全。合理確定混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)，使用性能優(yōu)良、粗細(xì)適當(dāng)?shù)墓橇?，并在其中適當(dāng)添加硅微粉、礦渣以及粉煤灰來(lái)調(diào)節(jié)混凝土的致密性；可以通過(guò)降低混凝土水灰比來(lái)提高混凝土的耐久性和強(qiáng)度，確保使用數(shù)量恰當(dāng)?shù)哪z凝材料以提高混凝土的密實(shí)性。對(duì)于人工挖孔灌注樁，當(dāng)積水很少時(shí)往往采用“干灌法”澆筑混凝土；當(dāng)積水較多不好排出時(shí)，要結(jié)合積水情況使用水泥砂漿封底，再快速分層澆筑混凝土。灌注時(shí)首先要保證混凝土攪拌均勻，并且動(dòng)作要連續(xù)；其次要保證灌注樁頂標(biāo)高高于設(shè)計(jì)標(biāo)高，鑿除高出部分的混凝土和浮漿，以保證成樁質(zhì)量[2]。

4 孔樁遇溶洞卡鉆、吊錘相關(guān)處理技術(shù)

鉆孔中鉆穿溶洞，鉆頭卡住時(shí)，可采取如下方法：①慢試法：鉆頭卡在中間任何部位時(shí)，應(yīng)將主繩徐放—收緊—徐放—收緊，反復(fù)進(jìn)行使鉆頭旋轉(zhuǎn)從原位槽道提出；②沖擊法：將主繩放松3～5m，用鉆頭副繩吊一重物向下沖擊鉆頭，使之產(chǎn)生松動(dòng)，主繩重復(fù)慢試法；③輔助提升法：用吊機(jī)、千斤頂或鉆機(jī)副繩穿滑車組加力提升；④水下松動(dòng)爆破法：測(cè)準(zhǔn)鉆頭被卡高度后，迅速將乳化防水炸藥捆成兩組，加配重對(duì)稱放入鉆頭刃腳部位，之后將鉆機(jī)主繩帶緊或以吊機(jī)輔助緊提，采用電雷管起爆。

鉆孔中鉆穿溶洞，鉆繩斷裂，錘體掉入孔洞中時(shí)，可選用打撈鉤、沖抓錐等合適的打撈工具，或采用潛水員下孔內(nèi)進(jìn)行打撈。如果確實(shí)無(wú)法撈起時(shí)，應(yīng)強(qiáng)行沖擊，將鉆頭沖碎。施工單位可以在施工過(guò)程中，根據(jù)工程施工情況和施工進(jìn)度要求合理選擇施工技術(shù)[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)公路運(yùn)輸量逐年增加并且存在車輛超載現(xiàn)象，這對(duì)于公路工程施工的質(zhì)量及安全性是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。因此，在公路工程施工中，對(duì)橋梁工程樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的要求將會(huì)越來(lái)越高。本文在公路工程施工中，對(duì)橋梁溶洞樁基施工及樁基鉆孔所遇相關(guān)事故處理技術(shù)的研究，有利于提高橋梁工程質(zhì)量和使用壽命，為我國(guó)的公路交通事業(yè)的健康發(fā)展提供了有利的保障。