淺談樁基工程采金洞病害及治理方案

周文峰

甘肅萬(wàn)泰建設(shè)工程有限公司 甘肅蘭州 730000

鉆孔樁基礎(chǔ)是橋梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛的一種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，在部分庫(kù)區(qū)及沿河兩岸的橋梁樁基施工過(guò)程中會(huì)遇到采金洞病害，在施工過(guò)程中遇到此類采空區(qū)往往會(huì)發(fā)生塌孔、漏漿等問(wèn)題，甚至在灌樁過(guò)程中發(fā)生塌孔導(dǎo)致斷樁或成樁質(zhì)量差等現(xiàn)象，對(duì)成樁效率及質(zhì)量造成極大影響，因此采用合理方案處置采金洞病害對(duì)樁基質(zhì)量至關(guān)重要。

1 工程概況

G345線峰迭至代古寺公路工程屬于新規(guī)劃的G345線國(guó)道在甘肅境內(nèi)舟曲至迭部公路的一段，項(xiàng)目位于高山峽谷，兩岸山體陡峻，地形受限嚴(yán)重，橋隧占比高，沿白龍江兩岸布設(shè)31座大中橋梁，樁基數(shù)量多。白龍江兩岸臨河二、三級(jí)階地砂金儲(chǔ)量豐富，采金洞分布密集，一般沿階地卵石層和基巖基座面交界處垂直河流方向向里開挖，為不規(guī)則的圓形洞，直徑一般1～1．5m不等，埋深一般在15～25m之間。后因修建水庫(kù)蓄水，水位上漲，江水倒灌進(jìn)采金洞，造成洞室坍塌，形成松動(dòng)空腔，對(duì)橋梁工程樁基施工造成較大質(zhì)量病害[1]。

2 采金洞病害問(wèn)題分析

項(xiàng)目橋梁樁基設(shè)計(jì)為端承樁，樁基必須深入持力巖層達(dá)到設(shè)計(jì)要求，項(xiàng)目所處地區(qū)采金洞深度為5m-25m之間不等，處于樁基深度以內(nèi)，施工中多次遇到采金洞，主要包括以下方面：

2.1 漏漿

樁基范圍內(nèi)遇到采金洞會(huì)導(dǎo)致孔內(nèi)泥漿流失、護(hù)壁脫落，為保證樁基泥漿護(hù)壁質(zhì)量，需采用質(zhì)量較好的紅黏土來(lái)制造循環(huán)用泥漿及其護(hù)壁，成本方面較為高昂。

2.2 塌孔

漏漿后泥漿護(hù)壁脫落情況嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致塌孔，尤其在地層變化處塌孔更為頻繁，若處理方法不得當(dāng)，采金洞封堵不密實(shí)，甚至?xí)谒鹿嘧哆^(guò)程中發(fā)生二次塌孔，從而導(dǎo)致廢樁。

2.3 卡鉆

遇到規(guī)模較大的采金洞或在施工人員來(lái)不及操作鉆機(jī)提起鉆頭的情況下發(fā)生大規(guī)模塌孔，或塌孔后部分巖石進(jìn)入孔內(nèi)，則極易出現(xiàn)將鉆頭卡在孔內(nèi)的情況，對(duì)后續(xù)施工造成極大延誤。

2.4 成樁質(zhì)量問(wèn)題

采金洞一般處于砂層中，采金洞處泥漿護(hù)壁較為薄弱，在施工及灌樁過(guò)程中擾動(dòng)較大時(shí)部分砂石雜質(zhì)容易進(jìn)入樁內(nèi)，導(dǎo)致出現(xiàn)沉渣過(guò)厚或夾泥現(xiàn)象，會(huì)對(duì)端承樁的成樁質(zhì)量造成較大影響[2]。

2.5 工期問(wèn)題

樁基對(duì)橋梁工程整體進(jìn)度制約極大，遇到采金洞病害，對(duì)橋梁施工工期會(huì)造成較大延誤，對(duì)項(xiàng)目整體進(jìn)度影響極大，控制極為不利。

3 采金洞病害治理方案

針對(duì)不同情況下的樁基工程采金洞病害，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定一整套相應(yīng)的有效治理方案，保證成孔過(guò)程中不漏漿，或雖漏漿但不會(huì)塌孔，保證樁基順利成孔。具體治理方案如下：

3.1 淺層采金洞且規(guī)模較小、地質(zhì)情況較好時(shí)

采金洞位置較淺，可采用開挖回填方式，將施工機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)移后使用挖掘機(jī)對(duì)采金洞進(jìn)行開挖，將地下采空區(qū)完全挖除后采用回填反壓重新填筑樁基施工平臺(tái)，填料可利用原地面料源或采用砂礫土，回填完成后使用液壓強(qiáng)夯機(jī)對(duì)樁位處進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)，并在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)在護(hù)筒周圍澆筑一圈C15混凝土進(jìn)行二次鞏固措施。

采金洞位置相對(duì)較深，開挖工程量較大時(shí)，可采用回填片石砂礫土對(duì)小規(guī)模采金洞進(jìn)行封堵回填。在遇到采金洞并漏漿后對(duì)采金洞規(guī)模進(jìn)行觀察，若采金洞規(guī)模較小，可將強(qiáng)度≥30Mpa的片石與砂礫土直接填入孔內(nèi)，片石直徑宜為30-50cm，回填高度應(yīng)高于采金洞頂部1m以上，在回填完成后盡快使用鉆頭對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行錘擊夯實(shí)，將片石砂礫土充分?jǐn)D入采金洞和裂隙中，確保采金洞洞口位置封堵密實(shí)。

3.2 淺層采金洞且規(guī)模較大、地質(zhì)情況較差時(shí)

采金洞內(nèi)沒(méi)有水存在，可采用澆筑片石混凝土方式對(duì)采金洞進(jìn)行封堵回填，根據(jù)樁基直徑使用C15混凝土直接澆筑至孔內(nèi)，并在澆筑過(guò)程中添加直徑30-50cm的片石對(duì)采金洞洞口進(jìn)行封堵，澆筑高度應(yīng)高于采金洞頂部50cm，澆筑完成后在孔內(nèi)回填砂礫土，待混凝土凝固后使用鉆頭對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行錘擊夯實(shí)，保證后期樁基施工不會(huì)二次漏漿。采金洞內(nèi)有水，空腔較大且地質(zhì)情況差，不易開挖回填的，采用安裝長(zhǎng)直鋼護(hù)筒跟進(jìn)方式處理。制作比設(shè)計(jì)樁徑大30cm的長(zhǎng)直鋼護(hù)筒，護(hù)筒長(zhǎng)度根據(jù)采金洞位置確定，確保深入采金洞以下至少2m，使用吊車吊裝振動(dòng)錘對(duì)鋼護(hù)筒進(jìn)行安裝，確保鋼護(hù)筒深入地層至采金洞以下位置。若地質(zhì)情況極差可在安裝鋼護(hù)筒前采用片石混凝土回填后再進(jìn)行鋼護(hù)筒安裝作業(yè)[3]。

3.3 深層采金洞病害治理

樁基施工中在孔口以下10m甚至更深處遇到采金洞并導(dǎo)致漏漿情況發(fā)生，由于采金洞位置較深，無(wú)法清晰觀察到采金洞的規(guī)模、大小及周圍地質(zhì)情況，及時(shí)進(jìn)行片石砂礫土回填施工，避免由于泥漿迅速漏完后孔內(nèi)壓力失衡而造成塌孔，回填高度為采金洞頂部1m以上，回填過(guò)程中切忌使用鉆頭進(jìn)行錘擊夯實(shí)，防止由于孔內(nèi)無(wú)泥漿而擾動(dòng)較大造成二次塌孔?；靥钔瓿珊蟊M快補(bǔ)水，采用人工控制鉆機(jī)進(jìn)行短距高頻次沖擊鉆進(jìn)方式對(duì)回填物進(jìn)行錘擊夯實(shí)。一段時(shí)間內(nèi)未發(fā)現(xiàn)二次漏漿，說(shuō)明采金洞規(guī)模較小且地質(zhì)情況較好，可在孔內(nèi)添加泥漿進(jìn)行循環(huán)，進(jìn)行后續(xù)施工。重新鉆進(jìn)過(guò)程中還可加入水泥、燒堿與鋸末，以增加孔壁的自穩(wěn)能力，摻入黏土等其他材料時(shí)采用水泥袋包裝后分層間隔投放于采金洞頂以上1m處效果更佳。在回填片石砂礫土并導(dǎo)入泥漿循環(huán)后仍出現(xiàn)二次漏漿，甚至塌孔的，說(shuō)明采金洞規(guī)模較大且地質(zhì)情況較差，可澆筑片石混凝土方式回填，澆筑高度應(yīng)高于采金洞頂部50cm，澆筑完成后在孔內(nèi)回填2m以上的封層砂礫土，并補(bǔ)水進(jìn)行泥漿循環(huán)，添加一定的水泥或鋸末。待混凝土凝固后使用鉆頭對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行錘擊夯實(shí)，保證后期施工不會(huì)二次漏漿。

4 總結(jié)

本文以橋梁樁基施工中遇到的采金洞病害為例，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工對(duì)樁基采金洞病害及其治理方案進(jìn)行研究探索，根據(jù)不同地質(zhì)情況及采金洞規(guī)模、大小、位置制定相應(yīng)的有效治理方案，保證了工程質(zhì)量和進(jìn)度，為今后類似情況的采金洞病害問(wèn)題治理提供參考和借鑒方案。