橋梁溶洞地段處理技術(shù)研究

張曉雯

（江西通威公路建設集團有限公司，江西贛州341000）

0 引言

在橋梁溶洞地段施工會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)下沉以及難以施工的情況，應用好溶洞地段處理技術(shù)，對橋梁工程的順利開展有很重要的幫助。目前，在溶洞地段的階段，采用混凝土灌注樁的方式施工，可以提高結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。了解該技術(shù)的工藝過程、掌握技術(shù)要點，對提高橋梁工程的施工質(zhì)量有重要幫助。

1 溶洞地基處理方式

對于溶洞地段，應該先分析溶洞的形狀，了解溶洞的范圍、深度等要素，確定溶洞的實際情況，進而選擇最佳的施工方案。溶洞深度較小的情況下，可使用高壓水槍對淤泥、雜質(zhì)進行清理，符合要求后，再注入混凝土材料，做好溶洞填充處理；如果溶洞深度較大、寬度較小，需要采用打入混凝土樁的方式進行處理。溶洞內(nèi)沒有填充物或者填充物的量較小的情況下，需要在內(nèi)部填充砂。選擇符合要求的孔位，并直接放入固定鋼套管，對注砂管和鋼套管進行有效管理，在注漿作業(yè)之前進行灌砂處理。根據(jù)成樁的直徑、維護的最小直徑和堆積體形的規(guī)律，計算出砂量參數(shù)。使用壓風機將干砂壓入，為避免洞內(nèi)高壓阻止灌砂，可利用其他孔進行減壓處理，確定壓力達到穩(wěn)定要求后，才能停止施工。巖溶位于基礎面的情況下，需要制作混凝土蓋板以封閉巖洞。深度較深且內(nèi)部有較多黏土的情況下，應該先應用鉆機進行鉆孔處理，并在孔內(nèi)注入砂石混凝土封閉施工。溶洞范圍大、深度深的情況下，開挖與注漿難度較高，要通過鉆孔或者沉入樁體的形式處理，以達到工程要求。

2 溶洞處理的基本原則

明確現(xiàn)場施工方案，即預處理為主、沖孔處理為輔的方案，保證質(zhì)量符合要求，工期及項目施工成本合理[1]。處理溶洞時，針對不同的溶洞樁基類型，要采用不同的處理方法。針對無填充溶洞樁基，可采用水泥漿法處理，填充后要保證其固結(jié)到一定強度，避免現(xiàn)場施工出現(xiàn)漏漿或者塌孔等問題。針對半填充或者部分填充溶洞樁基，如果頂部地表厚度較小，需要使用鋼護筒進行相應處理；如果頂部地表厚度較大，可通過灌砂法施工，部填充完畢，再根據(jù)無溶洞樁基工藝開展項目施工。溶洞內(nèi)存在較多軟塑狀物體的情況下，可通過旋噴帷幕的方式進行處理；地表有較多卵石層時，需要選擇注漿加固處理方式。

3 樁基工程在巖溶地區(qū)的不利因素

在公路橋梁樁基施工中，如果現(xiàn)場為巖溶地貌，溶洞容易給施工造成不利影響。在開挖樁基的過程中容易出現(xiàn)塌孔問題，主要原因是樁基或者鉆井施工到溶洞部位上，泥漿經(jīng)過孔會流失，液面不斷降低，使得內(nèi)部壓力快速下降，泥漿護壁在受力條件不均勻的情況下，會發(fā)生塌孔問題。如果鉆孔環(huán)節(jié)發(fā)生偏孔的情況，也可能是溶洞導致的。因溶洞洞壁的分化程度不同，不同位置的洞壁厚度、硬度等有明顯的差異，施工過程中便可能導致鉆孔偏斜。溶洞還極易造成卡鉆的問題，如果沖程確定不合理，會非常危險，鉆頭容易卡在溶洞頂板的底部。

樁基失效一般也和溶洞有關(guān)。如果填充環(huán)節(jié)的密實度不足，則容易出現(xiàn)樁基水位降低的情況，進而引發(fā)樁基失效問題，此外，若是對溶洞的處理不徹底、存在殘留，樁基也會因受到侵蝕而影響自身的承載性能，長期影響之下也會導致樁基失效。綜合以上各個因素，在巖溶區(qū)域開展樁基施工，溶洞會對其產(chǎn)生嚴重影響，所以要大對強溶洞的處理力度，確保樁基的質(zhì)量合格，保證巖溶地帶的公路項目施工不會受到任何影響。

4 工程背景

為將這一技術(shù)在實踐中的應用解釋得更清楚，結(jié)合某一具體的工程展開論述。某橋梁溶洞地段的施工作業(yè)位于我國南方，在工程施工過程中，需要設置嵌巖鉆孔樁。根據(jù)該工程的施工地段和施工總量的分析，明確在施工過程中需要設置96 根嵌巖鉆孔樁，該樁基的范圍控制在24～60m。該樁基下層設置軟土層，設置完成之后，需要在其表面覆蓋一層粉質(zhì)黏土層。對施工現(xiàn)場的自然地理環(huán)境進行勘察，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的巖溶發(fā)育狀況良好。因此，應當做好準備工作，減少當?shù)氐淖匀坏乩憝h(huán)境對橋梁工程造成的不利影響。經(jīng)過充分的現(xiàn)場勘察，施工團隊決定在施工初期使用拋填法填補溶洞。但是，在施工過程中，由于當?shù)靥厥獾淖匀坏乩憝h(huán)境，導致施工現(xiàn)場出現(xiàn)了鉆孔坍塌的問題。以此為背景，對橋梁樁基溶洞地段的施工技術(shù)進行分析。

5 溶洞處理技術(shù)

5.1 施工流程

在施工過程中，按照如下程序進行施工作業(yè)：

溶洞處理施工部署—鋼護筒施工—鉆孔施工—內(nèi)護筒切割—清孔施工—混凝土澆筑平臺構(gòu)建—二次清孔—水下混凝土灌注。

5.2 具體施工內(nèi)容

5.2.1 鋼護筒施工

在施工過程中，首先需要進行鋼護筒施工作業(yè)。按照以下方法進行施工：第一，確定安裝的位置，否則位置的選擇出現(xiàn)問題會影響到施工的效果。第二，做好工作人員的管理工作，保證工作人員的操作符合施工要求。在施工過程中，應當將護筒埋入地下1m 深的位置。第三，在安裝完畢之后，需要對護筒進行保護作業(yè)，需要在護筒的周圍安裝導向架。該設備的安裝可以淺于護筒在地下安裝的位置。按照上述工作流程進行施工，能夠切實保證安裝效果。在溶洞施工過程中，進行到最底層時可以對鋼護筒進行二次加固。此外，在施工過程中，如果發(fā)生意外狀況需要采取有效的應對方法及時止損。可以選擇合適的回填材料重復作業(yè)，直到解決問題。

5.2.2 鉆孔

鉆孔施工應當嚴格按照施工步驟進行[2]。第一，做好原材料準備工作，保證泥漿的比例符合工程施工需求。第二，在施工過程中，如果發(fā)現(xiàn)問題要及時與技術(shù)人員進行溝通，保證施工安全。舉例說明，在施工過程中，極有可能出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。如果出現(xiàn)這一現(xiàn)象就要求助技術(shù)人員，技術(shù)人員應當采用技術(shù)方法及時解決問題。一般而言，如果產(chǎn)生漏漿現(xiàn)象，可通過灌入高黏性漿液的方式加以解決。

5.2.3 內(nèi)護筒切割

一般而言，在內(nèi)護筒切割施工過程中需要采用自下而上的方法進行切割，鑒于這一環(huán)節(jié)的施工難度比較大，在該施工環(huán)節(jié)應當做好安全管理工作。第一，做好人員培訓工作。該操作對工作人員的要求較高，需要工作人員擁有較強的工作能力，同時要具備潛水能力。第二，應當做好人員儲備工作，保證工作人員的工作能力符合工程要求，為工程順利施工提供保障。

5.2.4 清孔

切割工作完成之后，需要立即進行清洗作業(yè)，為后續(xù)工程的施工提供良好的施工環(huán)境。需要對施工現(xiàn)場進行有效管理，當泥漿的比重達到標準（小于1.1）時，才能進行鋼筋籠吊裝作業(yè)。在鋼筋籠施工環(huán)節(jié)，需要保證鋼筋籠的質(zhì)量，保證焊接的質(zhì)量。焊接的方式可以自由選擇，但必須保證焊接的質(zhì)量。具體而言，接頭面積應＜50%，接頭距離應＞1m。

5.2.5 搭建混凝土澆筑平臺

上述工作完成之后，需要搭建混凝土澆筑平臺，為后續(xù)工作的開展提供施工現(xiàn)場。而后，需要對施工導管進行試驗。必須保證施工導管的質(zhì)量符合工程需求。在檢查過程中，應當首先檢查導管的長度和高度是否符合施工現(xiàn)場的實際需求。一般而言，對導管的長度和高度進行檢查，可以分為長度檢驗和高度檢驗兩部分。第一節(jié)導管的長度應當控制在3～5m，其他導管的長度可以控制在4.1～4.7m。對其高度進行檢驗，應當以導管的下端為參考，保證導管的下端與樁尖的位置相對應。

5.2.6 二次清孔

上述工作完成之后，需要對泥漿進行檢查。如果發(fā)現(xiàn)泥漿的參數(shù)不符合施工要求，需要進行二次清潔作業(yè)。在這一過程中，需要使用泥漿泵，泥漿比重小于1.1 時，才可以結(jié)束施工。

5.2.7 灌注水下混凝土

由于施工環(huán)境較為特殊，應更加嚴格按照施工標準灌注混凝土[3]。一般而言，必須保證灌注混凝土的連續(xù)性。質(zhì)量檢驗標準有二：坍落度在19～21cm 范圍內(nèi)；導管埋置深度范圍為2～4m。

5.3 特殊地質(zhì)構(gòu)造溶洞的地基處理要點

除了上述各項處理措施外，還有些特殊地質(zhì)條件要采取合理的處理措施，如裂隙多、分布廣、隱蔽性較強等情況。傳統(tǒng)的處理方式是應用混凝土澆筑的施工方式把裂隙封閉好，在封閉難度高的情況下，采取注漿加強的方式要注意以下要點。

一是分析了解地質(zhì)條件，確定每一個樁體的位置，在鉆孔的同時，做好對地質(zhì)條件的進一步分析，一般是采取芯檢測的方式，其厚度要根據(jù)溶洞位置的填充物確定。

二是在注漿泵的注漿施工中，要隨時關(guān)注壓力變化，做好壓力的控制，確保注漿施工的壓力值保持在0.5～1MPa 之間，具體的壓力參數(shù)值，應該根據(jù)工程現(xiàn)場的具體情況確定，主要是現(xiàn)場試驗后確定，以達到正常標準；在注漿施工中，速度在15～20L/min，保證漿液材料能夠直接進入填充位置。還要加強對填充物的控制，保證滲透后能夠完全達到固結(jié)的要求，一般來說，滲透的最小直徑為3m，從而保證沖鉆成孔時有足夠的固結(jié)體。

三是采取必要的措施避免出現(xiàn)漿液流失的問題，以免產(chǎn)生浪費，灌漿施工采取間歇注漿施工方式，從而使首先注入的漿液、砂子、碎石等達到初步膠結(jié)性要求，膠結(jié)結(jié)束后及時注漿施工，反復多次注漿施工，最終達到工程技術(shù)要求，并且保證注漿壓力在合理的范圍內(nèi)，這對工程質(zhì)量的提升有重要影響。

四是每次注漿施工完成一個孔位后，要立即開展下一孔位的注漿施工，保持連續(xù)性施工，但是也要注意，注漿的孔壓力要進一步提高，在注漿結(jié)束后及時進行封孔處理，確保結(jié)構(gòu)總體性達標。

6 溶洞地段處理施工質(zhì)量管理

6.1 施工中的常見問題

6.1.1 漏漿

在施工過程中，極易發(fā)生漏漿的現(xiàn)象，如果出現(xiàn)這些情況就要及時補救，防止施工過程出現(xiàn)意外。問題出現(xiàn)后，要及時與技術(shù)人員溝通[4]。其次，在技術(shù)人員到達現(xiàn)場進行補救之前，應當觀察泥漿的情況，尤其是觀察泥漿面的高度。一般而言，如果其高度迅速下降，就要立即停止施工，及時采取補充漿液的方法或采取注水措施等。如果護筒下沉，就要及時挽救下沉的情況，可以將黏土填充在護筒周圍。

6.1.2 埋鉆

在施工過程中，可能會有不可抗力因素的影響，導致施工現(xiàn)場出現(xiàn)埋鉆的問題。管理和解決這一問題，可以從兩方面進行。一方面，在施工過程中，應及時關(guān)注鉆孔內(nèi)部的水壓變化情況。另一方面，在施工過程中，應當嚴格管理鉆進進度。

6.2 施工質(zhì)量控制方法

6.2.1 建立施工質(zhì)量控制小組

在施工過程中，為了保證工程施工質(zhì)量，應當組建專業(yè)的質(zhì)量管理小組，對施工現(xiàn)場進行監(jiān)督和管理，有效保證工作人員充分發(fā)揮其工作效能。在施工過程中，質(zhì)量管理小組應當嚴格監(jiān)督各個部門的工作，幫助全體工作人員明確自身職責，同時可幫助不同的工作部門進行溝通協(xié)調(diào)，提高各個部門的工作效率，為施工質(zhì)量提供保障。

6.2.2 原材料質(zhì)量控制

做好原材料的質(zhì)量監(jiān)督和管理工作，對整體工程施工質(zhì)量有十分積極的意義[5]。具體而言，可以從原材料的采購環(huán)節(jié)出發(fā)，對原材料的質(zhì)量進行監(jiān)督和管理。同時，應嚴格監(jiān)管原材料的運輸、進場和保存等環(huán)節(jié)，保證原材料的質(zhì)量，為工程質(zhì)量提供基礎保障。

7 結(jié)語

綜上所述，在橋梁工程項目施工中，經(jīng)常會遇到溶洞類型的地質(zhì)，此類地質(zhì)很容易影響工程的開展。針對溶洞地段，要根據(jù)項目的具體情況，采取相應的技術(shù)手段，妥善處理，推進橋梁項目順利實施，保證工程質(zhì)量。