巖溶地區(qū)高速公路橋梁樁基跟進(jìn)長鋼護(hù)筒施工技術(shù)研究

在巖溶地質(zhì)條件下，樁基礎(chǔ)施工極易發(fā)生塌孔、坍塌等事故，且施工困難。為確保工程質(zhì)量和安全，文章提出了巖溶地區(qū)高速公路橋梁樁基跟進(jìn)長鋼護(hù)筒施工技術(shù)，根據(jù)工程概況確定橋梁樁基中心點(diǎn)的位置，設(shè)定了鋼護(hù)筒參數(shù)，并進(jìn)行鋼護(hù)筒沉放和鋼護(hù)筒埋設(shè)。通過試驗(yàn)分析，證明該技術(shù)的沉降值基本維持在0.1 mm以下，提高了樁基的安全性和穩(wěn)定性。

巖溶地區(qū)高速公路；橋梁樁基；跟進(jìn)長鋼護(hù)筒施工技術(shù)

U443.15A321033

作者簡介：

李建榮（1982—），工程師，主要從事高速公路建設(shè)管理工作。

0" 引言

高速公路是連接城鄉(xiāng)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的橋梁，也是實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵，其建設(shè)質(zhì)量和安全性能日益受到關(guān)注。特別是在巖溶地區(qū)，由于地質(zhì)條件復(fù)雜多變，高速公路橋梁樁基施工面臨著諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。如何在保證樁基施工質(zhì)量的同時(shí)，提高施工效率、降低工程成本，成為擺在建設(shè)者面前的重要課題。

跟進(jìn)長鋼護(hù)筒施工技術(shù)作為一種新型的樁基施工方法［1］，在巖溶地區(qū)的高速公路橋梁建設(shè)中展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。其采用長鋼護(hù)筒作為樁基施工的保護(hù)措施，通過跟進(jìn)施工的方式，有效解決了巖溶地區(qū)樁基施工中的坍塌、漏漿等技術(shù)難題。該技術(shù)的引進(jìn)，不但可以改善樁基礎(chǔ)的承載力與穩(wěn)定性，而且可以明顯地提高工作效率、縮短工期、減少造價(jià)。同時(shí)，跟進(jìn)長鋼護(hù)筒施工技術(shù)還具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進(jìn)，越來越多的高速公路橋梁需要在巖溶地區(qū)建設(shè)。這一技術(shù)的推廣和應(yīng)用，將為巖溶地區(qū)的高速公路橋梁建設(shè)提供有力的技術(shù)支撐，推動(dòng)我國交通建設(shè)事業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。因此，本文將對(duì)巖溶地區(qū)高速公路橋梁樁基跟進(jìn)長鋼護(hù)筒施工技術(shù)進(jìn)行深入探討和研究，為該技術(shù)在巖溶地區(qū)高速公路橋梁建設(shè)中的進(jìn)一步應(yīng)用和推廣提供有益的參考和借鑒。

1" 工程概況

好合1號(hào)高架大橋位于河池市鳳山縣三門海鎮(zhèn)央峒村田峒屯南約50 m跨越洼地。橋位區(qū)屬峰叢洼地地貌，地形起伏較大，相對(duì)高差較大。橋位區(qū)部分地段巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，其發(fā)育的巖溶形態(tài)以大溶洞、溶溝（槽）等為主，沖孔成樁時(shí)容易造成卡鉆、樁孔偏斜或漏漿等問題。該工程位于巖溶地貌的典型區(qū)域，這里的地形地貌異常復(fù)雜，地下巖溶活動(dòng)尤為活躍，給橋梁的樁基施工帶來了巨大挑戰(zhàn)。初步勘察階段，發(fā)現(xiàn)了高達(dá)17 m的溶洞和暗河，這些地質(zhì)不僅可能因長時(shí)間的沖刷導(dǎo)致路基失穩(wěn)，還可能因暗河的堵塞而引發(fā)嚴(yán)重的后果。為了精確掌握地下情況，工程團(tuán)隊(duì)在180 m范圍內(nèi)進(jìn)行了3次精密物探，并對(duì)30個(gè)地質(zhì)鉆探進(jìn)行了補(bǔ)勘。這些井眼一般呈3～5個(gè)層次的洞穴構(gòu)造，其中最大溶洞高度達(dá)15 m，而單個(gè)地質(zhì)鉆孔中溶洞的累計(jì)最大深度為32 m。這些溶洞內(nèi)部充填軟-流塑狀的粉質(zhì)黏土，存在明顯的漏水現(xiàn)象，且與暗河相互連通。為確保在這樣極端地質(zhì)條件下的樁基穩(wěn)定性和承載能力，決定采用跟進(jìn)長鋼護(hù)筒施工技術(shù)。這一技術(shù)以其高度的適應(yīng)性和穩(wěn)固性，為該工程在巖溶地區(qū)的施工提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，確保了高速公路橋梁的安全與穩(wěn)固。通過這一技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠有效防止溶洞的坍塌和漏漿，還能顯著提高施工效率，降低工程成本，為整個(gè)項(xiàng)目的順利推進(jìn)提供了有力保障。

2" 巖溶地區(qū)高速公路橋梁樁基跟進(jìn)長鋼護(hù)筒施工技術(shù)研究

2.1" 確定橋梁樁基中心點(diǎn)的位置

在巖溶地區(qū)進(jìn)行高速公路橋梁樁基跟進(jìn)長鋼護(hù)筒施工時(shí)，精準(zhǔn)確定橋梁樁基中心點(diǎn)的位置顯得尤為重要。這一位置的選擇直接關(guān)系到橋梁的整體穩(wěn)定性、安全性以及施工的經(jīng)濟(jì)性和效率［2］。因此，在確定樁基中心點(diǎn)位置時(shí)，需要采取科學(xué)的方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算。

深入研究和理解橋梁的設(shè)計(jì)圖紙，從中明確橋梁的跨度和荷載要求。這些參數(shù)是后續(xù)計(jì)算的基礎(chǔ)，將決定每個(gè)樁基所需承擔(dān)的載荷。考慮到巖溶地區(qū)特有的地質(zhì)條件，特別是地下溶洞的分布和規(guī)模，必須進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘探。為了確保樁基的穩(wěn)定性和安全性，必須避免樁基直接穿越溶洞，而是需要選擇在溶洞的上方或旁側(cè)設(shè)置樁基。利用樁基布置公式來確定樁基的間距：

S=K×Ln（1）

式中：S——樁基間距；

K——安全系數(shù)（通常取值范圍為1.2～1.5）；

L——橋梁的跨度；

n——樁基的數(shù)量。

根據(jù)橋梁的中心線和計(jì)算出的樁基間距，可以精確地定位每個(gè)樁基的中心點(diǎn)。如果橋梁的中心線位于x=0處，那么第一根樁基的中心點(diǎn)位置可以確定為x1=-S/2，第二根樁基的中心點(diǎn)位置為x2=0，以此類推，就得到了每個(gè)樁基的確切位置。通過上述步驟和精確的計(jì)算，可以確定巖溶地區(qū)高速公路橋梁樁基的中心點(diǎn)位置［3］，為后續(xù)的樁基施工提供準(zhǔn)確而可靠的定位依據(jù)。

巖溶地區(qū)高速公路橋梁樁基跟進(jìn)長鋼護(hù)筒施工技術(shù)研究/李建榮

2.2" 鋼護(hù)筒參數(shù)設(shè)定

在巖溶地區(qū)高速公路橋梁樁基施工中，一旦橋梁樁基中心點(diǎn)位置得到確定，即可進(jìn)行鋼護(hù)筒的參數(shù)設(shè)定。鋼護(hù)筒在保護(hù)鉆孔壁、防止坍塌方面起著至關(guān)重要的作用，其參數(shù)設(shè)定直接關(guān)聯(lián)施工的安全性與效率。

須深入解析地質(zhì)勘探資料，以明確巖溶層的分布和具體特性?；跇痘行狞c(diǎn)的精確定位和地質(zhì)條件，可以開始細(xì)致地設(shè)定鋼護(hù)筒的參數(shù)。鋼護(hù)筒的直徑是首要考慮的因素，其應(yīng)略大于鉆孔直徑，確保與鉆孔壁緊密貼合［4］，從而有效防止坍塌。其直徑公式為：

D=d+2×（i×d+d1）（2）

式中：D——鋼護(hù)筒直徑；

d——樁徑；

i——鋼護(hù)筒傾斜率；

d1——鋼護(hù)筒位置允許誤差。

鋼護(hù)筒的長度設(shè)定同樣重要。根據(jù)具體條件，可將鋼護(hù)筒分段安裝，每個(gè)分段長度一般控制在2 m左右。對(duì)于不穩(wěn)定的土層如淤泥、卵石層等，要加設(shè)兩層鋼護(hù)筒。外層的鋼護(hù)筒必須通過上述不利的巖層，內(nèi)層的鋼護(hù)筒至少要通過溶洞。采用該方法可以有效地避免鉆孔中的泥漿大量流失。

鋼護(hù)筒的壁厚直接關(guān)系到鋼護(hù)筒的承載能力和使用壽命，可以通過以下公式計(jì)算：

t=p2（3）

式中：p——鋼護(hù)筒所承受的最大壓力；

——鋼材的許用應(yīng)力。

但在實(shí)際施工中，還需綜合考慮地質(zhì)條件和施工環(huán)境對(duì)鋼護(hù)筒的影響，對(duì)壁厚進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

綜上所述，鋼護(hù)筒的參數(shù)設(shè)定在巖溶地區(qū)高速公路橋梁樁基施工中至關(guān)重要［5］。通過科學(xué)合理的參數(shù)設(shè)定，可以確保鋼護(hù)筒的有效性和安全性，從而為后續(xù)的施工和橋梁樁基的質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.3" 鋼護(hù)筒沉放

在巖溶地區(qū)的高速公路橋梁樁基施工中，為了確保鋼護(hù)筒能夠有效保護(hù)鉆孔壁并防止坍塌，整個(gè)沉放過程必須精確而細(xì)致。為達(dá)到此目的，在鋼護(hù)筒下放速度和垂直度的精確控制中，采用了經(jīng)緯儀和垂線控制相結(jié)合的方法。鋼護(hù)筒垂直度控制見圖1。

（a）平面圖

（b）斷面圖

采用垂直控制框架對(duì)外部護(hù)套管進(jìn)行定位，以保證其穩(wěn)定［6］。接著下放鋼護(hù)筒，在下第一節(jié)鋼護(hù)筒的時(shí)候，要用墊鐵對(duì)其進(jìn)行找平，然后對(duì)其水平度進(jìn)行檢查，確定符合要求后，才能下放下一節(jié)。各鋼吊箱的安裝位置均在垂直控制架上，確保各鋼吊箱對(duì)齊，確保垂直度合格。在下放過程中，采用了DZJ200型雙夾振動(dòng)錘。下放前，先對(duì)振動(dòng)錘夾具進(jìn)行調(diào)整，保證兩個(gè)卡盤內(nèi)部非活動(dòng)邊緣之間的間距小于保護(hù)筒內(nèi)直徑2 cm。接著，將振動(dòng)錘抬起，將夾鉗兩端夾鉗夾于護(hù)筒孔內(nèi)，再輕輕敲擊、點(diǎn)振，使鉆鋌體緩過石礫層。在整個(gè)沉入過程中，起重機(jī)起吊而不用力，同時(shí)吊鉤與護(hù)樁筒一起下降。施振至導(dǎo)架頂部后，拆除導(dǎo)架，再次施振至設(shè)計(jì)高程。反復(fù)進(jìn)行以上工序，直到所有的鋼護(hù)筒都沉入完畢。通過上述精準(zhǔn)而細(xì)致的沉放過程，確保了鋼護(hù)筒在巖溶地區(qū)的高速公路橋梁樁基施工中的有效性和安全性，為后續(xù)施工和橋梁樁基質(zhì)量提供了堅(jiān)實(shí)保障。

2.4" 鋼護(hù)筒埋設(shè)

根據(jù)鋼護(hù)筒沉放的結(jié)果，接下來的關(guān)鍵步驟是鋼護(hù)筒的埋設(shè)。當(dāng)鋼護(hù)筒成功沉放到預(yù)定位置［7］，并經(jīng)過嚴(yán)格的驗(yàn)收合格后，埋設(shè)工作正式開始。

為了確保埋設(shè)環(huán)境的清潔和穩(wěn)定，對(duì)鋼護(hù)筒周圍的巖土和雜物進(jìn)行徹底清理。這是確保鋼護(hù)筒能夠穩(wěn)固埋設(shè)的基礎(chǔ)。利用專業(yè)的填土設(shè)備或手工方式，精心選擇優(yōu)質(zhì)土壤或砂石材料，填充鋼護(hù)筒與鉆孔壁之間的空隙。在填充過程中，嚴(yán)格控制填充速度和材料的密實(shí)性，確保填充材料能夠緊密貼合鋼護(hù)筒和鉆孔壁，為橋梁樁基提供穩(wěn)固的支撐。填充工作完成后，使用振動(dòng)器或壓路機(jī)等先進(jìn)設(shè)備，對(duì)填充材料進(jìn)行細(xì)致的壓實(shí)處理。這一步驟旨在提高填充材料的密實(shí)度和承載能力，確保鋼護(hù)筒的穩(wěn)定性和安全性。在壓實(shí)過程中，應(yīng)格外注意控制壓實(shí)力度和次數(shù)，以防對(duì)鋼護(hù)筒和鉆孔壁造成任何潛在損傷。對(duì)埋設(shè)好的鋼護(hù)筒再次進(jìn)行全面檢查，確保其位置、垂直度和穩(wěn)定性完全符合設(shè)計(jì)要求。一旦發(fā)現(xiàn)任何問題或隱患，立即進(jìn)行修復(fù)和調(diào)整。

3" 施工效果分析

為了深入驗(yàn)證長鋼護(hù)筒施工技術(shù)在巖溶地區(qū)高速公路橋梁樁基中的穩(wěn)定性，并探究其在現(xiàn)實(shí)施工環(huán)境中的表現(xiàn)，本文設(shè)計(jì)了一項(xiàng)系統(tǒng)的試驗(yàn)，以更精準(zhǔn)地評(píng)估該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和適用性，從而為后續(xù)工程提供有力的技術(shù)支撐。

本試驗(yàn)選取了巖溶地區(qū)具有代表性的高速公路橋梁樁基作為試驗(yàn)對(duì)象，旨在全面驗(yàn)證長鋼護(hù)筒施工技術(shù)的實(shí)際效果。為了更準(zhǔn)確地模擬實(shí)際施工中的受力情況，采用了千斤頂進(jìn)行施壓，這種施壓方式能更真實(shí)地反映樁基在實(shí)際運(yùn)營中所承受的壓力。在施工過程中，嚴(yán)格遵循長鋼護(hù)筒施工技術(shù)的要求，保證各工序均按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，以保證工程質(zhì)量可靠。施工完成后，利用高精度的沉降觀測儀對(duì)同一位置的樁基進(jìn)行沉降量測量。沉降觀測儀作為一種專業(yè)的測量設(shè)備，能夠精確捕捉樁基下沉的細(xì)微變化，其具體參數(shù)如表1所示。

通過沉降觀測儀的精確測量，進(jìn)行了下沉效果測試，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，隨著周期的逐漸遞增，沉降值并未出現(xiàn)劇烈的波動(dòng)或無序的增長。相反呈現(xiàn)出一種相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，這意味著樁基在受到長期壓力作用時(shí)，其沉降變化會(huì)保持在非常小的范圍內(nèi)。具體來說，沉降值基本維持在＜0.1 mm，這一數(shù)值遠(yuǎn)低于工程允許的最大沉降值，

從而驗(yàn)證了長鋼護(hù)筒施工技術(shù)在巖溶地區(qū)高速公路橋梁樁基中的優(yōu)異穩(wěn)定性和可靠性。

4" 結(jié)語

在巖溶地區(qū)的高速公路橋梁建設(shè)中，樁基施工面臨著特殊的地質(zhì)挑戰(zhàn)。跟進(jìn)長鋼護(hù)筒施工技術(shù)以其穩(wěn)定性和高效性，成為解決這一難題的關(guān)鍵。該技術(shù)通過長鋼護(hù)筒的跟進(jìn)，有效防止了巖溶地層的坍塌和漏漿，確保了樁基的完整性和承載能力。同時(shí)，還提高了施工效率，縮短了工期，降低了成本。隨著這一技術(shù)的不斷成熟和推廣，有望在更多巖溶地區(qū)的高速公路橋梁建設(shè)中發(fā)揮重要作用，為交通基礎(chǔ)設(shè)施的安全與發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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［4］韓朝宇.橋梁樁基施工中永久鋼護(hù)筒施工技術(shù)［J］.工程機(jī)械與維修，2022（2）：266-268.

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［6］趙長偉.橋梁樁基施工中永久鋼護(hù)筒施工技術(shù)［J］.工程機(jī)械與維修，2021（5）：118-119.

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20240403