橋梁樁基施工在溶洞地區(qū)的施工技術(shù)研究

摘要：通過滬昆5標(biāo)巖溶樁基施工方法的實例，介紹拋填片石、黃泥方法在處理鉆孔樁穿越溶洞段的應(yīng)用，淺談了此項施工方法的工藝及要求。

關(guān)鍵詞：橋梁樁基溶洞黃泥片石鋼護(hù)筒跟進(jìn)

1 工程概況

新建滬昆鐵路客運專線貴州段CKGZTJ-5標(biāo)段由我局和中鐵二十四局聯(lián)合中標(biāo)，起訖里程DK593+466.41～DK636+589，全長43.089km。

我局管段起訖里程為DK593+466.41～DK623+941，全長30.474km，線路自東向西經(jīng)過貴州省麻江縣、福泉市兩個縣市。主要工程量：路基4030.73m，占線路總長度的13.15%，區(qū)間路基土石方149.24萬方；橋梁20座，全長5784.27mm，占線路總長度的19.29%，其中特大橋4座，大橋11座，中橋5座，主跨64m連續(xù)梁2聯(lián)；隧道12.5座，全長20741mm，占線路總長度的67.56%，其中長度大于4km隧道一座（7718m），長度2～3km隧道2.5座（含高瓦斯隧道1座），長度1～2km隧道2座，長度小于1km隧道7座，橋隧比例達(dá)到86.85%；預(yù)制箱梁200孔（含二十四局45孔）；預(yù)制雙塊式軌枕201km共31.155萬塊軌枕。合同造價23.187億元。

2 設(shè)計情況

截止2011年11月30日我標(biāo)橋梁20座到位圖紙20座，除10個墩臺為進(jìn)行補勘出圖外，共計設(shè)計樁基1515根，其中挖孔樁164根；全部樁基共設(shè)計黃泥回填10090m3、片石回填8433m3、鋼護(hù)筒跟進(jìn)419760kg。橋梁設(shè)計大多樁位處存在溶洞，溶洞形狀各異，錯落無序，溶洞大小不一，埋深差異較大，部分呈串珠狀發(fā)育，分為充填、半充填或未充填溶洞，充填物主要為流塑、軟塑及硬塑狀粉質(zhì)黏土、中粗砂及少量灰?guī)r碎塊。下部基巖為灰?guī)r，基巖面起伏較大，巖溶發(fā)育，溶溝溶槽發(fā)育。地質(zhì)情況十分復(fù)雜，屬于地質(zhì)災(zāi)害危險性較大的區(qū)域。

3 巖溶處理方案

巖溶地區(qū)鉆孔樁施工常見問題有：鉆機傾倒、塌孔、穿孔、漏漿、斜孔、卡鉆等，巖溶地區(qū)的鉆孔樁施工與普通地區(qū)的鉆孔樁施工唯一的區(qū)別就是解決鉆孔樁成孔問題，也就是如何解決溶洞位置鉆孔護(hù)壁問題。該護(hù)壁的質(zhì)量要求，不但要保證鉆孔作業(yè)時泥漿不流入溶洞，還要能保證水下混凝土灌注順利進(jìn)行。施工初期圍繞鉆孔樁溶洞問題多次召開技術(shù)論證會，也采用過較多的施工方法，如巖溶注漿法、護(hù)筒跟進(jìn)法、拋填片石法經(jīng)過實踐，最后將拋填片石法做為我標(biāo)段最常用的溶洞處理方法。

截止2011年11月30日我局共計施工樁基881根，隨著樁基施工過半和溶洞地區(qū)樁基施工的結(jié)束。拋填片石法在實踐中，操作簡單，成本低廉，而且效果明顯被廣泛應(yīng)用。下面就拋填片石法的施工工藝進(jìn)行簡單介紹。

3.1 施工準(zhǔn)備

除常用的施工場地、機械設(shè)備（優(yōu)先選用沖擊鉆）、泥漿池外，還需備足片石和黏土（所用片石應(yīng)堅硬大小均勻、黏土應(yīng)不含沙粒），準(zhǔn)備充足的水源、直徑10cm以上的水管和水泵，用于向孔內(nèi)及時補水。準(zhǔn)備裝載機一臺，用于向孔內(nèi)投放土石用。

3.2 鉆孔

一般情況下以正常速度鉆孔并伴有泥漿護(hù)壁，當(dāng)?shù)竭_(dá)溶洞頂板巖層頂部1m和在溶洞處理過程中以小沖程（0.5-1.0m）鉆進(jìn)。在選擇樁號施工時宜先短樁后長樁的施工順序進(jìn)行。

3.3 擊穿溶洞頂板

這是溶洞處理的一個關(guān)鍵工序，存在著地面塌陷、鉆機傾覆、鉆錘掉落和人員傷亡的安全隱患。

首先，擊穿溶洞頂板后，孔內(nèi)水位迅速下降，鉆機司機應(yīng)立即提起鉆頭，置放在距離鉆孔4～5m的地面上，離開鉆機；同時另一人將大水管放入孔口，對孔內(nèi)補水，保持孔內(nèi)水頭高度；裝載機向孔內(nèi)填土石，土石的比例是1：1，即 1斗片石和1斗黏土填入，回填高度超出溶洞頂面不小于3m，若此時仍在漏水繼續(xù)回填土石，高度超出溶洞頂面5m左右，等待2h觀察地面有無塌陷跡象，若無安全隱患開始下步工作。

第二步，鉆機重新小沖程沖孔直至漏水止，開始第二輪回填，如此反復(fù)多次直到溶洞段通過且形成擋土墻不漏水為止，進(jìn)入下步工作。

第三步，擋土墻不漏水不能說明它能承受混凝土灌注時產(chǎn)生的側(cè)壓力。實踐中發(fā)生過2次這種現(xiàn)象，一次是當(dāng)水下混凝土灌注完成后，混凝土面下沉3.5m，一次是混凝土灌注中，混凝土面急速下降5m，造成斷樁，必須重新鉆孔施工。實踐說明：當(dāng)完成第二步堵漏工作后，必須反復(fù)回填土石，沖孔3次以上，提高擋土墻的抗傾覆能力，滿足灌注混凝土?xí)r的側(cè)壓力。

3.4 穿越溶洞后，按正常速度繼續(xù)鉆孔直到設(shè)計樁底。

4 施工現(xiàn)場圖片以供參考

參考文獻(xiàn)：

[1]高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南，中國鐵道出版社，2011.

作者簡介：張禮偉，男，本科，工程師，河北博野人，研究方向：建筑施工管理。