探討巖溶地質區域橋梁樁基施工技術研究

摘要：在巖溶地質區域，其下部可溶巖層中的溶洞或上覆土層中的土洞，因自身洞體擴大或在自然與人為因素影響下，易發生不均勻沉降、塌陷等現象，對建筑的安全穩定性會產生不可忽視的影響。本文主要對在巖溶地質區域，進行橋梁樁基施工時的預防準備、樁基礎設計及常規處理方法進行探討研究。

關鍵詞：巖溶地質區域 橋梁樁基 施工技術

引言

我國屬于多溶洞國家，尤以廣西、云南、貴州地區為甚，是地下水對可溶性塊狀石灰巖溶蝕的結果，普遍表現為溶溝、溶槽、溶洞、落水洞、陷塘、塌陷漏斗、坡立谷、天生橋、干谷和石林等。在設計過程中，應當避免在此類地質區域施工；但由于各種因素，總是難以避免，此時應當注意選擇合理的施工方法，保證工程質量。

樁基具有承載力高、沉降量小而較均勻的特點，幾乎可以應用于各種工程地質條件和各種類型的工程，尤其是適用于建筑在軟弱地基上的重型建（構）筑物。因此較適宜用于巖溶地質區域的橋梁基礎施工中。

1、溶洞處理前的預防準備

施工前，要用地質鉆機對每一根樁進行鉆探，通過鉆探，掌握其地質狀況，尤其是溶洞的分布狀況、深度、高度、填充物類型，為施工方案的制定提供依據；通過土工試驗，對填充物的物理力學特性進行分析，對其容重、孔隙率及含水量進行檢測，為注漿參數計算提供依據。 最后根據鉆探資料及填充物性質，制定相應的施工方案，每項方案都必須經過嚴格的計算，為保證其精確度，施工前應在橋外先溶洞注漿及鉆孔試樁試驗。

鉆孔時，當鉆到溶洞附近時，應采用小沖程沖擊，慢慢地將洞頂打通，一旦孔內水位出現迅速下降時，施工人員要馬上提鉆，防止卡鉆。

2、樁基礎設計

2.1樁型、樁長和截面尺寸的選擇

在選擇樁型時，應當考慮荷載情況、地層條件、施工能力及環境限制噪音、振動)等因素，通常巖溶地質區域橋梁樁基應以鉆(沖)孔灌注樁及人工挖孔樁為首選，當地下水位較低，施工排水方便且對周圍環境無較大影響時，可優先考慮人工挖孔樁，不過由于磚護壁在清爆溶洞或樁底巖石打風鉆時易垮壁，所以應采用鋼筋混凝土護壁。設計樁長時，要考慮樁端持力層可能有一定起伏，另外在巖溶區橋梁樁基中，樁基礎底要嵌入巖層（一般是微風化、中風化）一定深度。樁截面尺寸可根據所選用樁型的施工要求大致確定，并初步確定承臺底面標高。

2.2樁數確定及樁位布置

樁的根數應當依據公式確定：n≥，式中：n為樁數，F為作用在樁基上的豎向力設計值，R為單樁豎向承載力設計值。 所選樁數是否合理，應當在驗算各樁受力后決定。在考慮承受水平荷載計算時，可粗略地以各樁水平承載力之和作為樁基的水平承載力。兩者結果取大值作為初定的樁數。

樁中心距的選擇也很重要，若過大，會增加承臺體積，進而使得工程總體造價被提高；若過小，不僅無法充分發揮樁的承載力，而且也不利于施工。通常在巖溶地質區域橋梁樁基礎設計中，對于不擴底鉆、挖孔灌注樁，其中心距可取2.5d；對于擴底鉆、挖孔灌注樁，其中心距取1.5D。(d為樁身設計直徑；D為擴大端設計直徑)。樁位布置通常采用方形、三角形或梅花形，為使樁基中各樁均勻受力，布置時應盡可能使上部荷載的中心與樁群的橫截面形的中心重合或接近。

2.3樁端基巖穩定性驗算及承臺設計

在巖溶地質區域橋梁樁基礎設計中，樁端基巖安全厚度應為樁徑的3倍，且不能小于3m，不過如果溶洞的水平尺寸較大時，應進行抗彎強度驗算。另外，對于在樁端應力范圍內基巖存在凌空面時，應驗算其向凌空面滑移及傾覆的可能性。承臺設計按照一般橋梁樁基承臺設計要求進行即可。

3、常規溶洞的處理方案

處理封閉較小的溶洞時，可采取注漿措施，提供成孔條件穿過溶洞。如果溶洞內沒有填充物或者只有少量填充物時，可先填碎石或干砂，填時需選擇一個適當的孔位，以放置固定鋼套管，使之與注砂管相連，然后再注漿；如果填充物較松散，則可直接注漿；如果填充物已凝固發硬，可直接沖孔，不過需要加強泥漿護壁。在對溶溝、溶槽及一些小裂縫 進行沖孔時，可將粘土、水泥和片石投放進去，只要孔內泥漿不大量流出，能夠保證鉆孔順利通過溶區即可。

巖溶地質區域的橋梁樁基成孔方法基本上與普通地質區域成孔方法無異，也是采用沖擊鉆沖擊成孔的。成孔時應注意以下幾點：1）要等漿液凝固后再行沖擊成孔，通常為10天左右；2）沖孔前要做好準備，防止發生意外，一旦泥漿外泄，就要馬上投放粘土、水泥和片石，使這些材料在溶區形成圍護結構墻，保證沖孔工作順利開展；3）如果現場缺少優質粘土時，可在泥漿中摻入適量的水泥、燒堿和鋸末，以提高泥漿膠體率和懸浮能力；4）當巖面的傾斜較大時，可將鉆頭擺動撞擊護筒或孔壁，然后再回填片石，當孔底出現平臺后再轉入正常沖孔。

4、埋鉆的處理措施

埋鉆有兩種情況：一是沉渣埋鉆，二是塌孑L埋鉆。①要避免沉渣埋鉆，鉆頭不能長時間留在孔底不動，要經常上下提拉，只要泥漿不停止地循環，這種沉渣現象不容易發生。②塌孑L埋鉆，最主要是將鋼絲繩保住，先回填粘土，用30em直徑的小錘頭沖擊。至鋼絲繩后，用打撈吊鉤將其拉住，繼續用小錘沖，至到大錘處。從周邊進行，當確認將大錘周邊的石塊沖碎后，停止沖擊。高壓射水孔底，試提拉大錘。

5 結束語

雖然巖溶地基的穩定性不好，但相信只要采取合理的施工方法，提高其強度、剛度和整體穩定性，還是能保證橋梁的安全和正常使用的。

參考文獻：

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