淺析橋梁樁基溶槽處理技術

張少鋒

(貴州省公路工程集團有限公司)

淺析橋梁樁基溶槽處理技術

張少鋒

(貴州省公路工程集團有限公司)

加強對橋梁樁基溶槽處理技術的研究，主要介紹了溶洞探測技術和橋梁樁基溶槽的相關處理技術。

橋梁;巖溶;樁基;溶洞;探測

1 引言

石灰溶巖地區橋梁樁基的持力層為石灰巖，巖質一般較堅硬，巖層中裂隙、溶洞、溶槽、石筍發育，巖面傾角大且不規則，給施工帶來很大的困難，輕者會導致出現各種施工問題，比如掉鉆、卡鉆、埋錘、梅花孔、漏漿、塌孔等，重者會威脅人們的行車安全和橋梁的運營安全。因此，要充分了解橋梁樁位所處地區溶洞，評價巖溶地基的穩定性，并在施工過程中采取穩妥地防治措施，才能保證施工順利進行、橋梁運營安全。眾所周知，巖溶是由可溶性巖石長期受含有侵蝕性CO2的動態地水下作用而形成的，具有化學溶蝕和機械破壞作用成因。在附加荷載或振動作用下，如果建筑物地基巖層內存在溶洞，將對地基的穩定性產生確定性的影響，主要表現為以下幾個方面，溶洞頂板坍塌導致地基突然下沉;溶洞頂板不斷坍塌導致地基產生不均勻沉降;基礎之下的巖層沿傾斜的軟弱結構面向溶洞方向滑動，導致地基失穩;出現涌水及淹沒等突發事故，使地基條件惡化。因此巖溶地基的破壞，將是嚴重的，甚至是毀滅性的。

2 溶洞探測技術

2.1 超前鉆探

在工程地質勘測工作中，鉆探是廣泛采用的一種最重要的勘探手段，科韻獲得深部底層的可靠地質資料，因此在施工首根樁時，應該按照設計樁底標高，采用逐樁超前鉆探，加深5m。通過超前鉆探，揭示溶巖的發育情況、溶洞的分布位置、地下水特征等。

2.2 地球物理勘探

地球物理勘探簡稱物探，是以各種土、石物理性質的差別為基礎，采用專門的儀器，觀測天然或人工的物理場變化，來判斷地下地質情況的方法。在工程地質勘探中，與調查測繪、挖探、鉆探配合使用，對指導地質判斷、合理布置鉆孔、判斷溶巖地區的地質狀況有很大的作用。目前常用的物探方法有:電法勘探、地震勘探、聲波探測、重力勘探、磁力勘探、放射性勘探與地質雷達等，恰當地運用多種物探方法，相互配合，進行綜合物探，效果會更好。

2.3 電磁波層析CT探測

電磁波層析CT探測方法是80年代發展起來的一門新技術，將醫學CT的原理運用于地學，派生出一系列的層析成像技術。目前國際上發展了3種井間層析探測技術:地震波井間層析探測技術、電磁波層析成像和電阻率成像。

2.4 三高測量技術

三高測量即高精度、高密度、高分辨率。三高測量采用GDT高分辨率地質探測儀，對探測地質體的分辨率高，可達3%(層厚與埋深之比)。該技術是將單個的GDS測點以一定的密度，即點距等于極距差，測出的數據有高密度DS電測深曲線圖、高密度電阻率等值線圖(常規高密度)、高密度GDS曲線圖，三種圖形呈等深度的正方或長方形排列，不同于常規的倒梯形或三角形。其中高密度GDS曲線，對探測地質體的分辨率高，在探測巖溶石可以明顯而直觀的反映出巖溶發育分布情況及形態等特征。

3 橋梁樁基溶槽的處理

3.1 固結灌漿

利用氣壓、液壓或電化學原理，把某些能固化的漿液注入各種介質的裂隙、空洞中，以改善地基的物理力學性質，達到防滲、堵漏、加固、建筑物糾偏等目的而進行的灌漿工程即為固結灌漿。固結灌漿適用于水工隧洞、混凝土重力壩、混凝土拱壩或重力拱壩，已建建(構)筑物地基的不均勻下沉及加固，其中水工隧洞在襯砌后常進行巖石固結灌漿。壩基全斷面固結灌漿在混凝土重力壩上面得到廣泛應用。對于受力較大的壩肩拱座巖石，要對混凝土拱壩或重力拱壩進行固結灌漿。在破碎巖層中開挖隧洞時，為避免巖石坍塌或集中滲漏，可在開挖前進行一定范圍內的斜孔或水平孔超前固結灌漿。設置混凝土墊層時，如果在土石壩防滲體底部進行固結灌漿，則能保證墊層下部巖石的穩定性。當巖基表面有一定厚度的混凝土或澆筑混凝土蓋板后，進行固結灌漿，可以保證灌漿的質量。固結灌漿處理巖溶地基見簡圖1。

圖1 固結灌漿處理巖溶地基

3.2 一般小溶洞、溶槽、裂隙的處理措施

對于橋梁樁基施工過程中，如果遇到一般的小溶洞、溶槽、裂隙，需要明確這些情況的具體表現形式，加強施工前的地質勘查工作，嚴格根據施工設計的相關要求，結合一定的地質資料，正確判斷它們的性質，科學分析，從而采取合適的處理措施，避免了給工程帶來較大的損失。在沖孔的過程中，如果樁底有小溶洞、溶槽、裂隙，就會出現渾水現象，同時泥漿冒出大量氣泡，造成泥漿面緩慢下降。一旦遇到這種情況，就需要向孔內不斷補充泥漿，投放小直徑片石和袋裝粘土，也可以加投袋裝粘土包裹鋸木屑或短草根，反復沖壓，進行堵漏，保證了孔內具有一個穩定的情況，為橋梁穿越溶巖區的施工提供了有效保障。

3.3 壓漿法處理

橋梁溶槽處理時，還可以采用壓漿法。這種方法是利用鉆機，用高壓泥漿泵，注漿管鉆穿巖層溶洞，確定位置，高壓噴射水泥漿液，然后提升鉆桿，從注漿管底部、側面噴出，以強力，不斷沖擊溶洞，最終形成一個固結體，起到充填溶洞的作用。

(1)設計要求

①布孔:當溶洞面積小于2 m時，在溶洞中央布一個孔;當面積大于2 m，按2 m間距布孔。

②孔深:鉆至溶洞底0.5 m以上為限。

③注漿材料及配比:漿液以水泥為主劑，為提高灌漿速度摻用水玻璃、減水劑，主要可以采用42.5#普通水泥。

(2)施工工藝

①布孔鉆進:根據勘探資料，了解溶洞位置、深度，進行布孔及確定鉆孔深度，然后進行鉆孔，并控制鉆進深度、垂直度。

②試噴:鉆孔到預定深度后，清孔，保證孔內無沉碴后安裝注漿設備，起拔鉆具，下注漿管，達到一定深度后，開泵試噴。

③注漿:根據成孔地質情況，遵循由稀到濃的原則，通過分析不同滲透系數下的漿液配合比，確定灌注速度，灌滿整個溶洞。如遇多層溶洞，這樣就需要在灌注過程中，逐級灌注，先灌注底層溶洞，再提升鉆桿。

④清洗:起拔注漿器封孔，刷洗注漿管，以便暢通。

⑤在處理完后，再進行鉆探，以探明巖溶、溶洞水泥漿充填情況，固結是否良好，有無空隙。

4 結語

對于地處巖溶區的樁基施工，地質構造是復雜且多變的，處理方案不是單一的，應視實際地質情況結合技術、經濟、工期要求等因素綜合考慮。選擇較為合理有效的處理方案，以達到設計的處理效果，盡量降低工程造價。

［1］劉秉京.橋梁混凝土耐久性設計［A］.第五屆全國混凝土耐久性學術交流會論文集［C］.2000:90-91.

［2］張愷，包琦瑋，劉能文.除冰鹽對橋梁耐久性的影響［A］.工程安全及耐久性——中國土木工程學會第九屆年會論文集［C］.2000:111-112.

［3］岳祖潤.鐵路橋梁三維耦合振動仿真與墩臺狀態評估［D］.鐵道部科學研究院，2002:32-33.

［4］朱軍政.錢塘江聞堰大橋數模計算分析［A］.第十四屆全國水動力學研討會文集［C］.2000:45-46.

［5］徐慶元.高速鐵路橋上無縫線路縱向附加力三維有限元靜力與動力分析研究［D］.中南大學，2005:11-12.

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2013-04-26