鉆孔灌注樁溶洞與軟弱夾層處理方法在秋湖里大橋應用

■閔 平 ■江西中昌工程咨詢監理有限公司，江西 南昌 330038

橋梁鉆孔灌注樁基礎施工隨著橋梁建設的發展，技術已相當成熟，施工過程中遇溶洞等不良地層亦較為常見，處理的方法也較多，但是在處理方法的選擇上卻不盡相同，主要是從技術、經濟、工期上考慮，但不管采用那種技術方法，必須保證質量，下面根據修水縣秋湖里大橋的實際情況，談談鉆孔灌注樁遇溶洞與軟弱夾層的處理方法。

1 工程簡介

秋湖里大橋全長482.5m，主橋橋面寬29.5m，引橋橋面寬27.5m，主橋采用45+160+45m中承式鋼管砼系桿拱橋，東西引橋分部為3×25m和6×25m先簡支后連續小箱梁，鉆孔灌注樁基礎，樁徑為1.5m、2.0m，樁長15－39m。

秋湖里大橋鉆孔灌注樁為嵌巖樁，采用沖擊鉆成孔，地質勘察資料顯示約有50%的鉆孔灌注樁有溶洞與軟弱夾層(實際施工時更多)，溶洞為半填充與無填充狀態、根據地質勘察單位對本工程軟弱夾層的解釋，其成因與溶洞不同，但物理性狀與溶洞類似，可與溶洞處理方法一致。在鉆探深度范圍內溶洞與軟弱夾層(以下簡稱溶洞)最小高度0.8m，最大高度達6.5m，個別為串珠溶洞。

2 溶洞與軟弱夾層處理方法的確定

2．1 溶洞對鉆孔灌注樁施工的主要影響

鉆孔灌注樁施工遇溶洞主要的危害為漏漿、塌孔、掉錘、卡錘、埋錘等，其直接的影響是使得成孔難度增加，并對施工的安全、進度造成影響。遇該類地質首先產生的影響是漏漿，并可能伴隨掉錘、卡錘，施工處置不當或情況發展過快時，極易造成塌孔、埋錘等更嚴重后果。

2．2 處理方法選擇

溶洞的處理方法主要有注漿法、鋼護筒跟進法、片石粘土筑壁法等，一般而言注漿法、鋼護筒跟進法處理的效果較好，在施工安全等方面較有保障，同時不易造成塌孔、埋錘等嚴重后果，但處理成本較高，本項目應建設單位的要求，盡量使用較經濟的方案，同時采取措施保證施工安全。最終決定主要采用片石粘土筑壁法對溶洞與軟弱夾層進行處理，個別采用鋼護筒跟進輔助，局部采用砼筑壁。

以下所說的處理方法，是在工程實施前期不斷改進后才定型的。

(1)鋼護筒跟進輔助。針對溶洞頂部地層為砂礫層等易塌陷地層的預先采用鋼護筒跟進至溶洞所處巖層頂面，以防止漏漿后情況發展過快造成嚴重的塌孔(塌至地面)，甚至危及鉆孔設備的安全。對于在實施過程中已經塌孔到地面的，重新鉆孔前也加設鋼護筒跟進。

(2)預處理。當鉆孔至溶洞時，孔內泥漿急劇下降，極易塌孔，為了延遲塌孔的時間，當鉆孔至溶洞頂高程1m處時(按地勘資料)，停止鉆進，拋填4m深的粘土加片石材料，粘土與片石體積比為1∶1(下同)，并用小沖程的方式重新鉆進，直至首次發現漏漿現象，發現漏漿視為已實際達到溶洞位置。

(3)預處理之后，出現漏漿的處理。預處理之后，首次出現漏漿，視為實際達到溶洞位置的高程，記錄下此高程，做為實際的溶洞頂高程。出現漏漿后，應立即補漿(泥漿用完可補水)，保持孔內泥漿高程，防止造成塌孔等嚴重后果，同步拋填粘土與片石至溶洞頂高程以上3m處，再用小沖程的方式重新鉆進，直至再次出現漏漿。再次出現漏漿后，應立即補漿，保持孔內泥漿高程，同步拋填粘土與片石至溶洞頂高程以上3m處(當連續兩次漏漿的高程相差超過6m時，應重新確定新的溶洞頂高程，以節省造價)，即每次拋填均需加固已處理的地層，否則極易造成嚴重事故，再用小沖程的方式重新鉆進，如次反復，直至通過溶洞區域，開始正常鉆孔、成孔。

(4)溶洞提前出現或地勘資料未顯示有溶洞的處理。鉆孔過程中發現部分樁基實際地質與地勘提供的資料不符，即鉆孔深度未達到地勘資料顯示的溶洞頂面1m處時就出現漏漿，或地勘資料未顯示有溶洞但出現漏漿(視為有溶洞)，此時已無法進行預處理，記錄下此高程，做為實際的溶洞頂高程，首次出現漏漿后，應立即補漿，保持孔內泥漿高程，防止造成塌孔等嚴重后果，同步拋填粘土與片石6m厚，再用小沖程的方式重新鉆進，直至再次出現漏漿。再次出現漏漿后，應立即補漿，保持孔內泥漿高程，同步拋填粘土與片石至溶洞頂高程以上3m處(當連續兩次漏漿的高程相差超過6m時，應重新確定新的溶洞頂高程，以節省造價)，即每次拋填均需加固已處理的地層，否則極易造成嚴重事故，再用小沖程的方式重新鉆進，如次反復，直至通過溶洞區域，開始正常鉆孔、成孔。

(5)多次處理無效的處理。當在同一漏漿高程多次拋填粘土與片石處理仍然無效的情況下，采取加拋整包的水泥的方式，按3m3片石+3m3粘土+1T水泥的比例執行。若效果不佳，采取灌注C25混凝土至溶洞頂面高程3m處的方式處理，待混凝土強度達到75%后，再重新鉆進，直至通過溶洞區域，開始正常鉆孔、成孔。這種方式在實際處理過程中極少出現，一般按1－4的方式處理后即可成孔。

3 施工注意事項

(1)做好現場的備料工作，溶洞處理講究的是快速，處理速度對事故后果的嚴重程度影響巨大，因此應做好現場材料的備料工作，如已加工成型的鋼護筒(直徑大于樁徑20cm)，合格的片石與粘土，袋裝水泥等。

(2)機械設備隨時待命，如裝載機、泥漿泵、水泵等。

(3)做好現場的施工記錄及處理記錄，便于分析原因，及時反應情況，調整方案。

(4)溶洞處理區域要做到小沖程鉆孔，并經常觀察泥漿高程，做到安全施工，及時發現，及時處理。

(5)做好技術交底，嚴格執行處理方案，嚴格控制土石比例，以保證處理效果。

(6)溶洞處理過程中，必須做好各項數據記錄和留存好影像資料，確保資料齊全。

4 處理效果

溶洞經上述方法處理后，效果較好，一般較小的溶洞經1～4次拋填處理即可達到效果，較大的溶洞(超過3m)的或串珠溶洞一般拋填4～8次即可達到效果，經濟效益明顯，經過處理的鉆孔灌注樁80%以上為1類樁，其他為II類樁，未出現III類以下樁。

5 結束語

施工方法是多種多樣的，同樣的施工方法也不是一成不變的，根據實際情況，通過實事求是的收集收據，認真分析，從而持續改進，靈活應用，使得質量、安全、費用、進度等要素達到一個合理的協調程度，取得最優的綜合效益是我們追求的目標。

［1］公路橋涵設計通用規范JTGD60－2004．

［2］公路工程橋涵施工技術規范JTG/TF50－2011．

［3］建筑基樁檢測技術規范JGJ 106—2003．

［4］建筑樁基技術規范－JGJ94－2008．

［5］公路工程質量檢驗評定標準JTG F80/1－2004．