淺談橋梁樁基施工中溶洞處理技術

摘要：對于路橋建設項目而言，為了確保社會各界人士出行交通安全及保持國家路網建設的交通運營功能，促進國家路網建設密度達到全方位覆蓋大、中、小城市這一艱巨目標，并為市政基建改革進程加快提供充足動力，加強橋梁樁基礎施工采取經濟適用的技術工藝就顯得現實意義重大。基于此，本文以路橋樁基礎施工作為闡述視角，結合某A工程實例設定對樁基施工涉及到的溶洞處理應用技術有關內容展開了必要性探討。

關鍵詞：溶洞處理技術 橋梁 項目 質量

由于建筑產業科技發展會隨著建筑經濟的提高而不斷完善，故而當前激烈競爭市場要求下的建筑項目質量要求也日趨提升。同樣，對于處在當前建筑產業背景下的路橋施工項目而言，為了高度協調產業經濟體制發展要求，保全橋梁項目在建質量及投產的多樣性運營功能實現，就務必要加強施工技術工藝研究。因此，本文以橋梁樁基礎處理技術中較為常見的溶洞施工技術有關內容進行了必要探討，以期望有關責任單位能深知該項技術的應用價值，采取合理技術工藝保障橋梁項目盡快在工期進度內實現高效投產。

1 A橋梁工程地質概況分析

A橋梁項目嚴格意義上屬于A高速路橋工程中的一個合同施工段工作內容。起始梁起路橋樁號為K270+862.948，終止樁號為K272+127.08，且橋長總共距離為1264.281m；在空心板設計上采用的是20m預應力板梁以及40mT梁為主；同時，A項目段所處地質環境為沖洪積平原，水體平穩，流速一般，但礙于考慮洪水影響因素，上部基礎主要運用的是亞砂土輔以卵石土為主材，下部基礎主要以基巖結構為主，且埋深設置為5.2m-15.4m；此外，溶洞穴內沉積物體系中的土質屬性主要以亞粘土參雜碎石為主；而洞內河床結構多以沖斷裂的破碎帶性質的河床結構為主。因此，結合項目切實施工要求，選用的沖擊成孔工藝則明確為沖擊錐成孔方式。

另外，結合該溶洞處理所處位置的上述土體地質、水文環境，也可予以選用挖孔成樁的技術施工法。不過，該技術施工法運用時對深度需求有著一定制約，即結合本工程實際需求不能超出25m。

2 A工程溶洞技術處理實例方案提出

因為關于項目樁基礎采取的溶洞處理技術有著較多方法能夠予以采用，某路橋項目在作業階段卻意外遇到了大規模溶洞，故而在項目按照設計需求完成工期作業時遇到了難題使之處于被動形勢。但工期進度計劃目標卻必須完成，并達到質量計劃控制標準，就需要折中采取適用實際需求的組織作業方案。

為此，該項目方案研究課題給出了先后三種可行性方案：第一種，橋梁跨域；第二種，鉆孔壓漿；第三種，強夯處理法。總體而言，第一種技術方案造價投入較高，這是由于樁基設計要求為36根，且預制梁有260細目，需求鋼筋、砼料等也細目眾多；同時，工期進度相對緊張，作業場地狹隘導致預制梁置辦無處堆放。所以該第一項方案則不予通過。然后是第二種鉆孔壓漿處理可行性充分，但其所適用的作業范疇則是以規模較小的場地進行施工，對于規模較大的溶洞則施工進展緩慢，需要耗費大量砼料，成本控制相對較高。最后，則是強夯法處理應用方案。該方案應用優勢明顯。具體結合如下所示的表1可得出如下結論：強夯擊溶洞處理更為經濟適用、節約施工原料、施工作業量較小。

總體而言，經過三種方案篩選、評估及比較，可知強夯技術法在處理溶洞問題時優勢較多。另外，就強夯技術法的實際研究理論而言，其在保持路基均勻、沉降控制、造價投入等方面也切實有著顯著優勢。因此該工程應用了強夯技術法處理了相關溶洞問題。

3 A橋梁工程樁基溶洞處理的有關技術工藝探討

3.1 強夯可行性試驗工藝控制要點

3.1.1 強夯加固深度的確認

在確認作業參數之前，需要提前將加固深度丈量好。因此，這就結合不同土體所處地質環境、項目作業目的、組織規范以及技術工藝需求等，以有效評估所欲采用的檢測手段及相應控制標準。比如，處在軟薄土地基土層之間建設規模較大的儲罐則是為確保其基礎荷載，控制不規則、不均勻沉降發生；對于飽和狀態的砂土則需要去控制其所在震級下的液化性；對于濕陷性地基土則要控制其濕陷性，以保持該黃土性質的地基土強度可靠。基于此，有效加固深度強調的是夯前狀態下的地基土地面標高開始算起，直至達到滿足工程實際需求的深度則有效加固深度。

當然，這一過程中伴隨的是測試土體的結構強度檢驗，以及極限變形允值等參數計算等，從而才能將夯擊過程中的夯擊能充分激發出來，達到安全擊穿溶洞頂板這一目的。

3.1.2 強夯加固處理控制要點

①利用動能固結特性原理，將深度較淺的溶洞采用擊穿、回填、夯實等的往復動作開展相關作業，逐漸使得灰巖及其上部分的土體構造力學性能得以發揮；同時，要迅速處理好下臥軟土層結構的排水固結問題，以保障地基土整體強度參數，將控制其不規則沉降出現。

②增強土層的均勻性、緊密性，以控制不規則、不均勻沉降發生并減少其沉降量。

③待加固之后要設立隔水性能良好的隔水層，以有效阻擋地下水滲入灰漿之內，使之溶洞能控制再次發育。

3.1.3 試驗參數的設定

強夯參數設定需要以基本的加固地基土厚度及其性質特性作為主要客觀評估因素。待厚度、性質明確后進行分析并予以最終設定其試驗參數。依據當前路橋項目樁基礎施工的有關技術指導規范，以及結合該實例處理要求來解決夯擊次數、夯點布設等參數設定問題，達到控制施工作業質量，經費投入合理控制到最小化這一目的。

3.1.4 點夯參數調整

依據強夯法本身固有的排水固結及動能固結特點，頭一、二次的夯擊所提供的作用則是排水固結作用。此時，夯擊以后地基土內的水分會逐漸隨時間推移以及固排水作用而消散掉。而除卻頭一、二遍的夯擊以外，第三、四遍的作用則更傾向于固結動能作用，從而才可以控制其水分和土質顆粒間隙。因此，最后兩擊的要確保其夯沉量指標不變。endprint

3.2 樁基溶洞擊穿工藝控制要點

A橋梁項目由于樁基所處的基礎環境不良，通常主要體現為溶洞規模較大、洞孔較深以及溶洞密度相對集中，并且相互間也存在聯通。因此，對于其溶洞所處結構地表覆蓋較為薄弱、洞穴所之處較淺等的溶洞則能夠選用鋼護筒貫穿引入的方法控制其柱體荷載性能體現；A工程大橋結構所處環境具備一定特殊性，即溶洞規模相對集中加劇了作業難度。所以，結合工程組織方案設計要求，即分別合理采用了重量級為3.5-4.5T/Φ1.5的鉆錘，以及重量級為5.5T-7.6T/Φ2.2的鉆錘。

3.2.1 鉆孔控制要點

在鉆孔作業進行階段時，當鉆孔作業工序進度鉆至離溶洞頂棚相距1m左右時，應控制鉆孔行進速度，并集中加強其鉆擊頻率，采用短沖程的高快頻率沖擊其頂部結構達到迅速擊穿的效果。如若在擊穿洞頂結構以后或者碰到破碎帶時則要注重回填控制事項，即采用1：1的土石混料將其回填到溶洞之上的0.5-1.0m之間，并采取慢速輕壓的執行原則完成沖擊過程。同時，該項步驟應如此反復多回，直待回填進程速度和卵石固結的進程速度相配套時才能繼續往下鉆孔。不過應當熟知的是，反復回填并予以沖擊的目的是為了保障是混合漿料充分填充洞穴，并達到密封破碎帶這一控制效果，以控制漏漿發生。

3.2.2 嚴控水泥漿參數指標

在鉆孔作業初期，先后發生了一些橋梁項目常見的質量病害問題。如，樁基失水過多導致的結構失穩現象。因此，出現這類通病問題應能采取針對性處理措施，即先期初始作業階段，應能確保泥漿質量及基本密度參數得以控制，以逐漸穩定其膠體率，保持穩定性能，避免失水嚴重。同時，對于選用的優質泥漿應配套質量控制標準合乎要求的紅粘土，并要適度添加水泥和鋸末，從而才能使泥漿懸浮能力得以體現。

3.2.3 卡鉆及掉鉆的工藝技術措施處理

如若在打孔行進作業進行時遇到諸如探頭石、巖溶層或溶溝的洞內頂棚擊穿卡鉆現象，宜拋填片石，并采取低程高頻的作業形式予以沖砸。此外，一旦發生卡鉆現象也應首先評估卡鉆形成機理，摸索出具體成因何在，并不得妄動鉆頭，從而才能有效控制越鉆越緊的卡鉆事故發生；如若卡鉆時鉆頭能夠動彈，則需要以垂直上下角度踢動鉆頭，并維持該動作行為往復多遍，盡可能嘗試同一角度、同一方向的扭動鉆頭，以有效促進卡鉆的鉆頭被提動。此外，還要采用小沖擊錘頭在樁身孔一端予以沖擊，且要利用高壓水噴射的輔助條件將鉆頭取出。迫不得已與必要時還可以嘗試爆破法、吊車法將卡頭取出。

4 結語

本文結合某工程應用實例所處的地質環境設定對溶洞底層下的地基土樁基施工涉及到的溶洞鉆孔、強夯等涉及到的相關內容進行了一定可行性研究，并通過這些技術有效提升了坍孔控制效率，避免了鉆頭卡頭、砼澆筑漿液流失等問題。不過值得說明的是，對于當前相關工程作業的施工責任單位，也應極力重視路橋建設的樁基礎溶洞處理技術相關內容的深入研究，以不斷保障各類質量病害、病患控制在可控狀態之中，提高項目運營價值。

參考文獻：

[1]羅元明.淺談橋梁溶洞樁基處理方法[J].山西建筑，2011（09）.

[2]杜瑞.淺談樁基礎溶洞處理施工方法[J].廣東交通職業技術學院學報，2009（01）.

[3]范士強.淺析溶洞地區樁基礎施工[J].廣東建材，2010（05）.

[4]趙長賡.對溶洞樁基鉆孔施工質量控制分析[J].企業科技與發展，2009（02）.

[5]蘭貴竹.溶洞地區橋梁樁基施工經常出現的問題及其處理[J].新世紀論叢，2012（02）.

[6]吳志忠，李美玲，逯艷華.溶洞地區橋梁樁基施工經常出現的問題及處理[J].黑龍江交通科技，2009（11）.

[7]許志堅.橋梁樁基溶洞處理費用分析[J].交通標準化，2012（06）.

[8]張月.巖溶地區樁基礎施工技術應用[J].黑龍江科學，2014（01）.

作者簡介：

戈小尊（1974-），男，湖南衡陽人，工程師，研究方向：施工。endprint