橋梁溶洞樁基施工技術(shù)及其應(yīng)用探討

摘要：隨著我國(guó)橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展，橋梁建設(shè)的范圍在不斷地增大，經(jīng)常與遇到各種復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境。由于溶洞地區(qū)地質(zhì)復(fù)雜，難以徹底了解洞內(nèi)情況，因此溶洞地區(qū)的橋梁樁基施工具有一定的挑戰(zhàn)性。文章主要對(duì)橋梁溶洞樁基施工技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：樁基；施工；溶洞；問(wèn)題

在某些地區(qū)進(jìn)行橋梁基礎(chǔ)施工時(shí)可能會(huì)遇到溶洞問(wèn)題。而對(duì)于橋梁基礎(chǔ)施工來(lái)說(shuō)，樁基施工是一個(gè)隱蔽工程，因此溶洞的出現(xiàn)給橋梁樁基的施工會(huì)帶來(lái)困難。如果對(duì)溶洞問(wèn)題處理不當(dāng)，在施工中可能會(huì)出現(xiàn)掉錘、卡錘、漏漿和塌孔等嚴(yán)重的工程事故。本文將結(jié)合某市一市政橋梁樁基工程所遇到的特殊熔巖地質(zhì)問(wèn)題，根據(jù)巖溶地質(zhì)的發(fā)育形態(tài)，詳細(xì)介紹橋梁樁基施工的具體過(guò)程，并分析在施工中應(yīng)該注意的問(wèn)題。

1.橋梁樁基施工中的溶洞

溶洞是位于地下的十分隱蔽的事物，很難被施工人員發(fā)現(xiàn)。在進(jìn)行橋梁樁基施工前，雖然會(huì)對(duì)橋梁樁基施工地進(jìn)行地質(zhì)勘察，開(kāi)展逐樁鉆孔工作，以進(jìn)一步了解橋梁樁基施工中的溶洞，但這種方法僅僅只能判斷是否存在溶洞，確定溶洞所存在的方位。而有關(guān)溶洞體積的大小，溶洞的形狀是無(wú)法準(zhǔn)確探知的。在這種狀況下，橋梁樁基施工無(wú)法有效地避免溶洞所帶來(lái)的危害，只能盡可能的減少危害。

在橋梁樁基施工過(guò)程中，若出現(xiàn)以下的現(xiàn)象，則能確定施工所在地存在著地下溶洞，需對(duì)其加以注意。（1）在橋梁樁基施工中，若發(fā)現(xiàn)鉆孔內(nèi)出現(xiàn)泥漿水面逐漸下降卻最終穩(wěn)定的現(xiàn)象，則表明施工處的地下有溶洞的存在，但此溶洞還未完全發(fā)育，體積比較小，具有間斷性，其所帶來(lái)的危害性不大，對(duì)橋梁樁基施工的影響可忽略不計(jì)，無(wú)需對(duì)其進(jìn)行特殊處理。（2）若發(fā)現(xiàn)鉆孔內(nèi)的泥漿消失的速度極快，則可能產(chǎn)生兩種狀況，一種是溶洞口并未有異樣，并未產(chǎn)生動(dòng)蕩，這說(shuō)明覆蓋于溶洞口上的土層比較堅(jiān)實(shí)，能有效地支撐起地面重物，但仍然存在一定的危險(xiǎn)性，因而為確保施工的安全性，必須將施工機(jī)械移走。另一種是溶洞口出現(xiàn)明顯的塌崩狀況，必須盡快移走施工設(shè)備和機(jī)械，以免造成嚴(yán)重的損傷。（3）若發(fā)現(xiàn)鉆孔內(nèi)的泥漿突然間沒(méi)有了，溶洞口附近的施工地面開(kāi)始出現(xiàn)塌陷狀況，放置施工機(jī)械的地面也同樣崩塌，則說(shuō)明其施工所處地存在著位置比較淺的溶洞，溶洞的體積比較大，在溶洞的上方地質(zhì)比較薄弱，難以支撐起地面上的施工機(jī)械，發(fā)生的時(shí)間也無(wú)法得以預(yù)知，具有較強(qiáng)的突發(fā)性。如果施工人員無(wú)法及時(shí)地采取措施來(lái)應(yīng)對(duì)，可能會(huì)給施工人員的生命安全和施工設(shè)備造成損失。

2.橋梁樁基施工過(guò)程中存在的問(wèn)題

2.1橋梁樁基施工過(guò)程中的漏漿問(wèn)題

在橋梁樁基施工中，容易出現(xiàn)漏漿問(wèn)題，一般在遇到這些情形的時(shí)候容易發(fā)生漏漿現(xiàn)象：當(dāng)鉆孔碰到含有填充的溶洞時(shí)，或是各溶洞之間無(wú)間隔緊密相聯(lián)時(shí)，都可能出新漏漿的現(xiàn)象；當(dāng)巖層形成裂縫時(shí)，會(huì)導(dǎo)致泥漿的流失和泄漏；當(dāng)溶洞所含有的地下水流失時(shí)，同樣也會(huì)造成泥漿的漏失，漏失的泥漿則會(huì)迅速的流入溶洞內(nèi)。

2.2橋梁樁基施工過(guò)程中的塌孔問(wèn)題

在橋梁樁基施工中，通常在遇到一些體積比較大的溶洞時(shí)會(huì)發(fā)生塌孔現(xiàn)象。若在施工過(guò)程中出現(xiàn)泥漿漏失問(wèn)題時(shí)，要碰到體積較大的溶洞或是各溶洞間相互連接時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致泥漿水面飛速下降，并且很難在短時(shí)間內(nèi)將其恢復(fù)到原來(lái)的水面位置，以至于易發(fā)生塌孔狀況。如果樁孔經(jīng)過(guò)了溶洞，有水往外涌出時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)壓力不平均的狀態(tài)，致使樁孔內(nèi)部的泥漿發(fā)生孔壁坍塌現(xiàn)象。

2.3橋梁樁基施工過(guò)程中地面沉陷問(wèn)題

當(dāng)施工過(guò)程中，發(fā)生停水停電的現(xiàn)象時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致泥漿快速流失，使得地面下方的厚砂石層出現(xiàn)塌孔問(wèn)題，造成其周?chē)刭|(zhì)層的坍塌。若溶洞所處的位置比較淺，體積又比較大的話(huà)，則會(huì)造成泥漿的突然消失，以至于發(fā)生孔壁坍塌，從而造成地面沉陷。

3.橋梁溶洞樁基施工中的技術(shù)措施應(yīng)用

3.1橋梁樁基施工前的防護(hù)措施

在橋梁樁基施工之前，就需要對(duì)施工中存在的溶洞采取預(yù)防措施。其措施主要有：在橋梁樁基施工動(dòng)工前，先對(duì)施工所在地的地質(zhì)進(jìn)行勘察，并全面收集相關(guān)的資料，采用樁鉆的方式來(lái)確定施工地是否存在溶洞；要制定科學(xué)的安全政策，并貫徹落實(shí)，嚴(yán)抓違反施工安全政策的現(xiàn)象，將施工所用的設(shè)備放置于鋼網(wǎng)上，以防造成不必要的損失；要在橋梁樁基施工前就明確需要穿過(guò)溶洞的樁基位置，利用鉆探孔將泥漿注入，以判斷溶洞體積的大小和其是否是獨(dú)立存在的。若是泥漿注入的時(shí)間較長(zhǎng)，判斷出溶洞的規(guī)模比較大且不是獨(dú)立存在的，則需要提早進(jìn)行安全防范，以保障橋梁樁基施工的質(zhì)量。

3.2橋梁溶洞樁基施工處理技術(shù)

在橋梁樁基施工中，鉆進(jìn)工藝是必不可少的橋梁溶洞樁基施工技術(shù)。其是利用CPF-1500型號(hào)的回轉(zhuǎn)樁機(jī)鉆進(jìn)上部土層，當(dāng)遇到巖洞時(shí)，則利用沖擊鉆機(jī)進(jìn)行沖擊成孔工作，充分利用吊機(jī)的輔助作用。在鉆進(jìn)上層粉土?xí)r，要做好預(yù)防措施，一邊鉆孔一邊調(diào)制泥漿，以防出現(xiàn)孔壁坍塌的現(xiàn)象。在鉆頭即將接近巖溶洞時(shí)，為填補(bǔ)其裂縫，要向內(nèi)扔入黏土和泥塊，避免因裂縫而造成的漏漿問(wèn)題。時(shí)刻關(guān)注泥漿水面，一旦其發(fā)現(xiàn)其下降，泥漿流失，則需要向樁孔內(nèi)再次注入泥漿，防止塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。

在橋梁樁基施工中，還經(jīng)常用到多級(jí)鋼護(hù)筒護(hù)壁這一橋梁溶洞樁基施工技術(shù)，用來(lái)處理出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象的樁孔。其主要是先對(duì)巖層上部的黏土層進(jìn)行探查，精確的計(jì)算出黏土層所處的深度和厚度，然后再重新填入樁孔，繼續(xù)對(duì)其鉆進(jìn)，所使用的鉆頭通常是直徑為940毫米的鉆頭，當(dāng)其鉆入黏土層的深度為一米時(shí)，便可停止鉆進(jìn)。在此之后，便要放入鋼護(hù)筒，所釆用的大多是內(nèi)徑為900毫米，內(nèi)壁厚度為8毫米的鋼護(hù)筒，其每一節(jié)的高度大概在2米至3米之間。在放置鋼護(hù)筒時(shí)，要在井口進(jìn)行焊接，在鋼護(hù)筒的接口處要采用滿(mǎn)焊。鋼護(hù)筒所安放的深度必須與鉆孔保持一致，當(dāng)鋼護(hù)筒放置好了以后，則可繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)工作。在橋梁樁基施工中，壓密注漿也是經(jīng)常使用的橋梁溶洞樁基施工技術(shù)，其主要是針對(duì)一些體積較大的溶洞，以壓密注漿的方法為主要施工方法，再加以鋼護(hù)筒護(hù)壁的方法，以保障施工的質(zhì)量。

此外，橋梁溶洞樁基處理中還常用到強(qiáng)夯加固處理技術(shù)，其控制要點(diǎn)有：①利用動(dòng)能固結(jié)特性原理，將深度較淺的溶洞采用擊穿、回填、夯實(shí)等的往復(fù)動(dòng)作開(kāi)展相關(guān)作業(yè)，逐漸使得灰?guī)r及其上部分的土體構(gòu)造力學(xué)性能得以發(fā)揮；同時(shí)，要迅速處理好下臥軟土層結(jié)構(gòu)的排水固結(jié)問(wèn)題，以保障地基土整體強(qiáng)度參數(shù)，將控制其不規(guī)則沉降出現(xiàn)。②增強(qiáng)土層的均勻性、緊密性，以控制不規(guī)則、不均勻沉降發(fā)生并減少其沉降量。③待加固之后要設(shè)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(nèi)，使之溶洞能控制再次發(fā)育。

3.3橋梁樁基施工過(guò)程中的塌孔問(wèn)題

在橋梁樁基施工中，清空和灌注混凝土是重要的橋梁溶洞樁基施工技術(shù)之一。在鉆進(jìn)巖溶洞時(shí)，最好要深入巖溶洞底最少半米的深度，以求保證樁底扎入巖溶洞的質(zhì)量。當(dāng)鉆進(jìn)達(dá)到所需的深度時(shí)，便要及時(shí)停止鉆孔，開(kāi)始放下導(dǎo)管清理樁孔，要盡快完成此道工序，立即灌注混凝土。在灌注混凝土的施工中，要先判斷樁孔是否穿過(guò)多個(gè)溶洞，當(dāng)混凝土的灌注已經(jīng)位于溶洞的標(biāo)高處時(shí)，要利用導(dǎo)管對(duì)混凝土進(jìn)行攪動(dòng)，以使其緊密結(jié)實(shí)。在撤離導(dǎo)管之前，則要先由施工人員測(cè)量混凝土上升的高度，避免造成斷樁的后果。

4.結(jié)語(yǔ)

在溶洞地區(qū)進(jìn)行橋梁樁基設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)該把給地區(qū)的地質(zhì)情況和設(shè)計(jì)施工相結(jié)合。溶洞處理是橋梁樁基施工中難度較大的技術(shù)問(wèn)題，由于其具有不可預(yù)見(jiàn)性、復(fù)雜性、危險(xiǎn)性等特點(diǎn)，在處理過(guò)程中應(yīng)綜合分析各種資料和數(shù)據(jù)，針對(duì)不同的溶洞類(lèi)型制訂相應(yīng)的處置方案，對(duì)隨時(shí)出現(xiàn)的新情況做好充分的準(zhǔn)備。

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