隱伏巖溶極強發育區傾斜巖層橋梁樁基施工技術

賀喜

【摘要】近年來，我國社會經濟快速發展，橋梁工程建設也實現了良好的建設，在橋梁工程施工建設中，橋梁樁基工程施工是十分重要的組成部分，其質量將直接影響著橋梁的沉降。在實際建設中，由于受到溶洞大小、溶腔填充、隱伏巖溶深度等因素的影響，橋梁樁基建設的質量也存在一定的差異，因此應根據溶洞以及巖層的具體情況進行技術處理，從而提高成孔率，使樁基混凝土灌注的質量得以提升，減少成本的消耗。本文就隱伏巖溶極強發育區傾斜巖層橋梁樁基施工技術進行分析和研究。

【關鍵詞】隱伏巖溶極強發育區；傾斜巖層；橋梁樁基；施工技術

本文以龍場樞紐互通主線Ⅱ號橋為例，橋區地貌類型屬剝蝕—溶蝕型低中山地貌，不良地質為巖溶，巖溶中等發育，地表有多處溶洞，巖溶洼地及地下暗河出口。龍場樞紐互通F匝道橋橋區地貌類型屬構造剝蝕、溶蝕型低山溝谷地貌，不良地質為巖溶、卸荷裂隙發育分布帶。巖溶中等發育，地表有多處溶洞。兩種橋區巖土是由覆蓋層為填土、粉質粘土、卵石土，基巖為泥質白云巖和泥巖互層，泥質白云巖，灰巖等構成的。

一、橋梁樁基工程施工的特點

由于橋梁工程施工建設的地區地質情況比較復雜，巖溶、裂隙發育，隱伏溶洞較多等不良地質[1]。同時，橋梁工程施工的難度比較大，由于橋區巖溶較多，最長樁樁長40米，在施工中會經常遇突發情況，因此在橋梁工程施工中需做好應急準備，合理選擇施工方法。此外，橋梁工程施工的工期也比較緊。由于開工較晚，樁基施工的進度又是整橋進度的關鍵，工期壓力大。

在橋梁工程施工過程中，可以通過釬探法以及地質雷達對巖溶地區孔樁的巖溶地質進行明確，了解溶洞的種類，根據巖溶發育的情況不同，在成孔中采取拋填、鋼護筒，半回填等處理措施，最后灌注成樁。

二、隱伏巖溶極強發育區傾斜巖層橋梁樁基施工技術

1、明確橋梁施工區域的地質情況

一般樁基施工前橋區地質情況是單一的從設計地勘報告中掌握，但在施工中常見設計地勘不準確或漏勘，造成樁基施工遇隱伏溶洞時，施工準備不足，導致耽誤生產和成本增加[2]。所以巖溶區樁基施工前的地質情況掌握程度是樁基施工的最重要環節。要根據勘查的情況對樁基進行施工，并且輔以地質雷達和釬探。巖溶地質條件的橋梁進行樁基施工時，首先查明地質情況，然后有針對性地選用人工挖孔、沖擊鉆孔或挖鉆結合方法，做好遇巖溶時的施工準備工作，可取得事半功倍的效果。

2、巖溶地區傾斜巖層中鉆孔樁成孔技術

如果溶洞區的樁基地層中沒有較厚砂礫層或砂層，并且溶洞水位比較低時，可以利用挖孔樁的施工方案，龍場樞紐互通F匝道橋的樁基在河區內，并且地下水的水位比較高，需要利用機械鉆孔對樁基進行施工建設。

對于溶洞頂部進行沖孔施工建設，需要對沖進的進度進行控制，根據超前鉆的情況進行沖程控制，當鉆孔施工接近溶洞頂部時，應提起鉆頭、鉆桿，移開回轉鉆機，采用沖擊鉆機沖孔，應輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，高度應小于50cm。檢查所有卡扣及鋼絲繩，保證其施工工藝滿足正常施工的實際需要。

在對外鋼爐筒進行制作時，需要根據溶洞的層數確定外鋼護筒的長度，鋼護筒分節制造，工地拼接。先采用樁錘進行擴孔，鋼護筒采用振動下沉。振動下沉采用振動打拔錘，其振動動力為1600 kN以上[3]。鋼護筒下沉時，用兩臺經緯儀在兩個垂直的平面內監測傾斜度，以便隨時調正。護筒下沉至硬土層或巖面后，其傾斜度小于1%。

在對內護筒沉放時，當沖擊穿過溶洞頂部時要反復提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻礙，說明頂部已成孔且是圓滑垂直的，此時用鋼絲繩或扣綁住內護管， 用吊機（或沖機自吊） 把內護筒放入外護筒內至孔底。到孔底后，內護筒不會靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等）。此時， 回轉鉆機重新就位鉆孔。護筒沉設利用回轉鉆機進行， 在鉆機的鉆桿上附加護筒壓架，利用鉆機的鉆進壓力和鉆桿、鉆頭的重量，使內護筒隨鉆頭的鉆進而下沉， 直到溶洞的底部。

在對內護筒與溶洞底部間空隙的處理時，如果巖面高差大，就可以采用分層拋投定量片石、粘土（比例為1∶1） ， 用鉆頭反復打密的方法， 在空洞處形成石壁， 鉆頭的打密過程中， 一面擠石造壁。一面削高出的巖石， 直到全斷面進入巖層為止。

檢孔鉆巖時，檢查成孔樁徑、成孔傾斜度以防鉆孔歪斜，難于施放鋼筋骨架。檢孔的方法是采用其外徑等設計孔徑，長度為孔徑的5倍的檢孔器上下通過，如檢孔器被卡住，分析原因解決，如孔斜嚴重，則拋石重鉆。

3、溶洞偏孔施工處理

在鉆孔過程中，因遇到溶洞偏孔可采取以下措施：直接回填堅硬的片石與粘土，在遇見溶洞鉆偏孔時，一般直接回填堅硬的片石與粘土，開始用小沖程沖進，待沖砸密實后，以大沖程沖進。用導管灌注高標號混凝土，在回填片石修孔無效時，可采取連接好導管與漏斗，以灌注水下樁的形式對偏孔處灌注高標號混凝土，處理后，回填粘土，暫停沖孔，等混凝土徹底凝固，達到設計強度再施工。

對于反復多次回填片石糾偏效果不明顯的孔，采用鉆機鉆進至偏孔位置后，用測錘探明探頭石、斜巖位置，用重物將炸藥置于探頭石側、斜巖側、硬度大側巖面爆破處理斜巖，確保早成孔[4]。清孔采用正正循環泥漿漸進的方法進行，將直徑為75 mm鋼射漿管插入孔底，射入拌好的泥漿。泥漿性能指標為： 比重113、粘度18～20， 含砂量小于4%，膠體率大于97%，PH值大于8。射入的泥漿帶著殘留的鉆渣， 經護簡口返回泥漿池，待沉淀后在泵入孔底。如此反復循環多次，直到鉆渣被逐漸清除為止。如還有較大塊徑的鉆渣浮不上來，則再投入少量粘土，用鉆頭小沖程沖砸2 h～3 h。再插入射漿管實施正循環泥漿清孔，至孔底殘渣厚度達到設計及驗收標準。

4、清孔、灌注混凝土

對深溶洞樁成孔一清時，應加大泥漿比重濃度，不得小于1.3g/cm3，待孔底無明顯沉渣后，再下籠二次清孔，若在一清過程中因孔底泥漿比重小，難以有效泛渣，且處于較厚的卵礫石土層環境中，用反循環抽渣極易塌陷，適宜用正循環換漿清孔，通過往泥漿中加水泥，增大泥漿比重濃度，可提高泛渣效率，同時能夠有效的加固鉆孔樁護壁[5]。

樁基卷揚機起重限度能夠滿足施工需求，在灌注前，準備應急汽車吊在突發情況下輔助施工。混凝土特性能夠滿足施工需要，所灌注混凝土應具有較好的和易性、流動性，無離析現象。在報澆筑計劃前，綜合考慮天氣狀況、混凝土運距，運輸車罐保濕措施，根據實際情況，適當增大坍落度，在灌注放料前必須進行二次攪拌。施工過程中，合理組織施工，確保灌注過程連續，減少混凝土在施工現場排隊等待時間，滿足施工需要。

本項研究，為今后不良巖溶地質孔樁施工積累了寶貴經驗，提升了國內不良地質孔樁施工技術水平。

結束語：

隱伏巖溶極強發育區的地下潛伏水位較高，不良地質頻發，施工難度大，存在著諸多的變化因素，施工方法差異較大，在橋梁樁基施工中，應采用科學的施工技術，提高橋梁樁基的質量以及安全，避免出現橋梁的沉降，確保隱伏巖溶極強發育區傾斜巖層橋梁樁基施工的安全順利進行。

參考文獻：

[1].巖溶地區橋梁樁基承載能力評價及施工綜合技術研究[J].西部交通科技，2011，11：1-5.

[2]王榮華.巖溶地質橋梁樁基設計探討[J].廣東土木與建筑，2011，11：33-36+61.

[3]雷金山.廣州地鐵隱伏型巖溶地基穩定性分析及充填處理技術研究[D].中南大學，2014.

[4]王榮華.巖溶區橋梁樁基勘察與設計要點分析[J].鐵道工程學報，2012，09：53-58.

[5]謝琿，王德華.巖溶強發育區橋梁基礎設計研究[J].鐵道標準設計，2013，06：76-80.