橋梁在厚覆砂層巖溶地區的鉆孔樁基礎施工工藝探討

摘 要：近年來，隨著我國道路交通網絡的日益完善，在經濟性的前提下，巖溶地區的工程量不可避免的逐步增加，對于路網體系中橋梁的建設而言，厚覆砂層巖溶地區以其復雜的地形特征給橋梁施工帶來較大的困難，對樁基的穩定、工程質量及后期的使用都產生了一定的影響，因此探討巖溶地區的樁基施工工藝具有積極的現實意義。本文結合厚覆砂層巖溶地區特征，總結概括了橋梁鉆孔樁基礎施工中常出現的問題，探討了相應的工藝優化措施。

關鍵詞：橋梁；厚覆砂層；巖溶地區；鉆孔樁；施工工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.082

0 引言

巖溶，又被稱為喀斯特，是水對碳酸鹽巖、石膏、巖鹽等可溶性巖石進行化學溶蝕作用為主，流水的沖蝕、潛蝕和崩塌等機械作用為輔的地質作用，以及由這些作用所產生的現象的總稱，主要分布于我國的西南地區。巖溶是一種不良地質現象，地質構成比較復雜，不同情況下巖溶非常發育，給橋梁工程施工帶來較大的困難。在橋梁基礎施工的設計選擇方面，鉆孔樁被廣泛應用，該技術適用面較為廣泛，施工技術要求相對簡單，成孔快、質量高、安全保障性強。在巖溶地區，地質環境的連續性被破壞，鉆孔樁施工難度較之普通地質要更為復雜，伴生危害較多，常會發生坍孔、卡鉆、埋鉆、漏漿、漏混凝土及難處理的大孤石等施工危害，面對常見的并發現象，優化鉆孔樁的基礎施工工藝是提升工程質量的必然選擇。

1 常見的鉆孔樁施工故障及預防措施

（1）坍孔。坍孔多是由于鋼護筒過短，在鉆孔樁施工中沒有穿透厚覆砂層，卵石層落在不透水層面上，當孔位進一步前進沖擊到溶洞后造成漏漿，水頭高度急劇降低，砂礫及卵石層失去穩定而形成漏斗狀的坍孔。常見的坍孔預防措施：在地下水處于可控狀態下，優先選用人工挖孔樁混泥土護壁，穿透透水層落在不透水層面上。如廣東橫石水大橋，采用該方法在溶洞漏水情況嚴重、回填片石及粘土反復沖擊的情況下，依然沒有出現坍孔現象。如果是在施工過程中出現坍孔現象，應當全孔回填粘土及片石，擠實后深埋鋼護筒至不透水層方可繼續作業。

（2）卡鉆。在橋梁鉆孔樁施工中，由于鉆頭的抖動，常會伴隨孔壁破損、不圓，梅花孔等現象。加之鉆頭磨損過大，焊接不及時，鉆頭直徑逐漸變小或者補焊的鉆頭直徑偏大，在沖程加大的情況下，造成鉆孔擊穿溶洞頂板，鉆頭旋轉而不能提鉆的卡鉆現象。此施工故障的常見預防措施為：鉆孔作業中，先使用小沖程作業，樁孔中及時回填片石，逐步加大到大沖程作業，再轉入正常鉆孔施工。同時及時補焊鉆頭，確保鉆頭尺寸的前后一致。

（3）埋鉆。埋鉆是鉆孔樁施工中常見的、棘手的問題之一。在巖溶地區鉆孔作業中，如果溶洞頂板偏薄、埋深較淺，在鉆孔時由于沖程的加大，容易造成溶洞坍塌、地表下陷，施工不仔細便會發生掩埋鉆頭的現象。此施工故障的常見預防措施為：穿孔溶洞是，要先選用小沖程，逐步加大以防止溶洞頂板的突然擊穿，同時用好滑車鋼絲繩，做好拖拉備用設施。施工中發現漏漿，及時提起鉆頭，向孔內補水注漿，保持水壓的平穩，采取應急措施堵住漏漿。

（4）漏漿。漏漿是鉆孔樁施工中極為常見的現象，主要的原因是巖溶地層地隙間漏水、溶洞頂板的突然擊穿、鋼護筒底部漏漿等。該施工故障的常見預防措施為：在溶洞鉆孔時，應當密切關注鋼護筒內的泥漿面的變化，如果出現泥漿面明顯下降，要及時提出鉆頭，向樁孔內補填泥漿、片石、粘土，保持水頭壓力的同時及時填堵漏漿；鋼護筒底部漏漿時，可將鋼護筒繼續下沉，用粘土封堵鋼護筒周邊的間隙，防止地表水的滲透，同時向鋼護筒內填充片石，片石要高出鋼護筒的高度，繼而用小沖程反復沖砸，加固鋼護筒底部孔壁，及時堵住漏漿；如果水壓失去控制，極有可能是因為溶洞體積較大或者與周邊溶洞相互貫通，此時要停止鉆孔，形成預案，填充大的片石或者混合物，再依照鋼護筒底部漏漿處理措施進行控制。

（5）漏混凝土。混凝土漏出通常是由于混凝土密度大于泥漿密度，在灌注水下混凝土時孔壁側壓力增大，沖破已成型的粘土孔壁封層而泄露。常見的預防措施為：對于高度比較小的溶洞，應當多次填充片石、粘土，超過溶洞頂板一定的高度，重新成孔以加厚孔壁的厚度；對于高度較大且填充物不足的溶洞，要將不小于孔樁直徑設計寬度的鋼護筒跟進至溶洞底部，到達下層堅硬地層時，繼續鉆孔作業至設計的標準高度。

（6）孤石。在厚覆砂層的巖溶地區大且堅硬的孤石并不是常遇到，若是施工中遇到孤石，可優先填充高硬度的填充物，將鉆頭稍作偏移，以高沖程或者高小沖程交替的方式，擊碎孤石擠入孔壁。如果孤石較為堅硬，可考慮孤石表面爆破，震裂孤石以方便作業，炸藥的用量要嚴格要求，防止對樁孔造成不必要的破壞。

2 厚覆砂層巖溶地區鉆孔轉施工方案

厚覆砂層巖溶地區鉆孔樁是施工關鍵點在于保障厚覆砂層及樁孔的穩定，盡量規避掉可能出現的施工故障。施工人員應當預先清楚了解工程點地質狀況，根據工程實際，制訂具體的解決造壁、護壁、斜面開孔、穿越頂板和空洞的施工方案，綜合運用泥漿造壁法、鋼護筒跟進法、封閉壓漿法，確保施工的有序性。對于厚覆砂層區域的鉆孔樁施工，可對巖面以上的厚覆砂層地段實施水泥攪拌樁形成止水格柵，使地基下高靈敏度的軟臥層在樁錘沖擊和動載作用下保持穩定，同時防止鉆孔施工中坍孔的發生，充分保證既有地表的穩定和鉆孔樁施工過程的安全。

3 結語

在既有路網的完善中，不可避免的要在厚覆砂層巖溶地區進行橋梁樁基施工，施工情況也不盡相同，施工單位應當預設詳細的工藝方案，既考慮常規的施工流程，更要對可能的突發情況進行切實有效的預案構建，雙管齊下才有助于鉆孔樁基礎施工保持科學合理的前提下，提高經濟效益性。

參考文獻：

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[3]姜文敏.巖溶地區橋梁鉆孔樁施工技術分析[J].黑龍江交通科技，2014（10）.

作者簡介：范光滿（1987-），男，河南內鄉人，本科，助理工程師，研究方向：橋梁工程，主要從事路橋現場施工工作。