巖溶地段橋梁樁基施工技術研究

張 宇

(山西路眾道橋有限責任公司，山西 太原 030006)

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巖溶地段橋梁樁基施工技術研究

張 宇

(山西路眾道橋有限責任公司，山西 太原 030006)

從勘察設計、鋼護筒施工、鉆孔、內護筒切割、水下混凝土灌注等方面，介紹了巖溶地段橋梁樁基的施工工藝流程，總結了施工中的技術要點和注意事項，從而保證工程的施工質量。

橋梁，樁基，巖溶地段，注漿

以某省道的橋梁樁基施工工程為例，施工人員在項目工程現場施工的過程中發現橋梁樁基的鉆孔中出現了跑漿的現象。從現場的地理研究結果和野外的地質勘探資料中，可以推斷橋梁樁基的路基下層可能存在呈下伏狀的巖溶洞穴。所以，該項目工程的施工方案改用全充填壓力注漿法，在橋梁地基的不穩定處填充水粉煤灰漿，以此預防樁基塌陷和處理鉆孔跑漿的問題。

1 巖溶地段橋梁樁基施工的具體流程

1.1 施工前的勘察準備

根據地質土層勘探和周邊地理調查的數據結果，該巖溶標段溶洞的區域類型為高阻異常區，以充填型溶洞和嚴重溶蝕溶洞為主[1]。從巖溶洞穴的橫截面圖上可以清晰看到上下兩層不同的巖溶層，而兩層發育的總體深度在15.8 m～28.7 m之間。在填充型溶洞上鉆孔的時候，很容易出現表層泥漿緩慢下降和溶洞進尺驟然加速的問題。一旦出現這些情況，鉆頭會在輕微的震感中產生明顯的晃動，嚴重影響橋梁樁基的施工進度[2]。一般而言，施工隊伍會選擇粉質粘土對其進行填充、碾壓與夯實。嚴重溶蝕的溶洞表面有著較為清晰的腐蝕溝槽。裂隙發育的相當完整，有的溶芯直接呈現為漏水的空洞。這種溶洞會導致表層泥漿的猛然下陷。鉆機也會隨之出現大幅度的搖晃，造成鉆孔傾斜。通常情況下，施工隊伍都會盡可能地避開這種溶蝕嚴重的溶洞。

1.2 鋼護筒施工

鋼護筒的施工需要提前測量出下開孔護筒的埋置地點，并確定好具體的入土位置。施工人員必須現場埋入第一節鋼護筒，鋼護筒進入巖溶土層的深度為1 m左右。在護筒上安裝好導向架之后，操縱振動打樁機將鋼護筒打入土層巖體0.5 m。當沖擊鉆鉆到距離鋼護筒底部0.5 m左右的位置時，將第二節鋼護筒打入第一節護筒的內部進行接長，以此延長鋼護筒的長度。然后繼續鉆孔，循環施工，直到鋼護筒到達距離溶洞底部0.5 m的位置時，采用對焊加套箍加筋技術完成鋼護筒最后的接長工作。

1.3 鉆孔施工

工作人員應該將泥漿的比重控制在1.2～1.4的比例范圍內。實施鉆孔施工的時候，技術人員必須要保證孔內的基本水位，以便在巖溶地段的卵石層和斜巖地層采用低沖程。同時，施工人員還要及時向鉆孔內部補充高粘型泥漿，以防溶縫出現漏漿的現象。如果條件允許，還可以向鉆孔內填充粘連性極強的黃土和水泥，或是在補充性的泥漿中摻雜稻草和風干的蘆葦[3]。這些舉措都能有效保證鉆孔內部泥漿的高粘合性。

1.4 內護筒切割施工

鉆孔施工結束以后，施工隊伍可以派遣專業的潛水員進行水下工作，按照由下及上的順序對內護筒進行切割。在潛水員下水之前，施工人員應該在地面上配備和安裝好起吊護筒的專業設備。當潛水員入水之后，則由技術人員指揮地面上的起吊工作，安排專人操作起吊機器，遵照相關章程中的施工規定，配合潛水員的動作進行水下護筒的切割與起吊。

1.5 一次清孔和下鋼筋籠

切割完水下的內護筒之后，就要迅速開展第一次清孔工作，施工人員必須趕在孔內泥漿的比重下降到1.1之前完成鉆孔的清理工作。進行清孔工作的同時，剩余的現場人員就要著手準備鋼筋籠的吊裝工作，將鋼筋籠準確放置在指定的位置上并進行固定。第一次清孔工作結束后，就要盡快實施鋼筋籠的下地和吊裝。鋼筋籠的接長工作采用的是雙面幫條焊和閃光對焊的焊接技術，接頭的距離必須控制在1 m以內，接頭的面積則不能超過50%。

1.6 混凝土灌注平臺的搭建

根據橋梁樁基施工的方案設計，混凝土攪拌混合的原材料是水泥、粉煤灰和水。水泥粉煤灰泥漿和水的配合比為1∶1。在灌注混凝土的施工現場，施工人員采用的注漿方式是帷幕注漿。為了配合這一灌注方式，防止混凝土漿液的流失與浪費，施工人員需要向漿液中投入溶液含量為3%的水玻璃速凝劑，以加快橋梁樁基中混凝土漿液的凝固速度。另外，灌注平臺的搭建工作必須依據橋梁樁基設計方案上的具體數據，有序地開展施工。每一根固定在灌注平臺上的導管，都要接受抗拉拔的試驗和氣密性的測量。第一節下地導管的埋入深度應該不小于4 m。當導管下到樁尖的位置后，操作地面上的起重機器將其向上提0.4 m左右。這時候，就可以將導管固定在混凝土的灌注平臺上了。

1.7 下導管后的二次清孔

固定了下地的導管后，施工人員應該立即測量鉆孔內泥漿的實際比重和鉆孔底部沉淀土層的真實厚度。發現有不符合施工要求的情況或是出現了數值偏差較大的問題時，施工隊伍必須馬上組織進行第二次鉆孔的清理工作。二次清孔采用的是泥漿泵反循環抽查技術。第二次清孔工作也必須趕在鉆孔內泥漿比重降低到1.1之前完成。同時還要保證鉆孔底部沉淀土層的厚度不會低于10 cm。

1.8 水下混凝土的灌注施工

水下混凝土灌注的施工系統主要有料場、水池、壓力表、攪拌機、注漿管、注漿泵、供水系統和封孔裝置等。其中，施工人員在前期建設料場的時候，必須要做好防潮防雨的保護措施，防止原材料因為受潮而變質，避免設備因淋雨而報廢。施工系統壓力表上的數值絕對不能大于10 MPa。攪拌混合混凝土的時間不能少于3 min。值得注意的是，雖然注漿泵實際所承受的最大壓力不一定是前期設計的最大值，但也不能超過最大值的1.5倍。與此同時，施工人員必須按照水下混凝土的既定流程進行連續性的灌注施工。混凝土的坍落度要控制在18 cm～22 cm之間。埋置灌注導管的深度，在原則上要保持在2 m～4 m的范圍內。如果處理溶洞問題時僅僅采用拋填片石和黃土的方法進行樁體的灌注，只要能夠順利地從地面拔起灌注的導管，埋置的深度就可以適當地增大。

1.9 后期的質量檢測

灌注水下混凝土的施工完全結束之后，施工人員還要對所有鉆孔樁柱身上的混凝土進行樁基無損的質量檢測。按照前期施工方案和設計圖紙上的要求，在安裝鋼筋籠的時候就應該預先埋下用于聲測的管線。橋梁樁基的施工完成后，可以通過這些預埋的管線檢測超聲波。一旦發現質量不過關或是存在瑕疵的橋梁樁基，必須馬上從柱身上鉆取一些表層的混凝土，送往相關的專業部門進行技術鑒定。再根據鑒定的詳細結果，分析出產生問題的主要原因，并酌情展開維護保養或是直接返修施工。

2 巖溶地段橋梁樁基施工過程中的技術要點

在巖溶地段橋梁樁基施工的建設過程中，鉆孔灌注樁施工技術的具體作業有兩個基礎性的關鍵步驟，分別是合理布設注漿孔與科學選擇鉆機型號。首先是注漿孔的合理布設。橋梁樁基的注漿孔一般會分布在鉆孔樁的樁側四周。在巖溶地段橋梁樁基的設計圖紙上，顯示為需要鉆孔完全穿過洞頂和洞底的灌注樁，一般會布置4個主要的注漿孔在樁側的附近位置，也就是在4個對稱的方向上布設注漿孔。顯示為只需要部分溶洞深入孔樁內部的灌注樁，則會根據周邊孔樁的具體地質環境，判斷或預測出溶洞的成長趨勢和發育方向，在溶洞成長速度較快和發育狀況較好的一側實施加密鉆孔。然后是鉆機型號的科學選擇。巖溶地段的地質土層具有極為特殊的復雜性。所以，施工人員必須依據不同類型的溶洞成孔，準備好不同的鉆機類型，并且將具體的鉆機類型和溶洞成孔正確地匹配起來。

3 施工過程中的注意事項

本次巖溶地段橋梁樁基施工的地質勘探充分顯現出了溶洞地區及其周邊的地理性質和與之相應的施工規律。施工隊伍在現場進行建設施工的時候，應該注意以下四個方面的問題：1)鉆孔灌樁的施工工藝。施工人員必須重視施工前期的地質勘探資料，對巖溶地段橋梁樁基施工現場的樁位以及樁位所處的地理環境有著宏觀上的整體掌握和微觀上的精準認識。如果技術人員對施工現場的地質情況存有疑問，最好直接向負責前期勘探工作的設計單位提問和咨詢。也可以向業主提出增加鉆孔的要求，以便補充更多的地質情況信息。2)鉆機的合理選擇。技術人員必須綜合而全面地考慮到現場的地理環境、地質情況和勘探資料等多種條件因素，選擇出最科學合理、最符合施工要求的鉆機。一般而言，施工人員在開機之前都應該準備好兩到三套備用或應急的方案。一旦施工現場出現問題，也能靈活應對。3)對塌孔或漏漿等問題的處理。施工人員可以按照預案上的說明，采取回填沖擊或是補漿填充的處理技術進行防治。通過預先準備的應急對策，確保工作人員在鉆機平臺上的基本安全。4)在整個鉆孔、成孔與灌注的過程中做好完整的記錄。竣工后，巖溶地段橋梁樁基施工總結和需要返工時所需的參考資料都依賴于這些數據記錄。

4 結語

巖溶地段的橋梁樁基施工存在著諸多安全隱患。施工人員隨時隨地都面臨著極大的危險。然而，只要施工人員能夠在施工

過程中清楚地認識、掌握到巖溶地段真實的地質狀況，應用科學的施工技術設計出合理的施工方案，并遵照設計方案實施，就能有效降低巖溶地基帶來的危害性，保證橋梁樁基施工的安全性。

[1] 劉艷靈.基于巖溶復雜地質的高速公路橋梁樁基施工技術研究[J].企業技術開發,2014(35):21-22.

[2] 張長亮,王照偉.江門至羅定高速公路巖溶區橋梁樁基施工管理經驗淺談[J].河南科技,2014(11):193-194，199.

[3] 龍萬學,凌桂香.貴州山區高速公路復雜地質條件橋梁基礎設計[J].中外公路,2014(5):138-142.

On construction technique of bridge pile foundation in karst sections

Zhang Yu

(ShanxiLuzhongRoadandBridgeCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

From the survey design, construction of steel casing, drilling, cutting of inner casing, and underwater concrete grouting, the paper introduces the construction craft procedure for the bridge pile foundation in karst section, and sums up the technical points and precautions in the construction, so as to ensure the construction quality of projects.

bridge, pile foundation, karst section, grouting

1009-6825(2016)13-0187-03

2016-02-25

張 宇(1978- )，男，工程師

U443.1

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