分析巖溶地區橋梁樁基處理技術

曾貴海

摘要：隨著交通基礎設施建設發展，巖溶地區建設項目逐漸增多，文章以實際工程項目為例，分析了巖溶地區橋梁樁基的施工技術相關措施，并提出了巖溶地區橋梁樁基施工質量控制方法，以確保巖溶地區的橋梁安全與質量。

關鍵詞：巖溶地區；地基處理；樁基施工技術

引言：

巖溶地區，是阻礙各類工程項目施工建設水平正常發揮的復雜地質條件。因為溶洞的存在會使得樁基的承載能力受到影響，豎向變形變得難于控制，變形過大會影響樁端巖溶頂板的穩定性，可能造成溶洞坍塌，有損橋梁質量。因此，施工技術人員應從問題角度出發，明確問題產生原因基礎上，對可實現技術的運用效果控制。

一、工程概況

武廣（韶關段）高鐵沙園特大橋和新街水特大橋工程采用的鋼筋混凝土樁，以及本標段路基，部分地段設計采用CFG樁基加固基礎，本標段位于巖溶地區，根據水文、地質資料和地勘資料，本段落溶洞發育。高鐵地基基礎要求高，要求達到“0”沉降，為使巖溶地區高鐵橋梁和路基達到設計標準，在施工建設過程，施工人員需在明確工程地基處理原則的前提下，對采取的地基處理與樁基施工技術進行質量控制。

二、巖溶地區橋梁樁基的施工特點與施工方案的確定：

（一）巖溶地區樁基施工過程中主要有以下特點：

1.溶洞分布較廣，幾乎每個承臺均分布有溶洞，且大部分為串珠狀，在鉆進過程中會出現多次反復漏漿。

2.溶洞不整齊，頂板和底板上下交錯，高低不平，鉆進溶洞頂板及底板時存在偏孔甚至于卡錘、埋錘的情況。

3.有些溶洞中有裂隙水流動，在鉆進過程中一旦漏漿會出現投入孔中大量片石及粘土，有些溶洞需回填大量水泥進行填充，但泥漿面上升不明顯的現象。

4.混凝土澆筑過程中，混凝土面上升不明顯，且超方量較大。

5.樁基混凝土澆注完后混凝土面出現沉降。

（二）實踐證明在處理高鐵橋梁工程巖溶地區地基環境時，相關人員需對涉及地區的地質鉆探情況進行掌握，并通過實地考察，對巖溶地區地基的具體施工環境有個全面的了解。在此勘察后確定施工方案如下：

1.根據設計圖紙及地質資料將溶洞劃分等級分別為：小于5m小型溶洞；5m-10m中型溶洞；10m以上大型溶洞，并報監理、設計單位核實。

2.當樁頂土層多為細砂、中砂、粗砂、礫砂、細圓礫土、粗圓礫土等時，樁孔口鋼護筒可加長至6m。

3.根據不同的溶洞等級采取不同的施工處理措施：溶腔高度大于10m時，直接鋼護筒跟進，直至穿越該溶腔底1m后停止跟進，鋼護筒直徑按鉆孔樁直徑增加10cm確定，壁厚14mm；當溶腔高度在5-10m時，參建四方現場踏勘后協商確認是否采用鋼護筒跟進或采用灌注C15水下混凝土封閉，砼添加速凝劑；溶腔高度小于5m時，采用回填片石、粘土、水泥進行填充。

三、巖溶地區橋梁樁基施工處治措施

（一）溶洞處治措施。

片石黏土封閉法是巖溶地區溶洞樁最常用的溶洞處理方法，特別是針對溶洞內為空洞、半填充、流塑狀全填充或軟塑狀全填充時（溶洞高度小于等于5m），效果非常明顯，采用片石黏土（7∶3）填塞；溶洞內為硬塑狀全填充時，不論溶洞多高，均不處理。在施工過程中應當對照地質圖進行施工，當鉆至距溶洞頂1m左右時，減小沖擊鉆沖程，控制在0.5～0.8m，通過短沖程快頻率沖擊的方法逐漸擊穿溶洞，溶洞一被擊穿，孔內水頭迅速下降，這時立即向孔內補充泥漿，泥漿比重宜控制在1.4以上，同時提鉆至孔口，并向孔內投入片石、黏土塊，必要時可摻入適量水泥、燒堿和鋸末，使回填物以最快速度沉入孔底，沖錘擠壓，封堵裂隙，使孔底形成黏結力較強的混合料填充溶洞并起到護壁作用。待孔內水頭穩定后，繼續鉆進。

（二）裂隙處置措施。

在裂隙發育的段落，施工過程中有可能出現漏漿現象，如果回填不及時就會出現塌孔現象，因此在樁基鉆孔施工過程中務必嚴密監控孔內水頭，當發現水頭出現下降時，迅速提鉆2～3m，同時向孔內投入黏土塊和少量水泥來調整泥漿稠度；當水頭下降較快時，需要迅速采取補水來保證孔內水頭壓力，然后將片石黏土按照體積比為1∶1的比例往下投2～3m，待孔內水頭穩定后，繼續鉆進。

（三）采取合理鉆孔方式。

在進行橋梁樁基地層鉆孔的過程中一定要科學的選擇鉆孔的方式，在鉆孔過程中如果遇到裂縫或者溶洞，應當時刻的關注鉆孔的進度，控制好鉆頭與溶洞之間的距離，當鉆孔距離溶洞頂部2m左右時，應當降低鉆機的沖程，并且在鉆孔過程中增加泥漿的比重、降低鉆孔的速度，這樣能夠一點一點的將溶洞頂部鉆透，避免溶洞頂部因為鉆頭沖程過大而引發卡鉆。

在進行樁基鉆孔的過程中，有時候會遇到斜巖，斜巖一旦處理不當將會導致孔樁的施工工期受到極大的影響。在進行斜巖的施工時一定要控制好鉆孔的過程，其是孔樁施工中的一項重難點，在施工時應當根據斜巖的地質狀況來制定恰當的處理方案。在鉆孔的過程中應當注意樁孔的鉆進情況，一旦發現存在偏空過大的情況應當立刻進行糾正，一般可以在孔洞內回填一些較大并且較為堅固的片石。與此同時還需要對于孔洞鉆進的速度進與頻率進行調整，并控制好提錘的高度，一般而言提錘高度控制在0.5～0.7m之間最為適當。修正偏孔后，按正常方式進行鉆孔。

（四）單層鋼護筒跟進法。

單層鋼護筒適用于高度在3～5m之間的溶洞，溶洞頂以上覆蓋層厚度在20m以下的單個溶洞；或串珠狀溶洞，溶洞間巖層總厚度小于3m，溶洞內為空洞、半充填、流塑狀全填充或軟塑狀全填充時，單層鋼護筒施工法。在應用單層鋼護筒跟進法進行施工時應當對照地質圖，采用符合鋼護筒外徑的沖擊鉆頭鉆孔至距溶洞頂1m左右時，下放鋼護筒至鉆孔底，再換符合樁基直徑的沖擊鉆頭，采用小沖程繼續沖砸，直至擊穿溶洞，然后利用導向振動錘將鋼護筒振動下沉至溶洞底部。為防止灌注的樁基混凝土流失，同時防止溶洞內的水流對混凝土沖刷造成混凝土離析后斷樁的事故，應先采用C15混凝土進行水下灌注封底，灌至溶洞底以上2～3m，待達到一定強度后，重新沖孔至設計標高，成孔。

（五）科學變更樁基形式。

當挖、鉆孔樁在穿插溶洞進入樁基巖層中，其深度至少大于5倍的樁徑，如果真實值小于該標準要求時，應結合實際地質資料來進行驗算或加深。如果橋梁樁尖出現下伏溶洞的情況，在進行穿插溶洞或將樁尖置于溶洞上頂面之前，應當根據經驗和驗算設計。在一般情況下如果基巖完整上頂面板厚度大于15m，溶洞與頂板厚的孔徑比不小于2時，不必處理橋梁樁基的基底溶洞，應該將樁基直接穿插溶洞。

四、巖溶地區橋梁樁基質量控制

（一）塌孔、縮孔。

如果在具體的施工階段，發現存在著泥漿大幅度流失導致塌孔現象，應該第一時間進行補漿補水處理，同時要留有適量的水頭，以最快的速度進行堵漏處理。在其中加入足夠的黏土、片石，同時借助于鉆頭進行擠密處理。當所有的漏漿消失之后，可以進行鉆進。

（二）鉆孔偏斜。

施工階段經常會遇到溶洞分布不均勻以及裂隙不規則的問題，在鉆機的時候，會出現鉆孔偏斜問題，在鉆孔時，一旦發現沖擊鋼繩有規律的向另外一側偏移的時候，應該及時往其傾斜的地方進行片石的拋填處理，同時借助于小沖程進行沖擊處理，直到鋼絲繩恢復到正常狀態。如果采取這種辦法還是不能夠將偏斜問題排除，可以采用水下爆破的方式進行糾偏處理[1]。

（三）漏漿。

如果孔內的泥漿大范圍流失，則可以斷定其屬于漏漿現象，一旦發生漏漿現象，應該第一時間把鉆頭提出，同時以最快的速度往孔內補漿或補水，從而確保孔內漿面的高度。假如漿面還是在不斷地下降，則應該利用片石、黏土與水泥混合，混合完成之后，第一時間進行拋填施工，然后再對漏漿情況進行認真仔細的檢查，拋填是可以循環往復進行的，直到漏漿問題完全解決到位。

五、結束語：

在巖溶發育地區進行橋梁鉆孔樁施工的時候，要做好認真仔細的地質調查工作，應該熟悉的掌握巖溶具體的發育情況，進而結合工程的具體情況，制定出最為科學合理的施工方案，將溶洞的處理工作做到位。在具體的施工階段，一旦發現任何問題，應該及時進行分析與研究，盡快采取措施進行處理，從而更好的確保橋梁樁基工程的施工質量。

參考文獻：

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