橋梁樁基特殊溶洞處理方法的探討與應用

寇東蘭

中鐵十七局集團第六工程有限公司 福建三明 3650000

1 巖溶區橋梁工程概況

1.1 橋梁概況

巖里大橋總長277m，橋型布置為（4×40+3×40）PC連續T梁，下部構造為柱式墩配樁基礎；設計共38根樁基，樁徑分別為Φ1.5m、Φ2.0m 和Φ 2.2m，樁長為 36-64m，大部分為端承樁，設計樁基全斷面嵌入中風化巖層0.5m。橋型布置如圖所示。

巖里大橋橋型布置圖

1.2 地質概況

橋址區主體位于剝蝕丘陵山體，中部間夾山間凹谷，地形起伏平緩，為隱伏巖溶區，局部山勢陡峻。地層由上而下依次為：第四坡積層（Qd1），下伏基巖二疊系童子巖組（P1t）炭質泥巖、二疊系棲霞組（P1q）石灰巖，橋區棲霞組石灰巖體巖溶十分發育，對橋梁基礎形式選擇及樁長影響較大[1]。

1.3 地質概況

橋址區主體位于剝蝕丘陵山體，中部間夾山間凹谷，地形起伏平緩，為隱伏巖溶區，局部山勢陡峻。地層由上而下依次為：第四坡積層（Qd1），下伏基巖二疊系童子巖組（P1t）炭質泥巖、二疊系棲霞組（P1q）石灰巖，橋區棲霞組石灰巖體巖溶十分發育，對橋梁基礎形式選擇及樁長影響較大。

2 鋼護筒處理措施概述

（1）對較小溶洞，先對溶洞頂部成孔，再跟進鋼護筒至粉砂層底的基巖頂，然后用小沖程鑿穿溶洞頂板，若鉆進過程中泥漿損失較慢，應及時補充泥漿，并拋填片石、粘土塊或C20砼充填擠實后再鉆進。

（2）對較小溶洞，在鑿穿溶洞頂板，先跟進鋼護筒至溶洞頂，再用小鉆頭鑿穿溶洞頂板，若鉆進過程中泥漿損失較快，必要時可采取慘加速凝劑或水玻璃的水泥砂漿、C20混凝土進行封堵，并應及時補充泥漿。

（3）對于溶洞高度較大，采用下鋼護筒跟進鉆孔，輔以片石、粘土塊或C20砼封堵的方法。對于糖葫蘆串珠狀的溶洞，根據情況采用多層鋼護筒遞進的方法鉆進[2]。

3 鋼護筒跟進施工方案

鋼護筒壁厚δ=12-18mm的鋼板，孔深10米以下時采用12mm厚的鋼板，孔深10-30米時采用14mm厚的鋼板，孔深30米以上時采用18mm厚的鋼板，在廠家用機械集中卷制加工制作，焊縫全部為雙面坡口，每節制作長度為4.5-7.5米，制作內鋼護筒的內徑D′=d+20cm（d為設計樁徑）。下置鋼護筒的目的：主要是防止貫通溶槽的漏漿而造成砂質覆土層以及地表層的塌孔，首先將設計樁徑的鉆頭擴大20cm（例如：φ1.6m的鉆頭擴大至φ1.8m），正常鉆進至溶洞上方約1m處，采用汽車吊輔助振動錘等打入設備，將鋼護筒分節打入土層中至巖面。

4 鋼護筒吊裝方案

4.1 起重機械的選擇

根據施工組織要求本工程鉆孔樁分項工程的內鋼護筒吊裝工作應安全、及時和準確，結合現場場地的具體情況以及機械使用等綜合考慮選用汽車起重機，初步按照規格型號為QY32、最大額定起重量為32T的吊車進行力學計算[3]。吊裝工程用起重機型號主要根據工程結構特點、構件的外型尺寸、重量、吊裝高度、起重（回轉）半徑以及設備和施工現場條件確定。

4.1.1 起重機起重量計算

4.1.2 起重機起重半徑計算

對某些安裝就位條件差的中、重型構件，起重機不能開到構件吊裝位置附近，吊裝時還應計算起重半徑R，根據Q、H、R三個參數選定起重機的型號。

起重機的起重半徑一般可按下式計算：

4.2 吊鉤

吊鉤是專用吊具中的重要組成部分，除要承受吊物的重量外，還要受到起升和制動時產生的沖擊載荷。所以吊鉤必須具有較高的機械強度和沖擊韌性，一般選用20號優質碳素鋼經鍛打等熱處理加工制作而成。在起重吊裝作業中，吊鉤必須裝設防止脫鉤的安全保險裝置。本吊裝方案中根據施工要求，其吊車的吊鉤須設主、副吊鉤。吊鉤使用要求如下：①吊鉤應是按吊鉤的技術條件和安全規范要求生產制造的，應具有質量合格證書，否則不允許使用。②吊鉤在使用中應按起重機械安全規范要求進行檢查、維修，達到報廢標準的必須立即更換。③吊鉤不得超負荷進行作業。④起重機械不得使用鑄造的吊鉤。⑤吊鉤表面應光潔、無毛刺、裂紋、銳角和剝裂，使用過程中應經常檢查吊鉤有無裂紋或嚴重變形，有無嚴重腐蝕及磨損現象。

5 結語

對橋梁工程樁基特殊溶洞處理技術進行詳細探究，有利于促進該項技術的應用。首先介紹了鋼護筒處理措施概述，然后結合工程實例，對鋼護筒跟進施工方案、鋼護筒吊裝方案、鋼絲繩的選擇進行分析，這樣才能提高橋梁樁基溶洞施工質量。