巖溶復雜地質環境中公路橋梁樁基施工技術

湯欣、周致開

（江西省公路工程有限責任公司，江西南昌330000）

0 引言

公路橋梁的施工是保障社會經濟發展基礎需求的重要項目內容，但是現階段在我國的眾多公路橋梁建設過程當中均基于復雜地質環境下的因素影響，諸如巖溶地區的復雜地質，使公路橋梁樁基施工面臨著較大的難題，其施工質量難以得到保障，將會影響到其最終的結構穩定性，因此需要全面尋找解決巖溶復雜地質環境下公路橋梁樁基施工的有效技術。

1 復雜巖溶地質環境中公路橋梁樁基施工現狀

公路橋梁是推動社會經濟前進發展的重要結構體現，滿足社會發展中人民大眾的出行需求，且滿足貨物的基礎運輸需要。但是結合實際來講，其中仍舊存在著急需解決的問題。在較為復雜的巖溶地質環境當中，公路橋梁的施工建設面臨著一定的困難。基于巖溶地質環境的特殊性，施工中的樁基沉降會影響到整體工程的質量效果，難以保障公路橋梁質量安全的同時，也會引發其他結構上的安全問題，從而對公路橋梁樁基的維護工作造成一定的影響。在巖溶復雜地質環境當中的公路橋梁樁基如若出現嚴重的沉降問題，不僅會對車輛行駛的舒適度產生影響，同時也會增加交通事故發生的概率，并對行駛的車輛其本身造成一定的影響[1]。因此為了避免在巖溶復雜地質環境當中公路橋梁樁基質量受到影響，需要及時的對涉及復雜地質環境實施必要的處理，采取針對性的技術措施，解決溶洞等地質問題，進而才能夠形成更加安全的交通環境，為我國的經濟持續發展提供基礎保障。

2 巖溶復雜地質環境公路橋梁樁基工程概況

由于在公路橋梁的樁基施工過程當中將會涉及眾多諸如巖溶復雜地質環境，這樣的不良地質將會對工程施工質量造成影響，因此需要保障公路橋梁樁基施工在巖溶復雜地質環境當中也能夠始終呈現出相對較好的技術效果，基于不同發育程度的溶洞實施處理，以保障施工質量。因此將全面結合某公路大橋的施工建設實際案例進行全面研究。該公路橋梁的實際建設長度為3217m，公路橋梁的上部結構應用到預應力簡支混凝土T 型結構，樁基部分則應用到柱形預制墩，墩身最大高度為13m，以及鉆孔灌注樁。應用到的鉆孔灌注樁包括兩種參數形式，一種直徑為1m，另一種的直徑為1.25m。橋跨布置為30+40+32×30+40+30×30+40+12×30+5×40m，樁基最大高度為50m。結合該段公路橋梁的實際建設環境進行研究，其中巖溶地質環境當中鉆孔的實際數量達到316 個，平均100m 左右設置一個鉆孔，巖溶地質環境當中的溶洞實際數量占比達到40%，眾多的溶洞當中70%以上的則為全空洞，流塑性黏土填充溶洞數量達到14.5%，剩余的溶洞則相應的填充硬塑性黏土。

3 公路橋梁樁基在巖溶復雜地質環境中的施工技術

3.1 施工難點

基于成孔施工的難度相對較高，且又因公路橋梁處于巖溶地質環境當中，在施工過程當中難以及時的勘察地質環境，對于溶洞的分布走向等了解不夠全面，因此在鉆孔過程當中容易出現坍塌或是跑漿的眾多問題[2]。鉆孔完成后，清孔工作實際形成的工作難度相對更大，基于深樁孔結構，導致實際的沉渣相對增加，因此清孔工作需要消耗較長時間，如若處理不當則會影響到整體施工進度，進而出現施工滯緩現象。且由于樁基的鉆孔深度相對較大，因此在實際施工過程當中的水泥材料應用隨之較多，且基于關注時間相對較長，往往會促使混凝土材料質量出現變化，在施工過程當中難以形成良好的控制效果，致使混凝土坍塌的概率逐漸提升，同樣也是樁基施工中最困難的部分。

3.2 施工順序

基于巖溶地質環境的特性，在鉆孔時需要相應的選擇發育程度相對較低，且孔深小、水量少的位置，按照嚴格的施工順序實施鉆孔施工。首先需要對施工場地實施整平處理，做好鉆孔所需的放樣測量，開挖井口，對井口實施混凝土澆筑施工，并對首節樁孔實施挖掘，支模并對孔洞進行澆筑，完成后對樁體的軸線以及標高進行測量，安裝鉆孔機，并對后續的樁孔進行鉆進挖掘，卸除第一節樁孔的護壁，這樣完整的過程實施重復施工處理，進而保障每一個樁基的孔洞深度都達到工程的實際建設標準。

3.3 挖掘樁孔

在挖掘樁孔前首選需要埋設護筒，結合孔洞直徑，選擇厚度相適應的鋼板實施護筒的制作，保障其始終處于圓柱形，避免在施工過程當中出現變形問題，同時需要保障護筒的直徑始終大于樁孔。頂部需高出底部0.3m 左右，保障護筒與樁孔的中心位置對齊，偏差需要控制在50mm 之內，垂直傾斜角度需要小于1%。樁孔實際長度需要控制在1m 左右，如果需要直接穿過軟土層，則樁體長度需要控制在0.5m 之內。由于巖溶地質環境中的孔壁處會出現不平整的問題，因此需要降低樁體與圍巖之間的摩擦，應用到水磨鉆的挖孔方式，或是采用爆破法在巖層相對較硬的環境當中實施施工處理。

3.4 護壁

結合巖溶地質環境的復雜特性，因此在實際當中的樁基施工需要應用到C25 混凝土實施樁基護壁施工，以保障混凝土具有高強度，適應施工環境所需。而施工中的混凝土材料拌制施工需要應用強制拌和機，并由人工將拌和完成的混凝土澆筑到模板當中，隨后實施振搗施工處理。混凝土實際應用到的模板則為依據工程所需厚度自制的鋼板，將四塊鋼板拼接形成完整的護壁模板。樁基施工中的任何一個環節完成之后，都需要在樁孔位置應用到全站儀實施放樣處理，通過基線的十字網對軸線實施精準的控制，進一步保障其實際的應用效果。

3.5 溶洞處理

3.5.1 工藝概述

在涉及巖溶復雜地質環境的實施公路橋梁的樁基施工過程當中，需要及時對溶洞實施必要的處理，其中最為常見的應用處理工藝就是拋填筑壁法。在尚未接觸到溶洞時，需要應用勻速鉆機實施鉆孔處理，逐漸接觸到溶洞時，相應的停止，并向溶洞內部拋填黏土片石，完成有效的填筑之后，做好沖孔處理，才能夠達到密實溶洞的作用。實施重復沖孔處理，保障溶洞形成高密實的效果，且孔道內部保持呈現相對較為穩定的液面效果，才能夠形成良好的填充效果。拋填筑壁法溶洞處理如圖1所示。

圖1 拋填筑壁法溶洞處理

3.5.2 空洞及中型填充溶洞處理

針對這樣的溶洞問題實施必要的處理，基于其實際當中存在的溶洞滲透力相對較小的特征，一般情況下需要應用到黏土片石拋填法，這一技術的應用效果呈現出相對較好的性價比，且實施循環拋填處理的次數需要以最終的溶洞密實度檢測結果為標準，保障其始終處于高密實狀態，才能夠順利實施后續的樁基施工建設。相較于一般的護壁施工處理技術來講，這一技術呈現出更高的性價比效果，所應用到的黏土片石等材料其成本相對較低，為公路橋梁的樁基工程節約經濟成本，達到更好的經濟效益[3]。

3.5.3 大型串珠水通溶洞處理

在巖溶地質環境當中遇到的眾多大型溶洞，或是溶洞之間形成聯通效果的現象，僅僅依靠單一的黏土片石實施處理難以形成良好的密實效果的同時，溶洞的洞壁結構穩定性得不到相應的保障，容易在樁基施工過程當中出現嚴重的坍塌現象，影響施工安全的同時，拖延施工進度。同樣實施單一的鋼板護壁施工則對于擠壓推動力的要求相對更高，無法形成性價比更高的工藝效果，并且無法保障后續溶洞不會出現變形開裂等問題。基于實際研究分析，最終需要應用到拋填筑壁法結合鋼板護壁的雙重建設效果，才能夠對這樣的溶洞實施良好的處理。

3.5.4 拋填筑壁法施工特征

黏土片石的溶洞處理技術所呈現出的技術特征則表現為缺少連續性效果，且施工處理效率相對較低，無法保障良好的施工進度以及質量效果，容易導致溶洞出現嚴重的塌孔問題。因此在實際當中需要應用到該技術實施溶洞處理，則需要進行反復施工，增加處理次數，并對水頭實施嚴格的控制，防止施工地面出現嚴重的沉降現象。基于該工程項目當中的實際應用效果來講，一般的公路橋梁樁基施工當中需要應用到12 次以上的循環應用次數才能夠保障溶洞的高效密實效果。但是在該工程當中，最終基于不恰當的施工組織，促使地基出現明顯的沉降問題，對于溶洞的處理并未形成有效的解決成果。

而相應的，應用到的黏土片石其材質相對較硬，在實施重復循環回填的過程當中無法形成高效的流動滲透效果，促使溶洞的處理過程擴散效果不佳，促使溶洞的實際回填部位出現明顯的通道印記，進而在后續實施混凝土的澆筑施工環節時，以超過黏土的實際流動效果促使填筑空間當中難以充分獲取到混凝土材料。繞過預留空間，最終難以形成良好的溶洞密實效果的同時，促使混凝土澆筑過量，增加了公路橋梁樁基的自重。

3.5.5 優化處理措施

在溶洞頂部挖穿頂蓋之后，及時抽干溶洞當中所殘留的水分，并應用到砌塊結合工程當中的樁基實施參數與形狀，在溶洞的外圈實施砌筑，按照樁基實際的孔徑參數，安裝模板結構，做好混凝土護壁澆筑處理，注意砌塊的密度，避免存在較大的空隙造成混凝土的空流影響結構穩定性。結束鉆孔施工環節之后，全面清理樁基孔洞內部的殘渣，將預制好的鋼筋籠安裝到對應的位置當中，隨后實施水下的混凝土灌注處理。灌注施工環節需要保障連續不斷，且按照嚴格的質量標準實施，避免任何基于施工不標準而出現的質量問題。

3.5.6 溶洞處理原則

結合文中的實際案例進行分析，針對各種不同的溶洞其實際的處理方式需要進行多方位的考量，進而保障形成相適應的溶洞處理效果才能夠保障后續的樁基施工更加順利，基于這樣的需求，各種不同的溶洞處理方案詳細內容，溶洞不良地質處理方案明細如表1所示。制定適應不同溶洞的處理方案才能夠保障良好的密實效果，進一步保障樁基結構的穩定，避免地基沉降。

表1 溶洞不良地質處理方案明細

3.6 水下混凝土灌注

結束鋼筋籠的安裝，則進入到公路橋梁樁基施工的最后環節，實施水下的混凝土灌注施工，作為在公路橋梁樁基施工環節當中最為關鍵的環節之一，對于公路橋梁的質量具有直接影響力，因此，在施工過程當中需要嚴格執行施工計劃。首先，精準安裝導管與漏斗，將首車混凝土材料進行灌注，基于相對較大的混凝土坍落效果，擠壓出管道內部的水分，且導管的安裝位置需要處于混凝土2m 以外。其次，保障不間斷地灌注施工，對灌注深度實施嚴格的控制監管，導管的實際埋設深度需要達到6m 左右。隨后提升導管，這一過程需要保障導管始終處于中心位置當中，避免其接觸到鋼筋籠造成損壞，導管最小限度的提升高度為2m，且需要在15min 內完成拆除施工處理，否則將會影響到灌注質量。在提升過程當中，注意速度控制，需要始終處于相對較為緩慢的狀態，勻速提升。觀測混凝土的澆筑面與鋼筋籠的實際距離，處于10cm 范圍內則需要加速灌注，避免過量灌注，避免鋼筋籠上浮。最后，完成灌注施工之后，及時檢測樁基高度，需要高于預設高度70cm 左右，清理樁基，保障良好的施工質量效果。

4 結語

基于某公路橋梁的實際樁基施工案例進行全面分析其處于巖溶復雜地質環境當中的施工技術，其中最為關鍵的就是對于溶洞的處理，需要結合不同的溶洞特征實施針對性的處理，避免地基沉降影響樁基施工質量，進而確保公路橋梁的整體施工質量。