橋梁施工樁基溶洞處理

　　 1 樁基溶洞處理主要方案 

　　 在不同地質(zhì)條件下，針對(duì)溶洞的具體特點(diǎn)，橋梁樁基溶洞處理的主要方案包括以下幾種： 

　　 1.1 挖孔樁施工方案。挖孔樁施工方案適用于樁基土壤沒(méi)有較厚的砂石層或砂層，并且溶洞地下水位偏低。 

　　 1.2 鉆孔樁施工方案。鉆孔樁施工方案適用于樁基土壤中存有較多的砂石、中粗砂、碎石等，并且有大量地下水涌出。 

　　 1.3 護(hù)筒跟進(jìn)施工方案。護(hù)筒跟進(jìn)施工方案適用于樁基溶洞上方的砂礫層較厚的情況。以護(hù)筒跟進(jìn)樁基，可以有效防止孔壁的坍塌。 

　　 1.4 挖鉆結(jié)合施工方案。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較為復(fù)雜，采用挖鉆孔施工方法時(shí)，由于無(wú)法掌握地下水位的具體情況時(shí)，可以采用挖鉆結(jié)合的方案方法。 

　　 2 樁基溶洞處理施工方法 

　　 2.1 適用于鉆孔處理的溶洞 

　　 沖擊鉆取孔施工方法下，遠(yuǎn)離樁位置設(shè)置沖擊鉆的支撐點(diǎn)，不能取可能導(dǎo)致溶洞坍塌范圍內(nèi)的支點(diǎn)，因此，需要估算鉆機(jī)支撐點(diǎn)的安全距離。嚴(yán)禁直接在孔口安置鉆機(jī)，而且鉆機(jī)必須用繩子牢固綁拉。當(dāng)鉆機(jī)安裝到位后，鉆機(jī)的頂部和機(jī)座應(yīng)保持平穩(wěn)，開(kāi)機(jī)狀態(tài)下不產(chǎn)生位移或沉陷。 

　　 2.1.1 當(dāng)鉆機(jī)打至距溶洞頂約1米時(shí)，必須準(zhǔn)備充足的片石材（厚約5?20厘米）和粘土。粘土和水作成球狀（直徑15?20厘米）。如溶洞為半填充和非填充的溶洞，還應(yīng)備足水源。此外，鉆機(jī)在作業(yè)到1-1.5米時(shí)內(nèi)應(yīng)當(dāng)變換沖程，逐漸擊穿溶洞頂部，防止鉆頭被卡。 

　　 2.1.2 密切觀察鉆孔施工的進(jìn)度。當(dāng)即將鉆穿溶洞頂部之前時(shí)，必須派專人觀測(cè)護(hù)筒里泥漿表面的情況。一旦發(fā)現(xiàn)泥漿面迅速下降，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充水。 

　　 2.1.3 對(duì)于樁基下的大型、特大型溶洞或半充填溶洞，且上方有厚礫石層時(shí)，為了因防止泥漿流失導(dǎo)致的孔壁坍塌，宜采用護(hù)筒跟進(jìn)的施工方法。 

　　 2.1.4 對(duì)于小型溶洞或?qū)哟谓Y(jié)構(gòu)的溶洞，為了防止樁基下的溶洞與其它溶洞合成一個(gè)大洞或形成葫蘆狀，如有需要，可先以低標(biāo)號(hào)的級(jí)混凝土進(jìn)行灌注，待樁基下的溶洞有所增加后再進(jìn)行施工。 

　　 2.1.5 鉆孔施工結(jié)束后，應(yīng)先對(duì)鉆孔的直徑、深度、形狀、垂直度以及孔底的地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)的比較，并檢查孔底深層次泥漿沉積厚度。待所有項(xiàng)目均由監(jiān)理工程檢查合格后，方可進(jìn)行清孔。 

　　 2.2 適用于挖孔處理的溶洞 

　　 2.2.1 樁基孔壁支護(hù)設(shè)計(jì)與施工。為了確保施工過(guò)程的安全性，樁基孔壁應(yīng)用鋼筋混凝土進(jìn)行防護(hù)，內(nèi)部和外部的結(jié)構(gòu)呈齒形，鋼筋放置在孔壁的內(nèi)側(cè)，厚度為15厘米。一般采取現(xiàn)澆混凝土的方法，施工中選用自制鋼模板，孔壁的每段由三塊鋼模板的組裝形成。在澆注混凝土?xí)r，先拆卸上一節(jié)的模板再用到下一節(jié)中，以此自上而下的進(jìn)行周轉(zhuǎn)。U形卡將每塊模板進(jìn)行連接，上部和下部由槽鋼圈固定緊密，不再另行設(shè)支撐物，方便混凝土的澆筑和下段的挖掘施工。 

　　 2.2.2 開(kāi)挖井孔。挖掘井孔時(shí)，為了增大孔壁的摩擦力，應(yīng)盡量使孔壁不平整。具體的開(kāi)挖方法視土壤的性質(zhì)決定：土壤屬于亞粘土或粘土等不透水層，比較適宜挖孔，挖孔工具選用短柄鐵鍬，開(kāi)挖深有1米左右應(yīng)立即用鋼筋混凝土作護(hù)壁；土壤屬于礫石、碎石、粉性粘土等半透水層或透水層時(shí)，每開(kāi)挖1.0-0.5米左右就必須快速做好護(hù)壁，以防止塌孔。工程施工到砂層時(shí)，每20厘米在上層的護(hù)壁外打入直徑20的鋼釬，并在鋼釬上用草袋進(jìn)行防護(hù)，待水被抽干后再澆筑混凝土，每節(jié)的最大施工高度不超過(guò)每節(jié)0.5米。 

　　 施工作業(yè)人員在挖孔進(jìn)尺距離頂面約1米的時(shí)候，需要系好有可靠連接的安全帶。在有可靠安全帶的保障之后，采用鉆孔的辦法來(lái)檢測(cè)內(nèi)部承壓水是否存在，如果其內(nèi)部有承壓水就需要等待至其流盡后，再采取措施抽水并接著開(kāi)挖。當(dāng)溶洞的頂蓋打通，我們可以排除洞內(nèi)的水或者泥漿之后，將小動(dòng)物活體放入其中三十分鐘，如果小生物依然活著且正常就可以讓工作人員進(jìn)入其中。依照工作人員在溶洞中的檢查情況，可以考慮使用磚砌外圈，改外圈需要有足夠的厚度與剛度。在此之后可以采用立模澆筑鋼筋混凝土來(lái)保護(hù)。當(dāng)處理完這些之后方可往下挖進(jìn)。 

　　 進(jìn)入溶洞后，要根據(jù)溶洞內(nèi)填充物的情況分別采取不同的措施。若為空溶洞，首先將積水抽干，用磚砌外圍，然后立模澆筑鋼筋混凝土；若溶洞內(nèi)有填充物，則根據(jù)填充物的種類分別采取不同的措施： 

　　 a.填充物是中粗砂、粉細(xì)砂時(shí)，挖進(jìn)時(shí)應(yīng)淺進(jìn)尺，強(qiáng)支護(hù)，沿上層護(hù)壁外圍每20厘米打入直徑20毫米的鋼釬，然后鋼釬上綁扎草袋作為防護(hù)，每節(jié)最大高度0.5米。 

　　 b.填充物為軟塑狀黏土、含碎石粉質(zhì)黏土?xí)r，采用短柄鐵鍬進(jìn)行開(kāi)挖，每挖深1米左右就及時(shí)護(hù)壁。 

　　 3 溶洞處理的其他方法 

　　 對(duì)于一些地質(zhì)構(gòu)造特殊的溶洞，當(dāng)其裂隙發(fā)育較廣，用灌注低標(biāo)號(hào)混凝土填堵無(wú)法封住裂隙時(shí)，可采取注漿措施，提供成孔條件穿過(guò)溶洞。 

　　 3.1 根據(jù)地質(zhì)情況在每一根樁的中心位置或橋墩承臺(tái)的四角鉆注漿孔，鉆注漿孔也是對(duì)地質(zhì)情況的進(jìn)一步勘探，通過(guò)取芯探明溶洞的高度及填充物的詳細(xì)情況。 

　　 3.2 用注漿泵注漿，注漿壓力不宜太大，控制在0.5兆帕～1.0兆帕范圍，具體壓力值由現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。速度為15升／分鐘～20升／分鐘，其目的是使?jié){液滲透到填充物內(nèi)(包含灌入的砂或碎石)，然后固結(jié)，滲透最小直徑定為3.0米，以保證沖鉆成孔時(shí)有足夠的固結(jié)體。 

　　 3.3 單花管注漿，管頭花管段長(zhǎng)度為100厘米，孔眼直徑和問(wèn)距根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試孔后確定，注漿管外徑為70毫米，比鋼套管內(nèi)徑要小。注漿時(shí)，通過(guò)注漿泵上的PQ儀分析確定注漿的速度和結(jié)束時(shí)間，壓入量根據(jù)滲透半徑、固結(jié)體積來(lái)計(jì)算，公式為： 

　　 Q= πR2Hβμα(1-γ)λ 

　　 其中，R為滲透半徑；H為溶洞高度；μ為填充物的孔隙率；α為超灌系數(shù)；λ為地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；γ、β分別為充填率與充填系數(shù)。這些參數(shù)和系數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。 

　　 3.4 為防止?jié){液流失太遠(yuǎn)造成浪費(fèi)，采用間歇注漿方式，使得先注入的漿液與砂子(或碎石)初步達(dá)到膠結(jié)后再注漿，循環(huán)注漿多次，直至達(dá)到規(guī)定最小注漿量和注漿壓力控制值為止。 

　　 3.5 注完一個(gè)孔后，繼續(xù)對(duì)其余孔進(jìn)行注漿，后注漿的壓力必須調(diào)高，最后封孔。注漿順序依據(jù)施工情況自行掌握。 

　　 4 結(jié)語(yǔ) 

　　 溶洞處理是橋梁樁基施工中難度較大的技術(shù)問(wèn)題，由于其具有不可預(yù)見(jiàn)性、復(fù)雜性、危險(xiǎn)性等特點(diǎn)，在處理過(guò)程中應(yīng)綜合分析各種資料和數(shù)據(jù)，針對(duì)不同的溶洞類型制訂相應(yīng)的處置方案，對(duì)隨時(shí)出現(xiàn)的新情況做好充分的準(zhǔn)備。 

　　 參考文獻(xiàn)： 

　　 [1]交通部第一公路工程局.公路施工手冊(cè)(橋涵)[M].北京：人民交通出版社，2000. 

　　 [2]JTJ041―2000，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S]. 

　　 [3]彭鯤，易武.巖溶地區(qū)橋梁樁基礎(chǔ)施工方案研究[J].山西建筑，2008，34(36)：318―319.