公路橋梁樁基溶洞處理的技術(shù)分析

關(guān)鍵詞：公路橋梁；樁基溶洞；防治技術(shù)措施 

　　工程概況 

　　該段高速公路全長33.066km，路基寬33.5m，許多橋梁均通過巖溶區(qū)。施工項目第15合同段處于石灰?guī)r地區(qū)， 橋位地層由第四系沖積層及海陸交互沉積層、下石炭統(tǒng)灰層、炭質(zhì)灰?guī)r、粉砂巖及其風(fēng)化層組成。沉積層主要由亞粘土、粗細(xì)砂、淤泥質(zhì)粘土、礫砂等組成，基底巖石絕大部分為灰?guī)r，僅局部為粉砂巖，巖面略有起伏，灰?guī)r分布區(qū)巖溶發(fā)育。橋梁樁基設(shè)計大部分為嵌巖樁，鉆孔資料顯示本標(biāo)段橋位大部分處隱伏巖溶分布區(qū)，土洞、溶洞發(fā)育，溶土洞多達(dá)102個，洞大小不一，洞高約0.2～8.0m。由于工程地質(zhì)勘察無法做到一樁一孔，為此，我們進(jìn)行地質(zhì)勘察補(bǔ)鉆后，依據(jù)變化的施工實(shí)際資料，按樁基溶洞處理原則采取相應(yīng)防治措施。 

　　1、溶洞地質(zhì)樁基的施工方法 

　　1.1常規(guī)成孔法：若溶洞內(nèi)充填物為可塑或軟塑的亞粘土，并且溶洞不漏水，這時不管溶洞有多大，也不管溶洞垂向數(shù)量多少，可不考慮溶洞的存在，而按照正常的地質(zhì)情況施工，可以采用沖擊鉆成孔。 

　　1.2片石粘土筑壁法。溶洞內(nèi)無充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以內(nèi)，但存在嚴(yán)重漏水，護(hù)筒內(nèi)水頭高度不能保持時，可采有片石加粘土（按1：1體積比）回填沖擊，使其形成泥石護(hù)壁。青綏特大橋、軍營跨線橋以及K97+069通道橋大部分樁基是采取這種方法成孔的，這也是個比較成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工時，鋼護(hù)簡必須穿透砂礫及卵石層等透水層，沉放在不透水的亞粘土層上，這樣可以防止由于溶洞漏水引起水頭高度急劇下降而造成的坍孔。 

　　1.3鋼護(hù)筒跟進(jìn)法。溶洞較大，洞內(nèi)無充填物或流塑充填物，漏水很嚴(yán)重，采取片石加粘土反復(fù)打密，仍然無法形成泥石護(hù)壁的，可采取鋼護(hù)筒跟進(jìn)法施工。該方法就是一邊沖孔，一邊接高護(hù)筒，并且將其震動下沉至已鉆成的孔內(nèi)，用以隔斷溶洞內(nèi)流塑充填物或水的活動。鋼護(hù)筒跟進(jìn)有兩種施工方法。一是沖擊鉆成孔鋼護(hù)筒跟進(jìn)法。還有一種情況就是樁孔穿過多個溶洞，并且均已成功造壁，在下面沖孔時，上面已形成的泥石護(hù)壁坍塌漏水并且無法解決時，可以鋼護(hù)筒跟進(jìn)到這個溶洞位置堵漏，漏幾個溶洞鋼護(hù)筒跟到幾個溶洞。在距孔口4～5m的位置設(shè)一個導(dǎo)向用的環(huán)形鋼筋，內(nèi)徑也是大于鋼護(hù)筒外徑10mm左右，錨固在砼護(hù)壁上，鋼護(hù)筒沿這兩個定向裝置下滑。 

　　2、坍孔 

　　2.1 預(yù)防坍孔的方法：（1） 在砂層較厚的情況下，分段采用回填片石粘土方式?jīng)_砸固壁，粘土與片石比例為6：4，沖砸過程中，不循環(huán)泥漿，采用0.8m小沖程輕擊慢錘進(jìn)行施工，以減少對砂層擾動，使砂層形成一層堅韌的護(hù)壁，這種方法對砂層較厚的溶洞樁基預(yù)防坍孔比較有效。青綏特大橋18#～27#墩部分樁基都采用了以上方法進(jìn)行護(hù)壁，即使溶洞出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，在回填片石粘土反復(fù)沖擊反復(fù)漏水的情況下，仍可有效防止坍孔現(xiàn)象。（2）采用沖擊鉆沖孔施工時，可將鋼護(hù)筒打設(shè)至亞粘土層上，再繼續(xù)沖擊成孔，也可避免坍孔。 

　　2.2 坍孔的處理方法：（1）當(dāng)成孔深度不大時，可全孔回填粘土，并暫停一段時間后，再深埋鋼護(hù)筒至不透水層方可重新鉆孔。（2）當(dāng)成孔深度較大時，可將鋼護(hù)筒一直打設(shè)至坍孔的嗽叭口下緣的亞粘土層上，護(hù)筒周圍回填粘土，擠實(shí)，再重新鉆孔。 

　　2.3 卡鉆的原因和處理方法：（1）沖擊鉆刃腳磨鈍、孔徑變小，造成卡鉆。應(yīng)經(jīng)常對沖擊鉆進(jìn)行補(bǔ)刃。（2）孔不圓，形成梅花孔。最好用6刃和4刃鉆頭打圓孔，不用一字鉆。（3）鉆頭在沖擊填充的片石時，迸起的石塊將鉆頭和孔壁的空隙擠住，鉆頭不能上下。可用小沖擊鉆沖動，或用沖吸的方法將卡在鉆頭的石碴松動再提出。（4）鉆頭沖破溶洞頂板，掉入溶洞，鉆頭傾斜，提不出來，應(yīng)放小炮炸頂板巖。一般用藥量為300 -500g即可，一次不行可反復(fù)幾次。 

　　3、樁基溶洞處理防治技術(shù)措施 

　　3.1 防止卡錘、掉鉆措施：根據(jù)地質(zhì)情況，不管溶洞上部采用人工挖孔還是沖擊鉆成孔，常規(guī)處理時，溶洞頂面以上部位的孔徑按設(shè)計樁徑加大20cm左右，沖孔時采用導(dǎo)向圈。鉆至溶洞頂板巖層時，及時檢測剩余厚度，不斷補(bǔ)充片石等。 

　　3.2漏水、漏漿處理措施：漏漿嚴(yán)重時，采用片石加粘土、水泥回填，再沖擊開孔，或用鋼護(hù)筒法。采用鋼護(hù)筒方案發(fā)生漏漿情況，則復(fù)打比上層鋼護(hù)筒直徑小的鋼護(hù)筒，拋適量片石、粘土，用沖錘密擊封堵鋼護(hù)筒腳，以達(dá)到堵漏目的。為保證堵漏目的實(shí)現(xiàn)，采用注漿法施工。 

　�。�1）用注漿泵注漿，注漿壓力不宜太大，控制在0.5～1.0MPa范圍，具體壓力值由現(xiàn)場試驗(yàn)確定。速度為15～2OL/min，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3.0m，以保證沖鉆成孔時有足夠的固結(jié)體。注漿時注漿管必須插到填充物的底部，然后邊注漿邊緩慢上提，提管速度不宜太快，根據(jù)注漿速度確定，應(yīng)使?jié)B透半徑控制在允許范圍內(nèi)。 

　�。�2）單花管注漿，管頭花管段長度為100cm，孔眼直徑和間距根據(jù)現(xiàn)場試孔后確定，注漿管外徑為70mm，比鋼套管內(nèi)徑要小。注漿時，通過注漿泵上的PQ儀分析確定注漿的速度和結(jié)束時間，壓入量根據(jù)滲透半徑、固結(jié)體積計算。 

　�。�3）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。 

　　3.3漏混凝土的預(yù)防：我們在施工中，溶洞頂板沖透并在洞內(nèi)形成封閉護(hù)壁后，再拋填粘土、片石、水泥等充填物，并超過溶洞頂板高度，進(jìn)行復(fù)打，重新沖擊形成強(qiáng)度更好、厚度更大、穩(wěn)定性更好的護(hù)壁。影響全巖面判定的因素較多，而現(xiàn)有的樁基技術(shù)規(guī)范、規(guī)程等均未列出統(tǒng)一的判定標(biāo)準(zhǔn)，受地質(zhì)條件復(fù)雜的影響，全巖面的判斷往往意見不一，成為質(zhì)量控制的一大難題。實(shí)際施工中，根據(jù)巖溶地區(qū)地質(zhì)條件的特殊性、復(fù)雜性及工程特點(diǎn)，經(jīng)過試樁檢驗(yàn)，主要從4個方面來進(jìn)行全巖面的綜合判斷。第一，以樁孔實(shí)際見巖高程時算起，至少進(jìn)尺50cm后，可申報全巖面檢驗(yàn)，超前鉆孔柱狀圖揭示的巖面高程只作為參考。第二，查閱機(jī)臺施工記錄，可將基巖進(jìn)尺速度0.1～0.2m/h作為進(jìn)入全巖面的控制速度。第三，可觀察井口鋼絲繩的擺動情況，錘頭觸巖面時會出現(xiàn)輕微反彈。第四，使用細(xì)目篩網(wǎng)撈取巖渣，巖屑含量50%～70%，且含泥、含砂量小于4%時，認(rèn)為入巖。 

　　4、結(jié)語 

　　在溶洞地區(qū)進(jìn)行橋梁樁基施工是比較困難的，如何在施工中實(shí)施對樁基質(zhì)量的有效控制顯得尤為重要。工程經(jīng)質(zhì)量監(jiān)測部門檢測，樁基檢測合格率達(dá)100%。溶洞處理取得了較好的質(zhì)量效果，這也進(jìn)一步證明了樁基施工中溶洞處治工藝的實(shí)用性。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1] 酈華偉；王國建；潘益民；；諸永高速公路浦陽東江大橋樁基礎(chǔ)施工溶洞處理技術(shù)[J]；公路交通技術(shù)；2010年01期 

　　[2] 張景華；；牛角坪隧道左線溶洞處理施工[J]；鐵道建筑技術(shù)；2009年11期