巖溶區(qū)鉆孔灌注樁施工技術(shù)總結(jié)

山青

摘要：在巖溶地區(qū)樁基施工是工程施工的關(guān)鍵，樁基施工的順利與否，往往決定了工程的工期和成本。本文以廣珠鐵路官抱公路特大橋?yàn)槔?，?duì)不同熔巖地區(qū)沖孔鉆灌注樁的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：樁基施工；溶洞；地質(zhì)勘測(cè)；鋼護(hù)筒；袖閥管

一、工程概況

廣珠鐵路官抱公路特大橋位于佛山市，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量充足。大橋全長(zhǎng)916.22m，全橋共228根鉆孔灌注樁。本區(qū)屬平原微丘區(qū)，海拔4.1～5.6m之間，沿線溝渠魚塘多，地下水豐富。地質(zhì)層情況分別為粘土、粉中粗砂、細(xì)圓礫土、泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r等。

二、地質(zhì)勘測(cè)

鉆孔灌注樁施工前，根據(jù)超前地質(zhì)勘測(cè)法準(zhǔn)確了解溶洞的發(fā)育規(guī)律、基本形態(tài)、規(guī)模大小、溶洞頂板以上地質(zhì)情況，溶洞頂板巖層厚度、完整性、洞內(nèi)充填物、形狀等，為采取穩(wěn)妥的措施，保證施工的順利進(jìn)行是十分重要的。

三、施工處理方法

根據(jù)溶洞頂層的覆蓋層厚度、溶洞頂板巖層的厚度、溶洞的高度、洞內(nèi)充填物情況、是否漏水、洞體是否相互連通、周圍鉆探資料反映的地質(zhì)情況及對(duì)鉆探資料歸納總結(jié)、分析后采用的幾種處理方法：

3.1 鋼護(hù)筒全程跟進(jìn)法

溶洞高度在5m以上或累加5m以上，覆蓋層不穩(wěn)定，砂層很厚，溶洞頂板巖層厚度小于2m，無(wú)填充或半填充全漏水，洞體連通好，且溶洞位置離地面較淺，采用灌注低標(biāo)號(hào)水泥砂漿。

3.2袖閥管注水泥漿法

溶洞高度在5m以上或累加5m以上，覆蓋層不穩(wěn)定，砂層很厚，溶洞頂板巖層厚度小于2m，無(wú)填充或半填充全漏水，洞體連通好，且溶洞位置離地面很深，采用灌注水泥漿法。

四、方案實(shí)施

4.1 鋼護(hù)筒全程跟進(jìn)法工藝過(guò)程

官抱大橋22#-1、23#-5等樁基，溶洞較大，洞內(nèi)無(wú)填充物，漏水很嚴(yán)重，采取片石加粘土反復(fù)擠密，仍然無(wú)法形成泥石護(hù)壁，最終采用鋼護(hù)筒全程跟進(jìn)法取得了一定效果，現(xiàn)已順利施工完21#、22# 橋墩的樁基礎(chǔ)。

鋼護(hù)筒全程跟進(jìn)法就是一邊沖孔，一邊接高鋼護(hù)筒，直至把鋼護(hù)筒下沉巖面，將其震動(dòng)到溶洞底板，用以隔斷溶洞內(nèi)流塑充填物或水的活動(dòng)。

樁徑1.0m的，采用厚度為0.8cm到1.1cm的鋼板卷制成直徑為1.15m的鋼護(hù)筒。每節(jié)長(zhǎng)度為1.5m，每三節(jié)連在一起，單個(gè)長(zhǎng)度為4.5m，接縫采用滿縫焊接，并在其四周均勻布置四塊鐵板（10cm*20cm）以加固鋼護(hù)筒焊縫強(qiáng)度。

沉放鋼護(hù)筒前先用直徑為1.2m樁基錘成孔至溶洞頂板以上3.0m左右，并采用高密度泥漿護(hù)壁，然后采用60kw以上的振動(dòng)錘和25T以上的吊機(jī)配合震打鋼護(hù)筒至溶洞底板。鋼護(hù)筒下沉到設(shè)計(jì)位置以后，則換用1.0m的樁基錘繼續(xù)沖打，直至樁基設(shè)計(jì)標(biāo)高。

4.2袖閥管注水泥漿法

對(duì)于官抱公路特大橋26#-10等樁基，溶洞高度達(dá)11m的大溶洞，洞內(nèi)半填充，填充物為流塑狀黃色粘土，全漏水，覆蓋層及其不穩(wěn)定，砂層厚度達(dá)30m之多。樁基施工過(guò)程中極易出現(xiàn)急驟漏漿、塌孔、地陷等工程事故，甚至危及施工人員的安全，故先對(duì)覆蓋砂層進(jìn)行袖閥管注水泥漿加固，使其砂層成為一個(gè)整體，不會(huì)出現(xiàn)突然塌孔。再對(duì)其溶洞腔進(jìn)行灌注水泥砂漿填充密實(shí)，使充填物能夠與周圍環(huán)境固結(jié)成為一個(gè)整體，且具有一定得強(qiáng)度，使其不再發(fā)育，以保證后續(xù)施工安全順利進(jìn)行，確保地基的穩(wěn)定性。

4.2.1 袖閥管注水泥漿

4.2.1.1 袖閥管注漿設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）鉆孔布置：2m*2m正方形布置

（2）鉆孔直徑：91mm～110mm

（3）注漿范圍：砂層分布區(qū)

（4）注漿段分段長(zhǎng)度：1.0m～2.0m

（5）注漿設(shè)備：袖閥管、攪拌機(jī)、BWS-200/10注漿機(jī)

（6）注漿配合比：水泥：水=1：1（根據(jù)注漿情況適當(dāng)調(diào)整）

（7）注漿壓力：0.3Mpa～0.9Mpa

（8）注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：在注漿壓力下，灌入量<1L～2L/min 穩(wěn)壓10分鐘。

4.2.1.2袖閥管施工工藝

袖閥管施工工藝是目前比較先進(jìn)的注漿工藝，其適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)砂層、粉土、淤泥層等均能達(dá)到較好的注漿加固效果。能進(jìn)行定深、定量、分序、分段間歇、重復(fù)注漿，集中了劈裂注漿法、壓密注漿法與滲入注漿法的優(yōu)點(diǎn)。袖閥管注漿使用的注漿工具為袖閥管，袖閥管內(nèi)徑為50mm～60mm，一次性使用的塑料管，由兩部分組成，注漿段位帶射漿孔的花管，注漿段以上為實(shí)管?；ü苊扛?3cm鉆一組蛇漿孔，射漿孔成梅花形布置，其外為5cm～8cm的橡皮袖閥包裹?；臼┕すば?yàn)槟酀{護(hù)壁成孔，澆注封殼料，下袖閥管及圓管止?jié){，注漿等步驟。

4.3 常規(guī)處理溶洞法

對(duì)于官抱公路特大橋，21#-1、21#-5 等樁基，覆蓋層較穩(wěn)定，溶洞內(nèi)半填充或全填充，溶洞高度不太大，單層溶洞在3m以內(nèi)，多層溶洞累加不超過(guò)5m，但存在嚴(yán)重漏水，故采用常規(guī)處理方法。常規(guī)處理溶洞法分：片石粘土筑壁法和水泥漿筑壁法。

4.3.1 片石粘土筑壁法

沖孔樁基按設(shè)計(jì)樁徑?jīng)_孔至溶洞位置，發(fā)現(xiàn)漏漿時(shí)，及時(shí)用粘土加片石（按2：1的體積比）回填沖擊，邊回填邊沖擊，反復(fù)在溶洞處，每沖進(jìn)1.0m左右，就投入足夠的片石、粘土，粘土和片石擠密填筑溶洞，形成堅(jiān)實(shí)的護(hù)壁，使其溶洞不再漏漿為止。

4.3.2 水泥漿筑壁法

此法類似于片石粘土筑壁法，對(duì)于采用片石粘土筑壁反復(fù)多次，還是出現(xiàn)回填后不漏漿，重新沖孔又開始漏漿，則采用水泥漿筑壁法。用沖擊樁基沖到溶洞位置，反復(fù)漏漿，則回填足夠的粘土和少量的片石再加入整包的水泥，一般每次投放0.5噸左右，每次回填2m～4m，再用沖擊錘充分?jǐn)嚢栊纬伤酀{，重復(fù)幾次，然后回填2m～4m的粘土，取出沖擊錘，等待24小時(shí)，待水泥漿達(dá)到一定強(qiáng)度，再進(jìn)行沖孔，一般會(huì)取得良好的效果。如還是漏漿，再重復(fù)回填，使其不再漏漿，穿過(guò)溶洞底板達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。

五、結(jié)語(yǔ)

1. 廣珠鐵路二標(biāo)段官抱公路特大橋溶洞樁基成孔施工方法，是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間不斷總結(jié)，不斷翻閱大量資料和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等摸索總結(jié)出來(lái)的，施工伊始，由于對(duì)樁位處溶洞大小估計(jì)不足，備用的片石，粘土及水泥數(shù)量不夠，打穿溶洞后，補(bǔ)漿和回填不及時(shí)，和對(duì)施工方法選擇不得當(dāng)，造成了兩次地面塌陷。經(jīng)過(guò)兩個(gè)月才處理完成，因此巖溶地區(qū)成孔預(yù)防措施和施工方法的選擇非常重要。

2.在巖溶地區(qū)樁基施工是工程施工的關(guān)鍵，樁基施工的順利與否，往往決定了工程的工期和成本，若出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)工期和成本的影響更是難以估量。在施工過(guò)程中，我們運(yùn)用上述溶洞的處理方法，基本實(shí)現(xiàn)了小溶洞不塌陷，大溶洞少塌陷，比較順利、安全的完成了溶洞地區(qū)沖擊鉆灌注樁的樁基基礎(chǔ)施工。

3. 由于溶洞樁基施工具有不可預(yù)見(jiàn)性、復(fù)雜性、危險(xiǎn)性，施工前應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)閱讀施工圖紙及勘察資料等有關(guān)文件，弄清樁基溶洞的地質(zhì)情況，為確定施工方案提供依據(jù)。

4. 根據(jù)地質(zhì)資料，制定詳細(xì)的施工方案，做好逐樁技術(shù)交底。遇見(jiàn)各類異常問(wèn)題時(shí)能夠及時(shí)做出處理，確保工程進(jìn)度、質(zhì)量和施工安全。

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