隱伏巖溶極強發(fā)育區(qū)傾斜巖層橋梁樁基施工技術(shù)

賀喜

【摘要】近年來，我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，橋梁工程建設(shè)也實現(xiàn)了良好的建設(shè)，在橋梁工程施工建設(shè)中，橋梁樁基工程施工是十分重要的組成部分，其質(zhì)量將直接影響著橋梁的沉降。在實際建設(shè)中，由于受到溶洞大小、溶腔填充、隱伏巖溶深度等因素的影響，橋梁樁基建設(shè)的質(zhì)量也存在一定的差異，因此應(yīng)根據(jù)溶洞以及巖層的具體情況進行技術(shù)處理，從而提高成孔率，使樁基混凝土灌注的質(zhì)量得以提升，減少成本的消耗。本文就隱伏巖溶極強發(fā)育區(qū)傾斜巖層橋梁樁基施工技術(shù)進行分析和研究。

【關(guān)鍵詞】隱伏巖溶極強發(fā)育區(qū)；傾斜巖層；橋梁樁基；施工技術(shù)

本文以龍場樞紐互通主線Ⅱ號橋為例，橋區(qū)地貌類型屬剝蝕—溶蝕型低中山地貌，不良地質(zhì)為巖溶，巖溶中等發(fā)育，地表有多處溶洞，巖溶洼地及地下暗河出口。龍場樞紐互通F匝道橋橋區(qū)地貌類型屬構(gòu)造剝蝕、溶蝕型低山溝谷地貌，不良地質(zhì)為巖溶、卸荷裂隙發(fā)育分布帶。巖溶中等發(fā)育，地表有多處溶洞。兩種橋區(qū)巖土是由覆蓋層為填土、粉質(zhì)粘土、卵石土，基巖為泥質(zhì)白云巖和泥巖互層，泥質(zhì)白云巖，灰?guī)r等構(gòu)成的。

一、橋梁樁基工程施工的特點

由于橋梁工程施工建設(shè)的地區(qū)地質(zhì)情況比較復(fù)雜，巖溶、裂隙發(fā)育，隱伏溶洞較多等不良地質(zhì)[1]。同時，橋梁工程施工的難度比較大，由于橋區(qū)巖溶較多，最長樁樁長40米，在施工中會經(jīng)常遇突發(fā)情況，因此在橋梁工程施工中需做好應(yīng)急準備，合理選擇施工方法。此外，橋梁工程施工的工期也比較緊。由于開工較晚，樁基施工的進度又是整橋進度的關(guān)鍵，工期壓力大。

在橋梁工程施工過程中，可以通過釬探法以及地質(zhì)雷達對巖溶地區(qū)孔樁的巖溶地質(zhì)進行明確，了解溶洞的種類，根據(jù)巖溶發(fā)育的情況不同，在成孔中采取拋填、鋼護筒，半回填等處理措施，最后灌注成樁。

二、隱伏巖溶極強發(fā)育區(qū)傾斜巖層橋梁樁基施工技術(shù)

1、明確橋梁施工區(qū)域的地質(zhì)情況

一般樁基施工前橋區(qū)地質(zhì)情況是單一的從設(shè)計地勘報告中掌握，但在施工中常見設(shè)計地勘不準確或漏勘，造成樁基施工遇隱伏溶洞時，施工準備不足，導致耽誤生產(chǎn)和成本增加[2]。所以巖溶區(qū)樁基施工前的地質(zhì)情況掌握程度是樁基施工的最重要環(huán)節(jié)。要根據(jù)勘查的情況對樁基進行施工，并且輔以地質(zhì)雷達和釬探。巖溶地質(zhì)條件的橋梁進行樁基施工時，首先查明地質(zhì)情況，然后有針對性地選用人工挖孔、沖擊鉆孔或挖鉆結(jié)合方法，做好遇巖溶時的施工準備工作，可取得事半功倍的效果。

2、巖溶地區(qū)傾斜巖層中鉆孔樁成孔技術(shù)

如果溶洞區(qū)的樁基地層中沒有較厚砂礫層或砂層，并且溶洞水位比較低時，可以利用挖孔樁的施工方案，龍場樞紐互通F匝道橋的樁基在河區(qū)內(nèi)，并且地下水的水位比較高，需要利用機械鉆孔對樁基進行施工建設(shè)。

對于溶洞頂部進行沖孔施工建設(shè)，需要對沖進的進度進行控制，根據(jù)超前鉆的情況進行沖程控制，當鉆孔施工接近溶洞頂部時，應(yīng)提起鉆頭、鉆桿，移開回轉(zhuǎn)鉆機，采用沖擊鉆機沖孔，應(yīng)輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，高度應(yīng)小于50cm。檢查所有卡扣及鋼絲繩，保證其施工工藝滿足正常施工的實際需要。

在對外鋼爐筒進行制作時，需要根據(jù)溶洞的層數(shù)確定外鋼護筒的長度，鋼護筒分節(jié)制造，工地拼接。先采用樁錘進行擴孔，鋼護筒采用振動下沉。振動下沉采用振動打拔錘，其振動動力為1600 kN以上[3]。鋼護筒下沉時，用兩臺經(jīng)緯儀在兩個垂直的平面內(nèi)監(jiān)測傾斜度，以便隨時調(diào)正。護筒下沉至硬土層或巖面后，其傾斜度小于1%。

在對內(nèi)護筒沉放時，當沖擊穿過溶洞頂部時要反復(fù)提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻礙，說明頂部已成孔且是圓滑垂直的，此時用鋼絲繩或扣綁住內(nèi)護管， 用吊機（或沖機自吊） 把內(nèi)護筒放入外護筒內(nèi)至孔底。到孔底后，內(nèi)護筒不會靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等）。此時， 回轉(zhuǎn)鉆機重新就位鉆孔。護筒沉設(shè)利用回轉(zhuǎn)鉆機進行， 在鉆機的鉆桿上附加護筒壓架，利用鉆機的鉆進壓力和鉆桿、鉆頭的重量，使內(nèi)護筒隨鉆頭的鉆進而下沉， 直到溶洞的底部。

在對內(nèi)護筒與溶洞底部間空隙的處理時，如果巖面高差大，就可以采用分層拋投定量片石、粘土（比例為1∶1） ， 用鉆頭反復(fù)打密的方法， 在空洞處形成石壁， 鉆頭的打密過程中， 一面擠石造壁。一面削高出的巖石， 直到全斷面進入巖層為止。

檢孔鉆巖時，檢查成孔樁徑、成孔傾斜度以防鉆孔歪斜，難于施放鋼筋骨架。檢孔的方法是采用其外徑等設(shè)計孔徑，長度為孔徑的5倍的檢孔器上下通過，如檢孔器被卡住，分析原因解決，如孔斜嚴重，則拋石重鉆。

3、溶洞偏孔施工處理

在鉆孔過程中，因遇到溶洞偏孔可采取以下措施：直接回填堅硬的片石與粘土，在遇見溶洞鉆偏孔時，一般直接回填堅硬的片石與粘土，開始用小沖程沖進，待沖砸密實后，以大沖程沖進。用導管灌注高標號混凝土，在回填片石修孔無效時，可采取連接好導管與漏斗，以灌注水下樁的形式對偏孔處灌注高標號混凝土，處理后，回填粘土，暫停沖孔，等混凝土徹底凝固，達到設(shè)計強度再施工。

對于反復(fù)多次回填片石糾偏效果不明顯的孔，采用鉆機鉆進至偏孔位置后，用測錘探明探頭石、斜巖位置，用重物將炸藥置于探頭石側(cè)、斜巖側(cè)、硬度大側(cè)巖面爆破處理斜巖，確保早成孔[4]。清孔采用正正循環(huán)泥漿漸進的方法進行，將直徑為75 mm鋼射漿管插入孔底，射入拌好的泥漿。泥漿性能指標為： 比重113、粘度18～20， 含砂量小于4%，膠體率大于97%，PH值大于8。射入的泥漿帶著殘留的鉆渣， 經(jīng)護簡口返回泥漿池，待沉淀后在泵入孔底。如此反復(fù)循環(huán)多次，直到鉆渣被逐漸清除為止。如還有較大塊徑的鉆渣浮不上來，則再投入少量粘土，用鉆頭小沖程沖砸2 h～3 h。再插入射漿管實施正循環(huán)泥漿清孔，至孔底殘渣厚度達到設(shè)計及驗收標準。

4、清孔、灌注混凝土

對深溶洞樁成孔一清時，應(yīng)加大泥漿比重濃度，不得小于1.3g/cm3，待孔底無明顯沉渣后，再下籠二次清孔，若在一清過程中因孔底泥漿比重小，難以有效泛渣，且處于較厚的卵礫石土層環(huán)境中，用反循環(huán)抽渣極易塌陷，適宜用正循環(huán)換漿清孔，通過往泥漿中加水泥，增大泥漿比重濃度，可提高泛渣效率，同時能夠有效的加固鉆孔樁護壁[5]。

樁基卷揚機起重限度能夠滿足施工需求，在灌注前，準備應(yīng)急汽車吊在突發(fā)情況下輔助施工?；炷撂匦阅軌驖M足施工需要，所灌注混凝土應(yīng)具有較好的和易性、流動性，無離析現(xiàn)象。在報澆筑計劃前，綜合考慮天氣狀況、混凝土運距，運輸車罐保濕措施，根據(jù)實際情況，適當增大坍落度，在灌注放料前必須進行二次攪拌。施工過程中，合理組織施工，確保灌注過程連續(xù)，減少混凝土在施工現(xiàn)場排隊等待時間，滿足施工需要。

本項研究，為今后不良巖溶地質(zhì)孔樁施工積累了寶貴經(jīng)驗，提升了國內(nèi)不良地質(zhì)孔樁施工技術(shù)水平。

結(jié)束語：

隱伏巖溶極強發(fā)育區(qū)的地下潛伏水位較高，不良地質(zhì)頻發(fā)，施工難度大，存在著諸多的變化因素，施工方法差異較大，在橋梁樁基施工中，應(yīng)采用科學的施工技術(shù)，提高橋梁樁基的質(zhì)量以及安全，避免出現(xiàn)橋梁的沉降，確保隱伏巖溶極強發(fā)育區(qū)傾斜巖層橋梁樁基施工的安全順利進行。

參考文獻：

[1].巖溶地區(qū)橋梁樁基承載能力評價及施工綜合技術(shù)研究[J].西部交通科技，2011，11：1-5.

[2]王榮華.巖溶地質(zhì)橋梁樁基設(shè)計探討[J].廣東土木與建筑，2011，11：33-36+61.

[3]雷金山.廣州地鐵隱伏型巖溶地基穩(wěn)定性分析及充填處理技術(shù)研究[D].中南大學，2014.

[4]王榮華.巖溶區(qū)橋梁樁基勘察與設(shè)計要點分析[J].鐵道工程學報，2012，09：53-58.

[5]謝琿，王德華.巖溶強發(fā)育區(qū)橋梁基礎(chǔ)設(shè)計研究[J].鐵道標準設(shè)計，2013，06：76-80.