橋梁樁基施工中的溶洞處理方法

摘 要：川南地區(qū)的橋梁樁基施工過程中經(jīng)常會(huì)遇到溶洞，若是處理不當(dāng)，對橋梁工程的穩(wěn)定性及安全性都會(huì)造成嚴(yán)重影響，為此必須要針對溶洞采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?。在本文中，將對橋梁樁基施工過程中的溶洞危害進(jìn)行總結(jié)，同時(shí)提出溶洞處理方法及施工中的控制要點(diǎn)，從而為提高橋梁安全性提供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁樁基;溶洞;處理措施

1.溶洞對橋梁樁基的威脅

對于巖溶地區(qū)的橋梁樁基工程施工中遇到溶洞的可能性較大，其對橋梁工程的威脅主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

首先，溶洞會(huì)導(dǎo)致樁基開挖中的坍塌，橋梁樁基施工至溶洞或者鉆穿溶洞頂板時(shí)，孔內(nèi)的泥漿會(huì)流出，液面下降而導(dǎo)致溶洞內(nèi)外壓力出現(xiàn)差異，進(jìn)而導(dǎo)致泥漿護(hù)壁受力不均而發(fā)生坍塌;

其次，樁基施工鉆孔中遇到溶洞會(huì)導(dǎo)致孔洞傾斜，溶洞孔壁由于分化程度不同會(huì)出現(xiàn)薄厚差異，軟硬度也有所不同，樁基鉆孔至溶洞時(shí)會(huì)由于壁孔兩側(cè)偏差大進(jìn)而發(fā)生坍塌;

再次，溶洞可能會(huì)導(dǎo)致鉆機(jī)卡鉆問題，如果沖程不當(dāng)鉆頭就會(huì)卡在溶洞頂板底部，進(jìn)而發(fā)生危險(xiǎn)情況;

最后，溶洞容易導(dǎo)致樁基失去效果，若是對溶洞填充不完全，樁基就可能會(huì)出現(xiàn)沉降問題，樁基無法承載橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載?；蛘邔θ芏磧?nèi)部液體處理不當(dāng)會(huì)對樁基造成侵蝕，日積月累后承載力下降。

2.溶洞處治方法

如上文所述，溶洞對于橋梁的安全性、穩(wěn)定性會(huì)造成嚴(yán)重威脅，為此加強(qiáng)溶洞處理非常關(guān)鍵。在橋梁樁基施工時(shí)要根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告及樁基設(shè)計(jì)方案，針對溶洞情況采取恰當(dāng)措施。一般溶洞處治方案包括鋼護(hù)筒跟進(jìn)、注漿、混凝土灌填以及常規(guī)回填四種形式。下面將對這四種方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

2.1鋼護(hù)筒跟進(jìn)法

樁基鉆孔過程中跟進(jìn)鋼護(hù)筒能夠避免溶洞漏漿或者溶洞位置出現(xiàn)坍塌，一般通過地質(zhì)勘探報(bào)告，發(fā)現(xiàn)樁基施工部位有較大的溶洞，或者周邊環(huán)境局限性較大，無法選擇其他處治方案時(shí)會(huì)選擇鋼護(hù)筒跟進(jìn)法。若是為單層溶洞，則樁基施工之前需要預(yù)埋鋼護(hù)筒，之后采取筒內(nèi)跟進(jìn)的方法，外部護(hù)筒實(shí)現(xiàn)保護(hù)與定位作用，一般長度為1.5～2.5m，根據(jù)工程實(shí)際情況調(diào)整護(hù)筒厚度。而內(nèi)部護(hù)筒的內(nèi)徑一般比樁基直徑大20～30cm。而對于多層溶洞部位，則采取多層護(hù)筒進(jìn)行施工，護(hù)筒直徑從下到上依次增大，每層施工時(shí)選擇比護(hù)筒大一級的沖擊鉆，再逐漸下護(hù)筒實(shí)現(xiàn)溶洞的逐層穿擊，每層護(hù)筒沖擊至距離溶洞頂板1m的位置時(shí)停止，下放鋼護(hù)筒，之后在護(hù)筒與泥漿護(hù)壁之間注漿，當(dāng)注漿飽滿密實(shí)之后再進(jìn)行下一層護(hù)筒施工。

2.2注漿法

注漿法就是在外界壓力作用下將泥漿注入到溶洞中，從而有效提高地基強(qiáng)度及穩(wěn)定性。注漿法可以應(yīng)用于各種溶洞情況，當(dāng)巖溶裂縫發(fā)育導(dǎo)致溶洞不斷擴(kuò)大時(shí)，就需要對溶洞進(jìn)行填充處理。對于有填充物的溶洞，可以根據(jù)洞內(nèi)填充情況選擇高壓噴射灌漿的方式填充泥漿。對于無填充物的溶洞，若是高度不足5m，則可以采取單液高壓的情況注入泥漿，而對于高度超過5m的大型溶洞，則可以選擇雙液，也就是泥漿與玻璃水共同注噴的方式對溶洞進(jìn)行填充。而當(dāng)樁孔涌水時(shí)則可以采取高壓帷幕注漿法，在樁孔底部灌注混凝土，從而形成超過0.5m厚的止水底板，再采取高壓注漿的形式堵住噴涌的泥漿。注漿的壓力及速度需要根據(jù)注漿深度及順序進(jìn)行調(diào)整，注漿時(shí)要按照注漿孔的順序施工，自上而下依次、分層注漿。

2.3混凝土灌填法

混凝土灌填的方法也可用于各種溶洞，施工過程中可以作為應(yīng)急措施，尤其是當(dāng)鉆孔溶洞突然出現(xiàn)漏漿或者樁基傾斜情況時(shí)，可以采取混凝土灌填方法。一般灌填混凝土的標(biāo)號為C15或者C20，為了節(jié)約時(shí)間還可向混凝土中摻入一定比例的早強(qiáng)劑以實(shí)現(xiàn)混凝土快速凝固。灌填混凝土要求回填超過溶洞頂板至少1m。而對于巖面傾斜時(shí)，回填高度要超過溶洞頂板0.5m。分段回填，硬度達(dá)到要求后再進(jìn)行下一段施工。

2.4常規(guī)回填法

常規(guī)回填法一般適用于中小溶洞，采取片石、水泥或者黏土塊等混合料對溶洞進(jìn)行填塞，也可以在溶洞漏漿時(shí)采取該方式進(jìn)行應(yīng)急處理。樁基施工中若是擊穿溶洞頂板而出現(xiàn)內(nèi)部泥漿面快速下降時(shí)，就應(yīng)該馬上提鉆補(bǔ)漿，并且拋填黏土塊或者片石，通過反復(fù)的填充而形成泥石護(hù)壁，阻擋漏漿問題。一般黏土塊及片石塊的混合比例為1：1～1.5：1。對于發(fā)育微小的溶洞在施工過程中漏漿問題較小，為此可以采取反復(fù)拋投片石與黃土的方式實(shí)現(xiàn)。

3.樁基施工溶洞處理過程中的控制要點(diǎn)

在樁基施工中處理溶洞問題時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

首先，對樁基施工部位的周圍地質(zhì)狀況進(jìn)行詳細(xì)的勘探。由于地下水位的區(qū)別，巖層、砂層以及黏土層都會(huì)出現(xiàn)不同程度的滲漿，若是滲漿嚴(yán)重并且樁基內(nèi)部缺少泥漿護(hù)壁時(shí)就容易出現(xiàn)塌方。此時(shí)就可以采取常規(guī)回填法、混凝土灌填法等措施進(jìn)行緊急處理與加固，尤其是對于鉆機(jī)位置更需要擴(kuò)大加固面積，提升地基承載能力;

其次，對于溶洞情況嚴(yán)重的地區(qū)，則需要采取鋼護(hù)筒跟進(jìn)，并且回填片石及黏土處理溶洞，做好護(hù)壁工作。溶洞區(qū)的片石無法有效的保護(hù)護(hù)壁，尤其是回填護(hù)壁較薄的位置，澆筑混凝土?xí)r會(huì)出現(xiàn)混凝土撐破護(hù)壁的情況，在此過程中容易出現(xiàn)混凝土下沉情況，并且澆筑后的半小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)護(hù)壁破損而混凝土下沉，導(dǎo)致塌方、傾斜等嚴(yán)重后果。為此，在澆筑完成之后不能立刻拆管，靜置一段時(shí)間確定混凝土初凝不再出現(xiàn)下沉情況時(shí)才能拆除導(dǎo)管。

4.結(jié)束語

綜上所述，溶洞對于橋梁樁基工程施工造成嚴(yán)重威脅，影響樁基工程的質(zhì)量及進(jìn)度，甚至?xí)?dǎo)致后期出現(xiàn)安全事故。為此，根據(jù)橋梁樁基施工中會(huì)遇到的溶洞情況進(jìn)行全面分析，進(jìn)而選擇適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，根?jù)溶洞大小、溶洞形態(tài)確定最佳方案，保證高效高質(zhì)的處理溶洞問題，為橋梁工程施工奠定良好的樁基基礎(chǔ)。本文所述的四種處治方案，希望為實(shí)際施工中的具體情況提供參考。

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作者簡介：盧占雙 性別：男 生日：1993.10? 學(xué)歷：本科? 單位：中鐵北京工程局集團(tuán)（天津）工程有限公司? 職稱：工程師? 主要研究方向：高速公路建設(shè)。