巖溶區(qū)橋梁鉆孔灌注樁處理對策探討

王智全

(中建八局第二建設有限公司，山東 濟南 250000)

0 引 言

巖溶區(qū)橋梁鉆孔灌注樁處理對于保證巖溶區(qū)橋梁的施工質量有重要意義，因此本文對巖溶區(qū)橋梁鉆孔灌注樁處理對策進行探討，主要研究了三種方法，分別是回填法、護筒法、注漿法。

1 巖溶區(qū)橋梁鉆孔灌注樁溶洞判定特征

施工時，施工人員要對鉆孔的資料進行充分分析[1]。另外，上部鉆進應逐步改為小沖程，低頻鉆進[2]。

在洞口頂部受到破壞時，泥面急劇下降，是判斷洞口是否被破壞的主要特征。這時應提前做好泥漿泵的準備，用泥漿泵填充孔內，防止泥漿面脫落引起孔壁塌陷。

鉆進過程中，鉆機需要反復抬升沖擊器，需要在孔頂和孔厚范圍內緩慢地上下運動。碰撞器無明顯堵塞，說明頂部有孔，平滑垂直。利用擠石法等巖溶處理方法砌筑墻體時，應盡量擴大頂面的穿孔范圍。充填完畢，在這個部位打一個洞，以免沖頭卡住[3]。鉆孔方向如下圖1所示：

圖1 鉆孔方向

鉆完孔后，用繩索測量孔底高度，與孔高相結合，計算孔內空間高度，取剩余鉆頭樣品。應同時執(zhí)行這些任務以減少完成這些任務所需的時間。

鉆孔過程應注意如下要點：

(1)鉆進后，易引起泥漿流失，泥漿面急劇下降，導致井壁塌陷，此類問題最為普遍；

(2)鉆透后造成巖溶塌陷、表層塌陷，此類問題多發(fā)生在洞穴較大、表土質量較差時；

(3)鉆完后，由于操作不當，導致卡或掉進洞里，此類問題在施工過程中經常遇到；

(4)所鉆的斜巖發(fā)生位移；

(5)混凝土在水下澆注時，止灰面在澆注一定高度后驟然下降，止灰面暴露于管底，導致樁斷；

(6)即使在鉆井過程中采取可靠措施防止洞穴入口塌陷，由于地下河洞穴的溶解性，即使加入大量的泥漿，泥漿仍保持地下水位，導致泥漿無法流動，也不能鉆渣孔和停止鉆井；

(7)即便可以形成洞，混凝土在水下澆筑時，當止灰面到達較大洞穴后，也會有大量混凝土流入洞中，且止灰面長期不能上升。長久以來，表面硬化，導致樁身破裂；

(8)鉆進時，鋼絲繩經常由于檢查不慎而折斷，導致鉆頭掉進井中。

2 溶洞處理

巖溶工程施工中，應先對外樁排樁，后對中樁排樁。長樁施工完畢后，要先鉆深孔、大孔、溶洞，并進行短樁施工。監(jiān)理工程師的檢查報告和監(jiān)理報告到現(xiàn)場的錄象邀請。工程建設過程中要和地質工程師共同分析數(shù)據(jù)。

處理過程如下圖2所示：

圖2 處理過程

2.1 回填法

回填法主要適用于已充填或半充填，高度小于2 m，深度小于1 m的溶洞。在洞穴或洞穴的頂部進行鉆孔，可能會在洞穴的內部發(fā)生泄漏，也可能以鉆孔的速度確認是否進入洞穴區(qū)域。鉆進時，應立即取出巖石(礫石)、粘土、水泥等填料，小沖程、緩慢施工，使填料擠入孔中，形成樁孔墻。灌注，擠壓3～4次，以保證氣壁穩(wěn)定?；靥顣r，若孔洞內有泥漿滲漏，應及時補漿，防止孔洞塌陷?；靥瞵F(xiàn)場分析如下圖3所示：

圖3 回填現(xiàn)場分析

回填法施工中，鉆機通過洞室頂時，鉆孔次數(shù)增加，沖程次數(shù)減少。專利技術通過洞頂進入洞壁區(qū)域，仔細觀察洞壁水位，立即用沖擊錘敲擊洞口，再用砂礫(片狀石)、碎石，水泥和粘土進行多次回填，直到水位不變，并將水槽填充。

2.2 注漿法

如果出現(xiàn)填塞或流沙溶洞，如空填或不滿意填塞或流沙溶洞，則用這種方法在鉆孔灌注樁施工之前，填塞或流沙溶洞在樁內形成水幕；增加土的承載力和剪切力，使填土或流沙溶洞發(fā)揮水幕作用，形成擋墻，防止坍塌。注漿方向如下圖4所示：

圖4 注漿方向

砂礫石等溶洞充填時，泥漿是滲透形成的致密砂礫土；稀土、壤土等溶洞充填時，用充填法將泥漿剖分為未充填或半充填的溶洞。是否允許注漿判斷如下圖5所示：

圖5 是否允許注漿判斷依據(jù)

使用中，化學漿料固化時間可達幾十秒，漿料在一定范圍內不會流失，并能控制泄漏，提高物料利用率。z可以使用水玻璃膠泥。

注漿布置：根據(jù)鉆孔柱圖確定最大注漿孔徑。若有連通的洞，只有最大的洞可以用灌漿加固。

按漿液擴散半徑在樁的四周設置4個灌漿孔，灌漿后在樁的四周形成防水帷幕。孔徑為80 mm，孔深應達到待加工孔的底部。

調節(jié)灌漿壓力：用灌漿泵對漿液進行灌漿。灌漿壓力應控制在0.5～1.0 MPa，用于漿液滲透固化(含碎石)。最低穿孔直徑為3.0 m，以保證足夠的粘結度，沿灌漿面緩慢抬升。升得不要太快。依據(jù)灌漿速度的不同，把貫入半徑控制在允許的范圍之內。

2.3 護筒跟進法

護筒跟進法用于全孔灌漿，灌漿體積小，且需反復進行。護筒跟進設備如下圖6所示：

圖6 護筒跟進設備

配合基樁施工，可形成流線作業(yè)，保證工期。

隨后的施工工藝為：預埋鋼套管→鉆孔→沉降輔助套管→振蕩套管→經溶洞鉆進→在溶洞頂部注漿→進入基巖。單孔僅需一層鋼制保護管，多層大孔需插入2～3層保護管。在第一層保護管安裝完畢后，保護管的底部用水下混凝土封堵，防止鉆孔時泥漿泄漏。耳肋焊在保護管底部的第二層外部，用以引導和防止傾斜。套長為孔底至層底的深度。若第一孔的頂板破碎，則應將第二層護盾降至第一孔底板上。采用振錘將鋼套固定到位，根據(jù)鋼套的大小，侵徹深度及地層情況，確定振動錘擊力。在15 m范圍內的一般土質，可用65 kw振動錘；在15 m范圍內，可用90 kw振動錘。在振動沉降時，應注意控制套管的垂直度，調整夾鉗的位置。

3 巖溶區(qū)橋梁鉆孔灌注樁處理注意事項

當樁身在土石邊界時，樁身偏硬偏軟；樁身在洞穴中時，樁身偏硬偏軟；樁體在洞穴中時可能會出現(xiàn)偏心。

糾偏措施：一般在吊錘后，以填孔為主，強度大于40 MPa，粒徑30 cm以上，最大不超過樁直徑的2/3。填充體的高度應該是斜巖最高點的50～100 cm。鉆孔。對因傾斜巖面、洞穴引起的傾斜孔，可反復進行填充校正，直至消除。

在跟進前后要選擇有資質的工程師進行地質勘察，分析地質情況，給出有效的地質判斷方案。

改變鉆頭的形狀。原十字形鉆頭焊接成環(huán)形，與十字形鉆頭連接，減速，每次鉆一個孔，每次鉆一個圈。嚴禁在卡鉆過程中強行抬起鉆頭。若由于強行提升而使鉆頭掉落，應先確定鉆頭位置及卡鉆原因。采用緩慢旋轉試驗的方法，搖動繩索或鉆頭，松開鉆頭，然后提起鉆頭。

鉆進時，要經常檢查鉆具、鋼絲繩、鉆頭直徑是否磨損。磨耗過大應及時更換。

鉆井施工中采用小沖程，一般宜保持2～3 m的沖程。

因此處理時，要使用合適的打撈工具如打撈鉤、沖擊機等打撈錘子，如打撈不到，可向設計單位提出樁基改造方案。

鉆進時，分析判斷溶洞結構狀態(tài)，計算首次混凝土澆筑量(增加計算量20%)，確保地面安全。建設過程中，通過測量混凝土表面升降速度，判斷具體損失大小，保持混凝土的埋深為4 m以上，同時加大混凝土澆筑。為了防止混凝土擠壓孔壁而引起樁裂，在漏水處澆注混凝土以增加管子的埋深，管子的埋深應大于4 m。

澆筑前必須要對設備的狀態(tài)進行檢查和分析，并保持現(xiàn)場交接會議，使施工人員達成一致意見，分工十分明確，流程緊密相連，確?；炷翝仓倪B續(xù)性。

4 結束語

本文提出回填法、注漿法、護筒跟進法三種巖溶區(qū)橋梁鉆孔灌注樁處理方法，通過分析發(fā)現(xiàn)三種方法均能有效解決灌注樁問題，并總結出了灌注樁處理中需要注意的事項，以求為施工質量的提升提供參考。