杭長客運專線某大橋樁基有溶洞鉆孔樁施工技術與方法

摘要:結合結合工程實例和現場實際，總結了一套鉆孔樁施工溶洞的方法，通過設計勘測報告，分析了本工程鉆孔樁基施工的特點，針對不同的溶洞采用不同的處理技術，較好地解決了施工難題，并提出了施工中應注意的問題，以便能優質、快速地完成這兩座中橋。

關鍵詞:客運專線，溶洞，鉆孔樁，施工技術

1、工程概況與難度特點

近年來，隨著技術的不斷發展，一般地質條件下的鉆孔灌注樁基礎施工技術正在不斷提高和逐步規范。現行的鐵路、公路施工規范對鉆孔穿過一般地質常發生的坍孔、流砂、偏孔、縮孔和卡鉆等病害和事故都提出了原則性的處理方法，但是均未提及穿越復雜巖溶等不良地質的鉆孔施工技術。某公司正在施工的某地鐵客運專線鐵路通道大橋地處泥盆系～石碳系灰巖地段。表層為粘土;中部為粘土夾卵礫石層，中密;下伏基巖，斷裂發育，褶皺強烈，導致巖溶十分發育。橋基地質巖溶呈串珠狀，地下水活動強烈，地表易～極易發生地表巖溶塌陷，地基穩定性差。兩座大橋均為11 m～32 m 預應力后張梁，橋基為鉆孔樁基礎，樁直徑有1. 0 m和1. 25 m兩種，共有鉆孔樁86 根，最大樁長達48. 5 m ，經設計勘測單位勘探表明地基在10 m～40 m之間普遍存在溶洞，溶洞內充填物有的為松散狀粘土夾礫石，有的為軟流塑狀填充物，溶洞相通。

2 、施工工藝要點與技術措施

2.1 逐樁核對設計地質資料

由于巖溶地區地質情況的不確定性，在收到施工圖后，對每根樁的設計地質柱狀圖進行分析核對，確定溶洞、溶穴的發育規模和走勢;對缺少地質資料或地質資料有疑問的樁位及時進行補充鉆探，根據鉆探芯樣分析繪制地質柱狀圖后，報請現場地質監理工程師簽認并上報設計單位;設計單位根據補充鉆探結果對原設計樁長進行驗證或修改。根據樁位處的地質資料逐樁細化鉆孔方案和工藝，準備必要的機具和材料，確保能夠順利穿越溶洞、溶穴。以牛尾壩和樂園溝兩橋為例，在地質資料分析核對中發現，共有3個橋墩6根樁的樁位處資料缺失。經補充鉆探并上報鉆探結果到設計單位，經設計單位檢算驗證后，有2個墩3根樁較原設計進行了加深。

2.2 鉆孔至溶洞頂板時防止偏孔的措施

由于溶洞頂板傾斜，頂板巖石強度不一或厚薄不均勻，都可能導致孔斜或卡鉆現象，為避免發生以上現象，在鉆至溶洞頂0. 5 m左右時，要調整鉆機沖程，改用小沖程鉆進，做到輕擊、慢打。也可采用小鉆頭打穿溶洞頂板后再換回原鉆頭鉆進。

2.3 穿過溶洞的施工對策

當鉆進速度明顯加快又無偏孔現象時，表明已進入溶洞，進入溶洞后，要根據溶洞大小和填充物的情況采取相應的處理措施。

(1) 洞高小于1. 0 m 的小溶洞。在鉆進前采用礫石和粘土的混合物回填至洞頂以上0. 5 m后開鉆，但在鉆進過程中，要保持泥漿合適的稠度(泥漿比重以1. 15 g/ cm3～1. 25 g/ cm3 為宜) 。若一次加填的混合料不能完全填充溶洞，可再回填一次，使混合物完全填充溶洞。

(2) 洞高較大且無填充物或填充物呈軟塑～硬塑狀的溶洞。先鉆進至溶洞底板，然后采用片石、礫石混合物回填溶洞，回填高度一次以1. 5 m～2. 0 m 為準，每回填一次后利用小沖程擠壓，再回填，再擠壓，如此反復進行，直至完全填充溶洞后再進行鉆進。但在鉆進過程中，要適當增加粘土數量，提高泥漿密度(泥漿比重以1. 25 g/ cm3～1. 35 g/ cm3 為宜) 。

(3) 洞高較大且填充物為流塑狀的溶洞。可根據現場不同條件，對三種處理方法進行比選。首先，回填片石、礫石混合物。考慮溶洞較高，泥漿側向壓力較大、自穩性差，在回填片石礫石混合物后，混合物有可能隨同流塑狀填充物再次涌向樁孔，拋填數量難以估計，清孔困難，在施工混凝土灌注樁時質量也無法保證，且因泥漿大量涌入樁孔或混凝土的大量流失而導致斷樁。其次，回填混合物后用長護筒跟進。這種方法有如下缺陷:因為樁孔四周泥漿側向壓力不均勻，易造成護筒傾斜;如溶洞內有凸出巖塊，護筒跟進困難，且很難順直;溶洞底部巖面傾斜，在護筒及時跟進后，泥漿也可能從巖面低處缺口涌入樁孔，影響成樁質量。

2.4在洞底巖面上鉆孔時防止偏孔的措施

當發現鉆進速度明顯比溶洞內鉆進速度低，且當繩擺動有所加大時，則說明已鉆進到溶洞底板。若溶洞底板巖面傾斜、呈現臺階或基巖因溶蝕程度不同而傾斜，則極易造成鉆孔過程偏孔。因此，鉆進達溶洞底板時，需調整鉆機沖程，改用小沖程鉆進，并隨時檢查孔位。當主繩擺動加大，并朝同一方向偏離樁孔設計中心時，說明已發生偏孔。此時要提鉆回填片石，回填高度以原偏孔位置為準，然后再鉆進，反復進行，直至完全糾正為止。

3 、結束語

(1) 巖溶地區鉆孔樁基施工，由于地質情況復雜，施工難度較大，技術含量高，施工中一定要注意過程控制，做好施工記錄，繪制地質剖面圖，它是指導施工的關鍵步驟。

(2) 巖溶地區鉆孔樁施工一般要穿過較厚的巖層，基巖強度較高，鉆進過程中，鉆機及鉆頭磨損大，造成進度緩慢。因此，提高鉆機及鉆頭質量也是一個重要環節。

(3) 在復雜的巖溶地質鉆孔施工中，不確定因素較多，經常有新問題出現，因此對地質情況進行全過程監控是十分必要的。在施工中要加強施工過程的觀察和檢測，監控地質變化情況，重點監控泥漿稠度、洞頂和洞底巖層傾斜、溶洞側壁伸入樁孔、溶洞層數和大小及填充物形態等情況，及時分析和反饋地質信息，以便對不同的地質情況采取對癥有效的技術措施，確保鉆孔質量。

參考文獻:

[1 ] JTJ 04122000 ，公路橋涵施工技術規范[ S] .

[2 ] 交通部. 公路施工手冊橋涵部分(上冊) [M] . 北京:人民交通出版社，2000.