高速公路橋梁溶洞樁基施工技術

何培楷

（河北省交通建設監理咨詢有限公司，河北 石家莊050091）

0 引言

在某些地區進行橋梁基礎施工時可能會遇到溶洞問題。而對于橋梁基礎施工來說，樁基施工是一個隱蔽工程，因此溶洞的出現給橋梁樁基的施工也會帶來困難。如果對溶洞問題處理不當，在施工中可能會出現掉樁、卡錘、漏漿和塌孔等嚴重的工程事故。本文將結合某市一高速公路橋梁樁基工程所遇到的特殊熔巖地質問題，根據巖溶地質的發育形態，詳細介紹橋梁樁基施工的具體過程，并分析在施工中應該注意的問題。

1 工程概況

本工程為某市一高速公路中的一段，工程的完成可以完善當地的高速公路網絡，并帶動當地的經濟發展及與其他區域的經濟交流，促進該區域的整體協調發展。與本工程相近的路段設計中出現了溶洞，而這在地質探測中未發現，因此在圖紙設計中沒有對溶洞進行考慮。根據設計圖紙，在前面幾部分的樁基施工中，采用旋挖鉆機鉆孔的方式順利完成了施工，而在剩下幾部分的橋段樁基施工工藝與前幾部分相同，但是在施工過程中，遇到了塌孔和泥漿面下降的現象。因此，懷疑地層中出現了溶洞問題，但是由于地質勘察中未發現溶洞，加上本工程的監理是當地人，也同樣否定存在溶洞的可能，所以當時認為地層中不存在溶洞，可能是流砂層或暗河的問題。根據這個判斷，當時施工中采取的措施是加大泥漿比重，同時降低旋挖鉆機的鉆進尺度速度，在灌注過程中混凝土上升高度與混凝土灌注量成正比，在混凝土面上升至地面十幾米時，混凝土面不再上升甚至下降。本工程中樁基的設計采用的直徑規格有兩種：Φ1.2m 和Φ1.4m，其中1.2m 的樁主要用于橋臺和過渡墩，兩種直徑的樁一共使用了37根。

2 地質情況

根據地質勘察情況，該地區的土層情況為：粉細砂、黏土及粉質黏土、淤泥質土、粉細砂、細砂、圓礫、泥巖。但是在施工過程中，發現實際的地質情況與地質勘察結果有所不同，因此在征得業主同意的基礎上，組織單位對問題段的地質情況進行再次鉆探勘察。此次的勘察結果表明，地質中反映部分樁基存在灰巖、有單溶洞、有多溶洞成串珠形，部分地質層由上而下為填土、弱風化泥巖、強風化灰巖、溶洞、中風化灰巖，溶洞內無充填。

3 施工方案的確定

本工程中橋區存在的溶洞較多，而且溶洞較大，溶洞形式多為串珠型，結合以往的工程實踐經驗，這種類型的溶洞會對工程橋梁樁基的施工增加很大的難度。根據這一情況，為了確保工程能夠按質按量完成和保證工程的施工安全，將溶洞樁基施工列為重中之重。

為此，組織專業技術人員對該情況進行了細致分析和討論，同時詳細學習和了解了有關溶洞地區樁基工程的知識，并邀請了有關專家進行指導。最終確定溶洞地區橋梁樁基施工方案為沖擊鉆成孔，對于溶洞的處理采用的措施是片石加黏土回填以及采用鋼護筒跟進穿越。

4 溶洞下的樁基施工技術

4.1 施工前準備

（1）逐樁探明地質情況。在橋梁樁基施工前，首先細致探查每根樁的地質情況，探查過程中主要關注溶洞大小和分布情況。根據探查結果，采用相應的施工方法進行樁基的施工。

（2）人員組織。組織相關的技術人員對溶洞地區樁基施工的處理方法進行系統學習和了解，并在施工過程中成立專門的溶洞處理應急小組，發現問題及時上報，采取有效的措施進行處理。在開鉆施工前，每個施工人員和技術人員都應詳細掌握該樁位的具體地質情況，特別是溶洞的大小及位置分布等。對于施工中可能出現的問題，應采取措施進行預防，做到心中有數。總之，對于人員的組織工作，應確保各盡其責。

（3）主要材料準備。在進行樁基施工時，對于每個不同大小和規模的溶洞，提前準備好足夠數量的片石、黏土以及鋼護筒等材料，確保能順利完成對溶洞的處理工作。

（4）主要機械配備。根據本工程的規模大小，確定使用的機械設備為：沖擊鉆機7 臺（套），裝載機1 臺，吊車1 臺，挖掘機2 臺，運輸車2輛，應急發電機2臺（100kW）。

4.2 樁基施工過程

根據本工程的溶洞情況，確定采用沖擊鉆成孔、水下灌注樁基混凝土的施工工藝。但在實際工程中可能遇到的問題有溶洞、裂隙、漏漿、斜巖等不良地質問題，因此根據施工的具體情況和工藝要求，對于不同的地質問題所采取的施工方法也有所不同。

（1）溶洞問題的處理措施。當樁基處存在溶洞時，應根據具體的溶洞情況，當鉆孔施工達到溶洞頂板約1m 的位置時，應加大泥漿的比重，同時適當降低沖鉆的施工速度，減小鉆機的沖程，緩慢地將溶洞頂板擊穿，并且在一錘穿頂后，注意保護鉆機，不要出現卡鉆的問題。在鉆孔的過程中，還應安排人員對筒內的泥漿面進行觀測，在整個施工過程中時刻注意泥漿面的變化情況，一旦發現泥漿面出現突然下降的現象，應立即采取措施進行處理，通常所采取的措施為快速提起鉆頭同時進行補漿。

（2）裂隙發育地區的處理措施。當在鉆孔的過程中遇到巖層裂隙發育問題時，可能出現漏漿現象，同時造成鉆孔樁無法正常工作。此時，應考慮采取提高泥漿比重的處理措施。如果仍無法解決問題，可以采取下鋼護筒的方法進行處理。

（3）斜巖的處理措施。斜巖的存在會嚴重影響施工進度，一旦遇到，應根據不同的斜巖類型采取不同的措施。在鉆孔施工中，如果出現的偏孔問題不大時，可以采取回填片石的方式進行處理，同時降低鉆進的頻率，在孔位修正完成之后，才可正常進行鉆孔。

（4）串孔和貫通的處理措施。在鉆孔完成之后，在清孔的過程中如果發現有兩個鉆孔存在串孔和貫通的問題，應先采用黏土對其中的一根樁進行回填，接著對另一跟樁進行混凝土灌注，當灌注完成且混凝土達到規定強度后，即可以對回填的樁孔進行重新鉆進以及混凝土灌注。

4.3 工程實施效果分析

結合以往成功經驗，本橋梁樁基在溶洞情況下，通過采取有效措施，對巖溶地質樁基采取溶洞處理方案，最終經過樁基質量檢測，表明樁基達到Ⅰ類樁標準。

5 結語

溶巖地區由于地質情況復雜，對橋梁樁基施工來說是一個較大的難題。結合工程實例，針對該橋梁樁基存在溶洞情況，提出了溶洞下樁基施工中應當注意的問題，同時提出可采取的樁基施工處理方案。工程實踐效果表明，所采取的方案具有可行性，為同類工程提供了參考借鑒。

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