淺析巖溶地區(qū)橋梁樁基施工技術(shù)

田甜　王建琴

摘 要：從渝懷鐵路共和5號(hào)大橋樁基施工實(shí)例出發(fā)，結(jié)合巖溶地質(zhì)發(fā)育形態(tài)，分析了樁基施工中應(yīng)當(dāng)注意的問題，確保橋梁施工質(zhì)量和進(jìn)度。

關(guān)鍵詞：巖溶地質(zhì)； 樁基； 施工

我國(guó)西南巖溶現(xiàn)象普遍存在，給橋梁基礎(chǔ)施工帶來(lái)了較大的困難。巖溶根據(jù)其發(fā)育強(qiáng)度，可分為強(qiáng)烈發(fā)育，中等發(fā)育，弱發(fā)育，微弱發(fā)育4種，在巖溶強(qiáng)烈發(fā)育區(qū)，主要表現(xiàn)為大型暗河，廊道及較大規(guī)模的溶洞。對(duì)于這種巖溶地質(zhì)，在地質(zhì)勘探時(shí)容易發(fā)現(xiàn)，并會(huì)引起勘探人員及設(shè)計(jì)人員的高度重視，工程中將盡可能避免或采取其它特殊措施處理。其他三種發(fā)育強(qiáng)度的巖溶區(qū)存在更為普遍，多表現(xiàn)為溶蝕、溶溝、溶槽或單個(gè)小型洞穴，裂隙較為發(fā)育等形態(tài)，而對(duì)于這種發(fā)育程度的巖溶區(qū)域，由于巖溶表現(xiàn)形式的多樣性及規(guī)律性不強(qiáng)的特點(diǎn)，在目前的勘探手段及有限資金情況下，給施工帶來(lái)很大的不確定因素。

現(xiàn)結(jié)合渝懷鐵路共和大橋樁基施工出現(xiàn)的問題，分析總結(jié)巖溶地區(qū)樁基施工應(yīng)注意的幾個(gè)問題。

1 工程簡(jiǎn)介

1、渝懷鐵路共和5號(hào)大橋全長(zhǎng)412米，位于重慶市北碚區(qū)境內(nèi)，是渝懷鐵路的重點(diǎn)工程。

2、地質(zhì)勘探資料

覆蓋層10-20m深，由上而下分為：①填土1.0-1.5m厚，②亞粘土，黃褐色，5-10m厚③亞粘土，黃褐色，厚6-8m，下伏為石灰?guī)r，灰白色，樁基嵌巖深度要求1m。

2 施工技術(shù)處理措施

2.1 前期已采取的措施

（1）前期項(xiàng)目部采用人工挖孔，方法：3-5人一組，采用人工開挖，手搖卷?yè)P(yáng)機(jī)吊裝，該方法成本低，施工機(jī)具少，簡(jiǎn)便靈活，但只適合地下水量小的樁基成孔，在0#臺(tái)和1#墩、2#墩中共11根完成的樁基既采用該方法完成。

（2）當(dāng)開挖3#-6、3#-5樁基時(shí)，挖至16m后，就發(fā)生涌水，淤泥上漲，再次開挖，再次上漲，多次反復(fù)，始終無(wú)法向下進(jìn)展，由于不斷掏空淤泥、流沙，附近100-200m處的農(nóng)田多處發(fā)生垮塌，說(shuō)明該橋址處地下溶洞可能相互連通，在無(wú)法進(jìn)展下去后，項(xiàng)目部采取了以下一些措施。

①砼護(hù)壁。每向下挖0.5-1m，即澆砼護(hù)壁，標(biāo)號(hào)C20，厚0.15m，配φ16鋼筋，間距20cm，但護(hù)壁遭到推擠破壞，未能奏效。②采用正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn)，鋼護(hù)筒護(hù)壁。由于巖層傾斜，鉆機(jī)就位不正，造成偏孔，無(wú)法進(jìn)行。③采用帷幕注漿。沿3#-6樁基外圍設(shè)孔注漿，間距30-50cm，孔徑100mm，水泥漿采用425#普通砼硅酸鹽水泥，配合比：水：水泥=0.8：1.0；7天后，再采用人工開挖，也沒有成功。

在此期間，對(duì)地質(zhì)情況重新進(jìn)行了勘探，共布設(shè)鉆孔6個(gè)，基本摸清了橋位處的地質(zhì)情況，考慮到前期樁位已定，未對(duì)跨徑再作調(diào)整，但確定樁長(zhǎng)依據(jù)地質(zhì)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

2.2 合理選擇鉆孔設(shè)備

樁基成孔目前常用方法有人工挖孔，旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔，沖擊鉆進(jìn)成孔，沖抓鉆進(jìn)成孔。人工挖孔，無(wú)需鉆孔設(shè)備，造價(jià)低，靈活方便，但局限性大，只適合于無(wú)水或地下水量不大，孔深較淺，巖溶發(fā)育強(qiáng)度較弱的情況下采用；旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔。適用于黏性土，砂類土，含少量砂礫石的土，孔徑為80-250cm，孔深30-100m；沖擊鉆成孔適用于黏性土、砂類土、礫石、卵石、漂石、較軟巖石，孔徑80-200cm，孔深小于50m；沖抓鉆適用于淤泥、腐殖土、密實(shí)黏性土、砂類土、砂礫石，孔徑100-200cm，孔深適宜20m以下。

總結(jié)前期施工經(jīng)驗(yàn)，綜合分析地質(zhì)情況，認(rèn)為，本橋位溶巖情況復(fù)雜，流砂強(qiáng)，巖石強(qiáng)度較高，應(yīng)采用大型沖擊鉆。在確定方案后，立即采取果斷措施，調(diào)進(jìn)兩臺(tái)大型沖擊鉆，晝夜施工，3#-6，3#-5，順利下鉆成孔，采用沖擊鉆后，施工頓時(shí)變得順利。

2.3 巖溶地區(qū)泥漿的制備和使用

泥漿一方面起到護(hù)壁，防止鉆孔垮塌的作用，另一方面，起到浮渣作用，一般應(yīng)選用塑性指數(shù)Ip>10，黏性土或膨潤(rùn)土，不同的土層泥漿相對(duì)密度可按表1數(shù)據(jù)選用：對(duì)于巖溶地區(qū)鉆孔，泥漿相對(duì)密度應(yīng)取較大值，本橋施工中采用1.2-1.4，在鉆進(jìn)過程中，由于存在溶溝、溶洞、泥漿極易損失，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充，并采取必要的措施。

2.4 漏漿及溶洞的處理

在溶蝕帶的巖溶地質(zhì)，往往裂隙發(fā)育，溶溝、溶槽、溶洞錯(cuò)縱復(fù)雜，本橋在3#-5鉆進(jìn)至20m時(shí)，突然發(fā)生漏漿，在15min內(nèi)，孔內(nèi)水位下降了1.8m，由于孔內(nèi)水位驟降，鉆孔周圍約2m范圍內(nèi)地面出現(xiàn)了裂縫，有可能造成大的塌孔。在這種情況下，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，立即組織員工向孔內(nèi)投放水泥，這一措施效果顯著，30min后，水位下降得以控制，水位完全穩(wěn)定后再加大泥漿濃度，在控制鉆進(jìn)速度的措施下，繼續(xù)緩慢鉆進(jìn)。

如果存在較大的溶洞可按如下方法處理：

（1）在孔口附近準(zhǔn)備足夠的小片石和粘土，最好配備一臺(tái)ZL50型裝載機(jī)，當(dāng)遇到溶洞漏漿時(shí)，迅速鏟起片石和粘土填孔，同時(shí)大量補(bǔ)水。

（2）當(dāng)鉆至離溶洞頂部附近時(shí)，采用小沖程，逐漸將洞頂擊穿，比例回填粘土和片石，仍采用小沖程輕砸，讓粘土和片石充分?jǐn)D入溶洞內(nèi)壁。待粘土和片石充分?jǐn)D入溶洞內(nèi)形成穩(wěn)定護(hù)壁后，并且泥漿漏失現(xiàn)象全部消失后正常鉆進(jìn)。

（3）當(dāng)漏漿嚴(yán)重，回填粘土和片石沒有作用時(shí)，可采用直接灌注水下混凝土的措施。方法如下：按照灌注水下混凝土的施工方法下導(dǎo)管至已鉆孔底0.3m-0.5m，灌注水下混凝土，至溶洞填充完畢，判斷標(biāo)準(zhǔn)以灌注混凝土面超過溶洞洞頂1m左右且混凝土不再下降為準(zhǔn)，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到30%-50%左右后，重新鉆進(jìn)。

2.5 終孔的判別

實(shí)際施工中可從以下幾方面綜合判斷：

（1）以設(shè)計(jì)鉆孔柱狀圖提示巖面高程作為參考。

（2）查閱鉆機(jī)施工記錄，可將基巖進(jìn)尺速度，0.1m-0.2m/h 為進(jìn)入全巖面的控制速度。

（3）采用釬錘觸探， 錘頭觸巖時(shí)，會(huì)出現(xiàn)輕微反彈。

（4）撈取鉆渣，巖屑含量50%-70%，且含泥、含砂量小于4%時(shí)，認(rèn)為入巖。

3 加強(qiáng)檢測(cè)，確保質(zhì)量

樁基檢測(cè)主要有鉆芯取樣法，超聲波法，機(jī)械阻抗法，水電效應(yīng)法等無(wú)破損法。無(wú)破損法檢測(cè)樁基砼的質(zhì)量，效率高、操作簡(jiǎn)便、成本低，樁基質(zhì)量檢測(cè)中，比較普遍使用，但不能檢測(cè)樁基底基巖的狀況。在巖溶區(qū)施工的樁，宜加大鉆芯檢測(cè)的頻率，對(duì)于未在地質(zhì)鉆孔位置的樁，特別是在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)了如漏漿等異常情況的樁，宜作鉆芯檢測(cè)，且宜鉆至樁底4-5m以下，以探明樁底巖基情況。

5號(hào)大橋施工后期，由于施工方法得當(dāng)，處理措施及時(shí)，只用了短短一個(gè)半月就完成了全部樁基施工，收到了較好效果。因此，在巖溶地區(qū)建橋，應(yīng)根據(jù)巖溶發(fā)育和分布的規(guī)律，認(rèn)真勘測(cè)、綜合分析、精心組織設(shè)計(jì)與施工，并加強(qiáng)檢測(cè)，確保橋梁施工安全。