巖溶地區橋梁基礎施工技術探討

鄭 彬

（貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽 550000）

巖溶地區橋梁基礎施工技術探討

鄭 彬

（貴州橋梁建設集團有限責任公司，貴州貴陽 550000）

結合具體的工程實例分析，總結以往巖溶地區的橋梁基礎施工技術，為以后復雜巖溶地區的橋梁基礎施工提供參考價值。

巖溶；橋梁基礎；施工

1　工程概述

某高速公路全線長約48.5 km，設立一座高架橋。橋梁主梁為7×20 m跨徑的預應力混凝土簡支空心板梁，采用柱式墩、肋式橋臺、樁基礎，全橋長145 m，橋面設置隔音板，以減少車輛行駛時產生的噪音對周圍居民的生活造成影響。主梁采用簡支空心板的的設計雖然行車性能不及連續鋼構梁好，簡支空心板能有效抵抗溶洞地質會對基礎造成不均勻的沉降，是橋梁結構更加安全、同時節省工程資金投入，降低工程造價。

橋梁位于地質復雜的巖溶、溶蝕現象發育區，基礎土層以亞粘土、灰巖以及角礫土為主，巖溶中的軟塑以及流塑狀態填充物對橋梁樁基礎的安全造成直接影響。因此，在樁基礎設計中，為保證橋梁基礎結構的安全，樁長設計應滿足樁側累計頂板厚度不小于3倍樁徑。

2　巖溶區樁基礎設計

2.1樁基設計一般原則

（1）確保樁基礎與橋梁上部結構連接可靠，其容許承載力以及變形應能均滿足設計規范要求。

（2）設計時應考慮既有的施工技術是否能滿足設計成樁施工，考慮成樁后使用過程中可能發生的危害。

（3）設計樁基礎應具備一定的安全儲備。（4）考慮成樁施工的資金投入，經濟合理。

（5）提供施工質量控制標準以及監控方法，確保樁基能滿足以上要求。

2.2樁基設計依據

（1）巖土工程勘察資料，包括土體的物理力學性能指標、地下水水位變化及化學成分、巖層埋深、巖面傾斜、起伏或滑坡、巖溶、洞穴等不良地質情況。

（2）橋梁上部結構類型、細部尺寸及使用要求，上部結構荷載種類及大致的變化情況。

（3）了解當地的施工條件，包括施工機械的租用、調配，施工技術、施工質量的監控檢測手段，以及施工所用材料。

（4）供設計方案比較用的各種樁型及其實施的可能性分析。

3　巖溶區橋梁基礎施工

3.1鉆孔灌注樁施工

鉆孔灌注樁施工方法可分為反循環鉆成孔法、正循環鉆成孔法以及潛水鉆成孔灌注法。在巖溶區多采用反循環鉆成孔法，反循環鉆成孔法施工工藝流程圖如下所示：

3.2反循環鉆成孔法施工注意事項

（1）護筒直徑應大于樁徑200～400 mm，埋深應為2～4 m，為了避免漏水現象的發生，護筒端部應打入粘土層或粉土層中。當護筒受地質條件限制必須將其端部打入填土或砂礫層中時，應在護筒外側分層回填粘土并進行夯實，避免漏水。護筒頂部應高出地面不少于0.3 m（水面1.0～2.0 m）。

（2）在反循環施工中出現無套管現象時，為避免塌孔現象出現，應時刻保證護筒內水位高于自然地下水位不小于2.0 m，孔壁靜水壓力不得小于0.02 MPa；采用泥漿護壁，拖延沙粒等懸浮土顆粒的沉降速度，便于處理沉渣。注意控制泥漿比重，避免由于泥漿比重過大帶來鉆孔困難，造成施工速度慢甚至發生堵塞現象。

（3）控制鉆機的鉆挖速度，結合土體實際情況，保留充足的泥膜形成所需時間，并充分考慮泥漿泵的能力。結合以往的施工案例，設計鉆機鉆挖速度可參考下表：

表1　反循環鉆挖速度和鉆頭轉速參考

表2　泵吸反循環鉆進參數和鉆速參考

（4）清孔處理時，注意孔底沉渣和沖洗液含渣量，沖洗液中含渣量小于4%且孔底沉渣厚度滿足設計要求時停止清孔，為了避免塌孔現象發生，仍需要保持孔內水頭高度。

3.3人工挖孔灌注樁施工

人工挖孔灌注樁施工流程如圖2所示：

圖2　人工挖孔灌注樁施工工藝

（1）按照設計圖紙測設定出樁位。

（2）挖土方，遵循分層開挖原則，每層開挖深度根據開挖后土壁的垂直度決定，一般為0.8～1.0 m。挖至地下水位以下時，注意及時將孔底泥水吊出孔內。

（3）安裝提升設備，其吊桶中心與挖孔中心同一直線。

（4）根據每層開挖高度及時支設鋼模板，保證作業工人生命安全，同時，避免塌孔現象出現。

（5）為了便于施工，在模板頂搭設操作平臺，用于臨時放置混凝土拌合料和便于灌注扶壁混凝土用。

（6）灌注護壁混凝土時，由于護壁混凝土為素混凝土，巖溶區地質差、設計樁徑大、樁長，在護壁中應設置配筋，將上下護壁柱筋進行搭接。

（7）當護壁混凝土達到一定強度能過承受土體的側向壓力時，將模板拆除，進行下一段土層的開挖、支模、澆混凝土循環至設計樁長的深度。

（8）利用其中設備將已經綁扎好的鋼筋籠吊裝至孔內，并進行測量控制鋼筋籠的中心與孔中心同一直線。

（9）在巖溶區的深孔中澆筑混凝土應下放導管，避免混凝土澆筑過程中由于離析或斜向沖擊孔壁，造成塌孔現象。

［1］ 李修虎.橋梁樁基在巖溶地區的施工技術探究［D］.安徽理工大學，2014.

［2］ 陳劍華.巖溶強發育地區深樁基礎施工關鍵技術研究［D］.中南大學，2014.

［3］ 薛立建.公路橋梁樁基工程溶洞處理研究［D］.河北工業大學，2014.

U443.1

C

1008-3383（2016）10-0096-02

2016-05-01

鄭彬（1986-），男，貴州遵義人，工程師，從事公路橋梁施工管理工作。