試析橋梁鉆孔灌注樁溶洞的處理方法

摘 要：本文首先對溶洞的危害性進(jìn)行了簡要介紹，并從實(shí)際工程出發(fā)，對橋梁鉆孔灌注樁溶洞的處理方法展開了探討，希望對我國相關(guān)領(lǐng)域的全面發(fā)展起到促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：橋梁鉆孔灌注樁 溶洞 處理方法

在橋梁鉆孔灌注樁施工中，其受地質(zhì)條件的影響是相對較大的，如果施工現(xiàn)場擁有較大的溶洞，施工人員必須應(yīng)用科學(xué)的技術(shù)，努力促使承載能力在樁基中有效提升，為橋梁工程施工安全性的提升奠定良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)階段，我國多數(shù)橋梁工程施工過程中，都會(huì)使用鉆孔壓漿的方式進(jìn)行溶洞的處理，注漿壓力控制以及合理的水膠比等因素，都將對溶洞處理效果產(chǎn)生影響。由此可見，在橋梁鉆孔灌注樁施工中，溶洞處理具有一定的復(fù)雜性，施工人員必須加大對溶洞處理的重視，并努力實(shí)現(xiàn)處理方法的創(chuàng)新，才能夠?yàn)樘嵘こ藤|(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。

一、溶洞的危害性

石灰?guī)r在被地下水溶解和雨水侵蝕的背景下，就會(huì)產(chǎn)生空洞，這是溶洞形成的主要原因。由于溶洞位于地下，因此通常不容易被直接發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段，我國在對溶洞進(jìn)行勘探的過程中，僅能夠?qū)θ芏吹幕疚恢眠M(jìn)行確定，但是溶洞的性狀以及大小等是無法準(zhǔn)確的進(jìn)行判斷的，正因?yàn)槿绱耍鋵蛄恒@孔灌注樁的影響是客觀存在的，溶洞的具體危害如下：

第一，泥漿水面在孔內(nèi)會(huì)呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，當(dāng)下降到一定程度，泥漿水面將保持不變。這一溶洞給橋梁鉆孔灌注樁帶來的負(fù)面影響不大，在實(shí)際施工中，可以不采取相應(yīng)的處理措施。

第二，泥漿在孔內(nèi)會(huì)快速下降并消失。在這一過程中，如果異常的情況并沒有在洞口發(fā)生，那么說明相對結(jié)實(shí)的覆蓋層存在于溶洞頂，可以對地面的重物進(jìn)行有效的支撐；如果塌崩的現(xiàn)象開始在洞口中產(chǎn)生，那么很可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。

第三，泥漿在孔內(nèi)忽然消失。這一問題通常會(huì)在施工過程中產(chǎn)生，其所帶來的危害是非常大的，洞口附近的地面會(huì)同施工設(shè)備儀器產(chǎn)生嚴(yán)重的塌陷。

二、橋梁鉆孔灌注樁溶洞的處理方法

1.工程概述。某104國道改建工程中，K2+0.33.3～K3+450為起止樁號，擁有1.4167km的路線長度，在實(shí)際進(jìn)行建設(shè)的過程中，嚴(yán)格遵守國家一級公路標(biāo)準(zhǔn)，因此為雙向六車道，擬定擁有80千米每小時(shí)的速度和32米的整體式路基寬。其中，1149.52米和31.5米分別為橋梁工程的長度和寬度。在該工程中，大跨境先簡后聯(lián)預(yù)應(yīng)力小箱梁為上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而預(yù)應(yīng)力變截面混凝土連續(xù)箱梁是主橋的結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)，鉆孔灌注樁實(shí)體墩為下部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在實(shí)際施工的過程中群樁為30號墩樁基礎(chǔ)，設(shè)置了兩排橋樁號前進(jìn)方向，a-0～a-5為第一排小樁號，b-0～b-5為第二排小樁號，工擁有樁基12根，39.52米和3.45米為基底設(shè)計(jì)標(biāo)高和樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，1.5米為設(shè)計(jì)樁徑，5.18米為地標(biāo)高，在對端承樁設(shè)計(jì)模型進(jìn)行應(yīng)用的過程中展開了有效的受力設(shè)計(jì)。

2.處理方案。

2.1已施工鉆孔灌注樁的溶洞處理方案。首先，鉆孔工作應(yīng)在樁基中心展開，為詳細(xì)的展開勘察奠定良好的基礎(chǔ)。在樁心位置構(gòu)建90毫米口徑的孔，在鉆孔過程中，其應(yīng)低于設(shè)計(jì)樁底的標(biāo)高，二者之間應(yīng)保持5米的距離，從而對樁底的地質(zhì)條件進(jìn)行更加深入的勘察。在本工程施工過程中發(fā)現(xiàn)，在a-3樁中進(jìn)行鉆孔，在4米以下的鉆底位置，會(huì)形成掉鉆的現(xiàn)象，水頭在鉆孔中的下降速度非常快，該樁底部最深6米的位置擁有一個(gè)溶洞，其內(nèi)部擁有一定的碎石和粘土等填充物；在a-4樁中，距離樁底6米的距離中，溶蝕裂隙非常發(fā)達(dá)，在實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)，水頭在鉆孔中始終存在下降的現(xiàn)象，及時(shí)連續(xù)補(bǔ)水，在距離樁底3米左右的距離中，水頭在孔中擁有非常快的下降速度，因此可以說明相對嚴(yán)重的裂隙產(chǎn)生于這一位置中。其次，如果樁心已經(jīng)成孔，在此時(shí)施工中需要進(jìn)行取孔并繼續(xù)展開勘察。該工程建設(shè)過程中，相關(guān)技術(shù)人員對以下施工處理方案進(jìn)行了制定和落實(shí)：第一，在a-3樁處理中，溶洞存在于樁底5米的范圍內(nèi)，此時(shí)必須首先對溶洞中的粘土進(jìn)行沖洗，沖洗的過程中應(yīng)對高壓噴射清水的方式進(jìn)行應(yīng)用，一直到清澈的回水產(chǎn)生于孔口為止，將水泥漿灌注于溶洞中，其擁有0.5的水灰比，同時(shí)必須在自重的狀態(tài)下展開這一施工操作，確保水泥漿將鉆孔完全填滿為止；第二，在a-3樁處理中，溶蝕裂隙存在于樁底5米的范圍內(nèi)，在對孔口進(jìn)行密封的過程中，需要對橡塞注漿器進(jìn)行應(yīng)用，注漿的方式為全孔高壓，其壓力值應(yīng)保持在4MPa～5MPa之間，當(dāng)壓力達(dá)到5MPa以后，需要停止注漿；第三，在b-0、b-2、b-5樁處理中，并沒有明顯的溶蝕裂隙存在于樁底5米的范圍內(nèi)，因此此處可以不采取相應(yīng)的處理措施；第四，在施工兩周以后，應(yīng)將單樁承載試驗(yàn)應(yīng)用于a-3和b-0樁基中，在本工程中，經(jīng)過試驗(yàn)證明實(shí)際施工同設(shè)計(jì)樁底承載要求完全一致。

2.2未施工鉆孔灌注樁的溶洞處理方案。第一，厚淤泥覆蓋層位于地表以下20米左右的位置，在對其進(jìn)行處理的過程中，應(yīng)對高壓旋噴水泥攪拌樁進(jìn)行應(yīng)用，其擁有0.5～0.6的水灰比，硅酸鹽水泥的型號為42.5號，在對其進(jìn)行應(yīng)用的過程中，希望可以加固處理該范圍內(nèi)的全部淤泥質(zhì)土，設(shè)計(jì)樁徑范圍在a-0、a-1、a-2中以外的30～40厘米位置是具體的加固范圍，在布置攪拌樁的過程中，其應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)出50厘米的縱橫向距離和50厘米的樁徑[3]。在預(yù)處理其他的樁的過程中，樁徑外最大40厘米為預(yù)處理的范圍，在對攪拌樁進(jìn)行布置的過程中，等間距應(yīng)為50厘米，50厘米的單樁直徑應(yīng)產(chǎn)生于攪拌樁樁徑中，在完成攪拌樁施工以后，由于溶洞和深層溶蝕裂縫存在于樁基位置，在對其進(jìn)行處理的過程中必須在2周以后展開。第二，針對設(shè)計(jì)樁底來講，其以下5米的范圍中，存在溶蝕裂縫被樁身穿越的現(xiàn)象，同時(shí)也存在一定的小溶洞地層，在對其進(jìn)行處理的過程中，可以對注漿的措施進(jìn)行應(yīng)用：泵注漿為主要的注漿方式。水泥漿為主要漿液，1：1為水和水泥之間的配合比。0.5MPa～2MPa為注漿過程中的壓力控制范圍，實(shí)際展開注漿操作的過程中，必須對速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，通常情況下，這一速度值應(yīng)控制在高于15L/min和低于20L/min的范圍內(nèi)。在對這一處理方法進(jìn)行應(yīng)用的過程中，主要目的是確保填充物中充滿漿液，并逐漸形成固結(jié)的狀態(tài)，2.0米為最小的滲透直徑，這樣以來，可以促使充足的固結(jié)體產(chǎn)生于沖鉆成孔過程中。注漿管在實(shí)際注漿時(shí)，必須向鉆孔底部進(jìn)行超前插入。接下來，需要在提升注漿管的同時(shí)慢慢的展開注漿操作，提升的速度應(yīng)同注漿的速度保持一致，同時(shí)在實(shí)際施工中還應(yīng)當(dāng)對滲透半徑進(jìn)行充分的控制。

在這一施工中，為了預(yù)防過多的浪費(fèi)漿液，應(yīng)對間歇逐段注漿的方法進(jìn)行充分的應(yīng)用，確保溶洞中的填充物可以同漿液形成有效的融合，才能夠?qū)崿F(xiàn)良好的膠結(jié)效果，在此基礎(chǔ)上才可以再次進(jìn)行注漿，在多次循環(huán)注漿的過程中，工作人員必須嚴(yán)格控制最大注漿量。

3.處理結(jié)果。首先，部分部位在進(jìn)行預(yù)處理以后展開了鉆孔施工，鉆孔可以順利進(jìn)行，操作中為發(fā)現(xiàn)坍塌、坍孔、漏漿等問題；其次，將全程取芯的操作應(yīng)用于已經(jīng)完成灌注的樁中，產(chǎn)生了完整的芯樣；同時(shí)在展開小應(yīng)變檢測的過程中發(fā)現(xiàn)，其呈現(xiàn)出良好的成樁質(zhì)量；再次，在展開單樁承載力實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，該工程的橋梁鉆孔灌注樁都符合質(zhì)量要求。

三、結(jié)語

綜上所述，溶洞對于樁基施工具有嚴(yán)重的影響，如果沒有對溶洞進(jìn)行合理的處理，將導(dǎo)致樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量下降，最終對整個(gè)工程的穩(wěn)定性造成威脅。因此，近年來我國在積極進(jìn)行橋梁建設(shè)的過程中，必須提升對溶洞處理的重視，并從工程實(shí)際出發(fā)，有針對性的采取溶洞處理方式，才能夠?yàn)樘嵘龢蛄汗こ痰纳鐣?huì)和經(jīng)濟(jì)效益奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]原喜忠，馬巍，劉永智等.橋梁鉆孔灌注樁施工中高溫凍土地基溫度場動(dòng)態(tài)監(jiān)測與研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2015，24（6）：1052-1055.

[2]鄭芳.分析橋梁鉆孔灌注樁施工中常見斷樁、串樁等病害的處理措施[J].江西建材，2014（21）：155-155.

[3]李強(qiáng).橋梁鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷的防治與處理方法[J].城市建筑，2016（21）：283-283.