巖溶地區(qū)橋梁樁基礎(chǔ)處理技術(shù)

刁亞飛

摘要：我國國土的西南、中南、華東等地區(qū)廣泛存在著巖溶地質(zhì)，巖溶地質(zhì)給橋梁等工程的建設(shè)帶來很多困難。在巖溶地區(qū)建設(shè)橋梁時(shí)如果沒有做好橋梁基礎(chǔ)的處理工作就會(huì)引發(fā)橋梁基礎(chǔ)沉降甚至是坍陷事故，因此必須采取合理的措施進(jìn)行基礎(chǔ)處理。樁基礎(chǔ)是處理橋梁巖溶地基最有效的方法之一，本文對(duì)不同地質(zhì)條件下應(yīng)該采用哪種樁基礎(chǔ)進(jìn)行了分析，并介紹了應(yīng)用樁基礎(chǔ)時(shí)的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：巖溶；樁基礎(chǔ)；鉆孔；鋼護(hù)筒

一、巖溶地質(zhì)橋梁基礎(chǔ)的處理辦法

溶洞的規(guī)模有大有小、類型多種多樣，就是使得橋梁基礎(chǔ)處理技術(shù)的選擇具有多樣性，其中樁基礎(chǔ)是處理橋梁巖溶地基最有效的方法之一。在采用樁基礎(chǔ)處理巖溶地質(zhì)時(shí)也有細(xì)分，下面是筆者的具體分析：

如果將要建設(shè)的橋梁地基下的溶洞非常大、埋藏也很深，同時(shí)有沒有辦法達(dá)到頂板厚度檢算的情況下，只必須選擇樁基礎(chǔ)進(jìn)行處理。除了必須采用樁基礎(chǔ)的情況，以下幾種也可以使用并且建議使用樁基礎(chǔ)：一是巖面溶蝕的高度差在1米以上又或者是巖溶洞穴平面、剖面尺寸在1米以上；二是可溶性巖層的埋深大于8米；三是基底巖層存在缺角同時(shí)這些缺角沒有辦法通過嵌入來進(jìn)行修補(bǔ)；四是明挖或水下施工壓漿無法順利開展。

溶洞內(nèi)的底面非常深頂板非常薄，同時(shí)洞內(nèi)的填充土比較密實(shí)，這樣的溶洞一般強(qiáng)度較高，穩(wěn)定性強(qiáng)，那么樁底能夠穿越溶洞的頂板應(yīng)當(dāng)放置到填充土層內(nèi)；如果沒有采取置于溶洞底板的措施可以按照摩擦樁的形式開展設(shè)計(jì)。

如果是樁基穿過多層巖溶層支立于堅(jiān)固的巖層的情況，對(duì)于多層巖溶層對(duì)樁側(cè)的摩阻作用可以不作考慮，這是由于巖溶層和樁側(cè)形成的摩阻力，和普通的般土與樁側(cè)摩阻有著本質(zhì)的差別。所以正確的方法是選擇隔離，通過施工把多層巖溶層同痛樁壁分開，從而使樁底的堅(jiān)固巖層承受全部來自原來樁基承受的軸向荷載。

如果遇到了樁尖下伏溶洞，可以直接穿越溶洞也可以使樁尖立于溶洞頂，具體采用哪種方式要根據(jù)具體情況經(jīng)過計(jì)算驗(yàn)證才能實(shí)施。通常如果基巖頂板是完整的，有6m以上的厚度，并且頂板厚大于溶洞孔徑的2倍的情況下，基底以下溶洞不需要采取措施，不是這種情況就要采用樁基的方式進(jìn)行處理。如果鉆探在40～50m后沒有發(fā)現(xiàn)大于6m的頂板時(shí)，要必須滿足樁側(cè)累計(jì)頂板厚度大于5m同時(shí)樁尖置于下層巖層上，支承頂板厚度大于于3m，嵌入巖層0.5m。在累計(jì)巖層頂板厚度時(shí)，應(yīng)當(dāng)重視和掌握鄰近鉆孔的巖層的具體資料，不要把石筍尖誤作為巖層頂板。

如果是多層溶洞，溶洞的高是3到5米之間，這些溶洞層之間距離不遠(yuǎn)的應(yīng)當(dāng)采取鋼護(hù)筒的方式。如果發(fā)現(xiàn)實(shí)際的地質(zhì)狀況同勘察資料不一致的情況，如在勘察的資料中說是小溶洞，但在實(shí)際工程中發(fā)現(xiàn)是大溶洞或與大溶洞相聯(lián)通的狀況，這時(shí)通過回填法不能控制漏漿也要采用鋼護(hù)筒的方式穿越溶洞，使用鋼護(hù)筒時(shí)要注意首先要用沖擊錘實(shí)施沖孔、擴(kuò)孔作業(yè)，接著再用振錘將鋼護(hù)筒振沉。

二、巖溶地區(qū)橋梁樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）工藝選擇

人工挖孔和鉆孔是巖溶地區(qū)橋梁樁基的主要工藝，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況選擇合適的工藝。一般情況下，建議選擇人工挖孔樁。這是因?yàn)槿斯ね诳资┕み^程中可以動(dòng)態(tài)地對(duì)樁基內(nèi)的情況進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠迅速地了解樁底持力層的具體情況，在出現(xiàn)問題后能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并控制。除此之外人工挖孔還具有樁身混凝土強(qiáng)度高、能夠以可持力層的需要為條件擴(kuò)大樁頭的直徑、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是如果遇到地下水旺盛或者是軟弱覆蓋層非常厚的情況是不能用人工挖孔的，這種情況下應(yīng)當(dāng)選擇鉆孔樁。在應(yīng)用鉆孔樁時(shí)也有幾種不同的方式，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)問題：一是在施工前要仔細(xì)的分析地質(zhì)鉆孔柱狀圖，掌握空洞大小、溶洞地層的具體情況選擇合理的方案；二是要明確不同施工方案的適用，如常規(guī)泥漿護(hù)壁、壓力注漿和鋼護(hù)筒跟進(jìn)等；三是要避免鉆孔形成的漏漿問題以及漏漿引起的坍孔問題。

（二）孔位選擇

橋梁樁基鉆孔應(yīng)當(dāng)按照先長樁后短樁，先中間樁后四周的順序開展。遇到溶洞貫通的樁基，應(yīng)當(dāng)將溶洞底板低樁作為施工的首要步驟；大巖溶應(yīng)當(dāng)要先于小巖溶進(jìn)行打孔；在鉆孔時(shí)應(yīng)當(dāng)要隔一個(gè)打一個(gè)，這樣才能降低樁位間的撓動(dòng)應(yīng)力。

（三）鉆孔方式的選擇

（1）基面沖擊強(qiáng)度不均勻容易造成卡鉆、孔斜的問題，在溶溝、溶槽、溶洞中開展鉆孔作業(yè)時(shí)，采用拋填粘土、碎石、片石的方式開展夾邊沖擊工作，這樣能夠減少有的作業(yè)基面沖擊強(qiáng)度大，有的小的問題。（2）鉆孔速度快用力過猛會(huì)在穿越溶洞面板式造成卡鉆的問題，所以橋梁樁基插入溶洞前，要認(rèn)真分析地質(zhì)資料，在鉆孔鉆進(jìn)到離溶洞上面板2米左右時(shí)，立刻降低鉆機(jī)的沖程和鉆孔的速度，并且提高泥漿的比重，把溶洞上面板慢慢的穿透。（3）施工過程中如果出現(xiàn)了偏孔過大問題，要馬上回填塊大、質(zhì)硬的片石，并且要減小降鉆進(jìn)頻率，降低提錘高度。

（四）合理確定樁底深度

確定樁底深度首先要明確樁基的承載力，而要計(jì)算出樁基的承載力要必須掌握溶洞的分布情況、持溶洞的力層強(qiáng)度和節(jié)理發(fā)育等等。一種情況考慮總側(cè)阻力，一種是不考慮總側(cè)阻力。如果持力層的埋深不深、持力層有較好的強(qiáng)度、節(jié)理不發(fā)育，對(duì)于覆蓋土層的總側(cè)阻力就能夠不考慮在內(nèi)，只要分析嵌巖樁段的嵌固側(cè)阻力和樁端端承力就可以了，這種情況下溶洞頂板安全厚度必須大于3倍樁徑，并且大于3m，樁基嵌巖深度在1到1.5倍樁徑之間；如果溶洞平面不大的話，安全厚度按照3倍樁徑計(jì)算也可以；如果平面尺寸較大的情況下，安全厚度要按照實(shí)際情況在3倍樁徑的基礎(chǔ)上加大。如果持力層埋深很深、并且選擇的是鉆（沖）孔成孔的形式就應(yīng)當(dāng)將覆蓋土層的總側(cè)阻力考慮在內(nèi)。如果遇到樁長大于30m但是不存在合適的持力層以及巖層節(jié)理非常發(fā)育的地質(zhì)，就要按照摩擦樁進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)要思量一定的持力層厚度。

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