巖溶發育地區橋梁鉆孔樁施工技術分析

賴美煜

（撫州市公路局廣昌分局 344900）

1 引言

我國的西南部地區，具有大量的巖溶地區。巖溶地區的地形地貌復雜，生態環境脆弱，在進行橋梁工程建設時，施工困難。尤其是巖溶發育的地區，溶洞密布，在進行橋梁鉆孔樁施工過程中，極易發生坍孔、卡鉆甚至埋鉆的現象，不僅影響施工的質量和進度，而且嚴重威脅著相關人員的安全。因此，研究提升巖溶發育地區橋梁鉆孔樁施工技術具有重要的現實意義。

2 巖溶發育地區的溶洞處理方法

2.1 常見溶洞的處理方法

一般在對不同類型的溶洞進行施工時，一般原則如表1所示。

表1 不同類型溶洞的施工處理措施

2.2 注雙液漿法

2.2.1 加固的原理

注雙液漿法對溶洞處理的特點是：相關的注漿材料凝固時間短，一般在十幾秒到幾十秒之間。由于這種方法的材料利用率較高，成本較低，所以常應用于10m以下的半填充或全填充溶洞。漿液對溶洞的加固作用主要分為以下幾個方面：

（1）溶洞內的砂、礫等土體：利用漿液的滲透作用，形成板結達到加固的目的；

（2）溶洞中的稀土、亞粘土等土體：利用漿液的劈裂、擠密作用達到加固的目的；

（3）無填充物和半填充溶洞的空間：利用漿液充滿溶洞達到加固的目的。

2.2.2 施工技術

（1）材料選擇：一般選擇普硅水泥和水玻璃作為壓漿材料。在進行雙液漿配制過程中，要注意控制漿液的凝固時間。

（2）布孔施工：首先根據橋墩臺樁基布置和溶洞分布，針對每個墩臺，設置6～8個壓漿孔。為了提升施工效率和降低施工成本，可以借助樁基地質勘探孔作為壓漿孔。

（3）鉆孔施工：在進行鉆孔施工時，要求必須到達最深溶洞的底部，為了達到最好的固定效果，注漿管要插入到溶洞的中下部位置。

（4）壓漿施工：壓漿施工時，采用雙液壓壓漿系統進行施工，執行“少量多次”的原則，對注漿孔盡心反復壓漿施工。

2.3 填充粘土和片石法

這種方法常應用于高度為6m以下的溶洞，優點是在進行施工過程中操作簡單，施工速度款，而且成本較低。相關施工要點如下：

（1）當在巖溶發育地區，進行橋梁鉆孔樁施工時，如果鉆孔達到溶洞區域時，由于泥漿的流失，造成出現塌孔的問題時，此時可以將片石和粘土對塌孔區域進行回填。如果溶洞的面積較大，也可以加入適量的水泥。為了保障片石和粘土之間牢固穩定，每回填一層，應使用鉆頭進行一次沖擊。當回填的高度距離溶洞頂部1～2m時，回填終止。

（2）回填完成之后，首先將稠度較大的泥漿注入到鉆孔當中，利用泥漿的滲透作用，逐漸填滿片石質檢的縫隙。其次再次使用鉆頭進行沖擊回填區域，確保片石和粘土形成牢固的泥石護壁。

（3）如果在上述的操作過程中，泥石護壁出現漏漿的問題，應反復回填、沖擊施工，直到不出現漏漿的問題。

（4）在對于10m以上的溶洞采取此方法施工時，尤其是多層溶洞結構，為了避免因溶洞漏水或者鉆孔內的水頭繼續下降，產生坍孔的嚴重安全和質量問題，要特別注意鋼護筒的位置，應當穿過砂礫及卵石，位于不透水層上。

2.4 灌低標號混凝土法

對于一些半填充或無填充的大溶洞，采用填粘土和片石的溶洞處理方法，較難完成橋梁鉆孔樁施工，或者在鉆孔成功后，進行水下混凝土灌注施工時，孔壁承受不了巨大的壓力，導致垮塌。為了避免這種問題影響整體的施工進度和安全質量，可以采用灌低標號混凝土的方法對溶洞進行處理。

（1）此方法的前期施工準備和開孔方法，基本和填粘土塊和片石方法一致；

（2）為了節約混凝土的灌注量，在進行施工過程中，可以先采用填粘土塊和片石方法進行溶洞處理，待溶洞達到一定的飽和程度后，在進行低標號混凝土灌入工作，直至距離溶洞頂1m的時候停止注入混凝土。當混凝土的強度符合鉆孔時候時，再進行鉆孔施工。

2.5 鋼護筒跟進法

有些巖溶發育地區，因為溶洞的面積較大，洞內沒有填充物或者漏水比較嚴重，采用上述方法都無法達到加固溶洞的目的。這個時候可以采用鋼護筒跟進法。

鋼護筒跟進法的原理時，通過一面鉆孔，一面接高護筒的方式，將高護筒下沉到已鉆成的孔內或者溶洞內，將溶洞內的水或者流塑充填物的流動阻斷，從而確保鉆孔施工的順利進行。其施工要點如下：

（1）在進行鉆孔施工前，應檢查鉆頭和鋼護筒的直徑，確保鉆頭的直徑大于鉆孔樁的直徑，鋼護筒的直徑大于鉆頭直徑（至少40cm）。

（2）如果出現鋼護筒無法繼續下沉的情況，應首先檢查鉆頭是否存在磨損，導致鋼護筒無法下沉。

（3）為了避免鋼護筒在受到外力的作用下，產生變形影響施工效果，應確保鋼護筒壁厚大于8mm。同時，為了避免在施工過程中，鋼護筒出現掉落的問題，應確保連接牢固。

（4）遇到溶洞較多時，應當先鉆大孔，下沉大護筒，再鉆小孔、下沉小護筒，分次鉆孔，分級跟進。杜絕出現一層跟進到底的情況。

3 巖溶發育地區橋梁鉆孔樁施工

3.1 鉆孔施工準備

（1）應根據相關地質勘察結果，制定相對應的鉆孔方案，并對相關的施工人員進行技術交底。

（2）相關材料準備充足，例如粘土塊、片石和水泥。

（3）為了確保鉆孔的準確性，應正確的確定樁孔中心線，并設置護樁。

3.2 埋設護筒

（1）在鋼護筒的選擇方面，應根據施工的現場情況進行對應的選擇，一般厚度為6～10mm左右，直徑大于鉆頭直徑的40cm，長度一般為1.5～2.5m。

（2）如果是單節鋼護筒，埋設時，可以采用人工挖空。施工過程中應確保護筒的地面高度為50cm，護筒的中心與設計中心之間的誤差低于cm。同時，為了預防出現漏漿的問題，應采用粘土對護筒底部進行加固。

（3）如果時多節鋼護筒，除第一段采用人工敷設外，其余鋼護筒的埋設方式為：先進行鉆孔操作，然后將護筒進行焊接連接，利用鉆頭的沖擊作用，將護筒送入到指定位置。

3.3 鉆孔施工

（1）開始進行鉆孔施工時，為了確保開孔順利，避免出現坍孔的問題，可以采用小沖程進行鉆孔作業。

（2）在進行鉆孔過程中，應注意觀察鉆孔情況，通過聲音以及巖石取樣，判斷是否接近溶洞。若靠近溶洞區域，為了避免能出現卡鉆的問題出現，應將主繩的放長量控制在1～2cm。

（3）如果出現漏漿的情況，應及時使用粘土塊、片石進行回填，同時進行補水操作，確保孔內的水位符合施工要求。

3.4 換漿、清碴

當鉆孔到達一定階段后，隨著鉆渣的增多，會導致鉆孔的速度收到嚴重影響，此時應進行換漿、清碴操作。一般情況下，每鉆進0.6～0.8m，要進行一次換漿、清碴工作。

3.5 第一次清孔

當鉆進到標高位置時，經檢測符合設計要求后，要進行第一次清孔作業。一般采用吸泥機對孔內進行清潔。為了避免出現塌孔的問題，在進行清孔作業時，應注入清水確保孔內水位符合施工要求。

3.6 第二次清孔

在進行完鋼筋籠吊放和導管安裝施工完畢后，要進行第二次清孔作業。確保清空合格后，才能進行澆筑水下混凝土施工。

3.7 灌注混凝土

（1）混凝土施工采用導管法灌注，為了防止出現導管勾掛鋼筋籠的問題，鋼管的內壁要光滑且接頭牢固。

（2）進行混凝土澆筑時，要連續施工，施工過程中，應確保導管的深度在1～3m的范圍以內。

4 結語

綜上所述，隨著巖溶發育地區橋梁工程的不斷增多，如何對溶洞進行合理的處理，成為橋梁鉆孔樁施工的關鍵點。相關施工人員應充分對現場進行地質勘察，制定科學合理的施工方案，結合溶洞處理措施，確保橋梁鉆孔樁施工的順利進行。

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