淺議橋梁樁基施工中的溶洞處理技術

王鎖義

（中鐵十二局集團第一工程有限公司　陜西西安　710000）

前言

建筑行業的科技發展帶動了建筑經濟的發展，使得建筑行業的競爭越來越激烈，作為建筑產業背景下較為重要的高速公路橋梁工程而言，建筑企業需要加強對施工技術的研發，提升自身的市場競爭力，促進建筑行業經濟的良性發展。因此，本文選擇橋梁樁基施工中的溶洞處理技術進行分析，以期為建筑企業的技術研發提供幫助。

1　工程概況

本文將廣東肇慶地區的某高速公路橋梁樁基施工工程作為研究對象，結合廣東肇慶地區的地質狀況進行溶洞處理技術的分析。根據施工企業的地質調查資料可知，該地區的新構造運動相對頻繁，存在顯著的斷裂活動以及巖漿活動，在新構造運動的作用下，高速公路橋梁施工地區形成了近期隆起帶（被稱為云浮隆起）以及近期拗陷帶（被稱為三水坳陷），但是該區域并沒有出現過較大的區域性活動斷裂通過，是相對穩定的區域。按照《廣東省地震烈度區劃圖》可知，該區域的地震烈度是6°，地震動反應譜特征周期是0.35s，總體看來地質狀況較為穩定，能夠用于高速公路的修建。但是在實際的修建過程中，該高速公路橋梁樁基施工過程中，存在較多的溶洞，對高速公路的正常施工造成了負面影響，要求施工人員應用合理的溶洞處理技術，保障橋梁工程的按期完工，具體的溶洞處理技術將在下文進行敘述[1]。

2　橋梁樁基施工中的溶洞處理技術

2.1　溶洞處理方案

就目前的技術研發現狀而言，常用的溶洞處理方案有如下三種：①橋梁跨越式，該處理方案需要應用到較多的施工材料，如鋼筋、水泥等，成本相對較高，經濟性較差，而且施工時間比較長；②鉆孔壓漿法，該處理方案適用于小溶洞的處理，并不適用于大規模的溶洞，如果施工鉆孔壓漿法處理大型溶洞，不僅會花費大量的施工時間，還會浪費混凝土原料；③強夯法，該處理方案應用的施工材料相對較少，施工時間也比較短，應用較為廣泛。

在廣東肇慶地區的某高速公路橋梁工程中，共鉆取了64個鉆孔進行地質勘察，勘察的結果顯示，共有30個鉆孔中發現溶洞，見洞率高達46.9%，溶洞相對較多，再加上廣東肇慶地區復雜的地質條件，施工企業全面考慮施工方案的可行性、經濟性及安全性，最終選擇鉆孔壓漿法作為溶洞處理方案。具體的方案比對分析如表1所示。

表1　溶洞處理方案對比表

2.2　溶洞處理方法

2.2.1施工前的準備

在進行溶洞處理方案的實施之前，施工企業需要和設計部門進行合作，共同完成施工前的準備工作。施工企業首先要安排勘察人員進行溶洞形狀、范圍和深度的勘測，明確溶洞的具體狀況，從而明確溶洞處理方案及相關參數。基于鉆孔壓漿處理方案，當溶洞的形狀、范圍及深度有所不同時，采取的施工工藝也有所差異。

①如果溶洞的深度相對較淺的時候，施工人員能夠通過高壓水槍進行溶洞內部淤泥和雜質的清潔工作，并向溶洞中注入混凝土，完成溶洞的填充工作；②如果溶洞的深度相對較深，但是寬度較小的時候，施工人員能夠利用混凝土土樁的施工方式完成溶洞的處理，比如施工人員可以在溶洞內部進行級配砂石的回填，在灌砂完成之后進行注漿，需要注意的是，填砂量的計算需要根據成樁直徑和堆積體形成的規律進行計算，并使用壓風機進行砂石的壓入，避免溶洞內出現高壓，不利于灌漿；③如果溶洞的深度相對較深，且溶洞內部含有軟粘土的時候，施工人員首先要采取鉆孔處理，然后再進行砂石的填充及灌漿；④如果巖溶位于基礎地面的時候，施工人員直接將混凝土蓋板覆蓋在巖洞之上即可[2]。

2.2.2鉆孔方式的選擇

在使用鉆孔壓漿法進行溶洞的處理時，施工人員需要合理選擇鉆孔方式。常用的鉆孔方式包括人工鉆孔方式、旋轉鉆機成孔方式以及沖擊鉆進成孔法這三種。鉆孔壓漿法主要應用沖擊鉆進成孔法。該方法的應用原理如下：利用鉆頭自身的質量，對施工區域進行沖擊，從而形成相應的孔洞。該方法適用于廣東肇慶地區的地質條件，即砂類土地質、地質軟硬分布不均勻以及巖面傾斜程度較大。在該高速公路橋梁工程中，施工人員在應用沖擊鉆進成孔法的時候，選擇的孔徑為1.5m，并將鉆孔深度控制在500cm以內。具體而言，該高速公路橋梁工程的鉆孔施工如圖1所示。

圖1　沖擊鉆進成孔法施工圖

另外，在實際的溶洞處理施工過程中，不可避免地會出現如下問題，對溶洞處理效果造成負面影響，要求施工人員采取有效的措施解決這些問題。具體而言，常見的問題包括漏漿問題、塌孔問題和地面塌陷問題，要求施工人員在施工中注重上述問題的防控。

2.2.3溶洞處理具體施工流程

在大部分溶洞處理中，鉆孔壓漿法的施工流程大致相同，施工企業需要按照圖2的流程開展施工。

本文主要選擇上述施工流程中最具代表性的鉆進技術及多級鋼護筒護壁進行分析。

圖2　鉆孔壓漿施工流程圖

（1）鉆進技術，施工人員首先要應用回鉆轉樁機進行鉆進，在施工設備的鉆頭進入到巖溶層之后，再使用沖擊鉆機進行沖擊鉆進成孔。在鉆進成孔的過程中，施工人員需要應用吊機進行輔助施工，保障施工的安全性及質量。具體的施工過程中，施工人員需要在鉆進的同時注重護臂工作，避免溶洞處理施工中出現塌孔現象；在鉆頭接近巖溶層的時候，施工人員需要使用填充物進行鉆孔的填充，然后采用低垂密擊的方式使用沖擊鉆機的鉆頭將填充物擠壓進裂隙中，并實施監控護壁泥漿的狀況，避免溶洞處理出現質量問題，最后進行補充泥漿處理，避免因為漿面下降導致塌孔事故的出現。

（2）多級鋼護筒護壁，在該高速公路橋梁工程中，施工人員在進行外樁施工時，因為機械鉆孔過程中樁基穿過溶洞，導致施工中出現了較為嚴重的漏漿現象。施工人員立即采用常規處理方法，進行強風化片石、木屑、水泥以及稻草等材料進行回填沖孔。但是因為該地區的溶洞相對較多，樁基豎穿的溶洞不僅數量多而且十分密集，在漏漿處理的過程中，出現了塌孔事故，而且每一次塌孔面積不斷增加。施工企業只能強制停止施工，研究問題的解決方法，最終采用多級鋼護筒護壁的方式，解決漏漿及塌孔問題。該方法的具體實施流程如下：

首先，計算出巖溶層的粘土厚度，使用直徑為94cm的鉆頭，將粘土層鉆取深度為100cm左右的孔洞，將鋼護筒放置于鉆孔中，需要將鋼護筒放置于和鉆井深度一致的位置。具體的鋼護筒參數如下：使用直徑為90cm左右、每節高度在2.5m左右、筒壁厚度為8mm。需要注意的是，在進行鋼護筒的安裝過程中，需要采用滿焊的方式進行井口的焊接，將護筒安裝完成之后，施工人員通過沖擊鉆機進行施工即可[3]。

3　結論

綜上所述，合理的溶洞處理技術能夠有效保障橋梁樁基施工的進度及質量。通過本文的分析可知，施工企業需要根據施工區域實際的地質條件，選擇合理的方法進行溶洞處理，并嚴格按照標準的流程開展施工，使用規范高效的方法處理施工中出現的問題，保障溶洞處理的質量及有效性，為橋梁工程樁基施工奠定良好的基礎，實現我國高速公路工程的可持續發展。希望本文的分析能夠為相關研究提供參考。