巖溶地區(qū)橋梁樁基成孔處理方案的研究

王巍

（中交二公局第一工程有限公司，湖北 武漢 430056）

1 工程概況

某高速公路大橋處于整體式路基段內(nèi)，左右幅橋?qū)?2.6m。平面處于R=1600m左偏圓曲線及A-640左偏緩、曲線，縱面處于R=16000m凹形豎曲線、i=1%直線。橋梁上部是左幅2×25+4×(4×25)+25m，長481.08m；右幅25+3×(4×25)+2×25m預(yù)應(yīng)力混凝土分體小箱梁，長381.08m。下部是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)、柱式墩、樁柱式橋臺、肋板臺。

2 巖溶區(qū)樁基施工的技術(shù)方案

2.1 人工挖孔樁基

人工挖(擴)孔樁作業(yè)包括以下3種支護方式：波紋鋼模板工具式護壁、噴射混凝土護壁和現(xiàn)澆混凝土護壁。挖孔時應(yīng)注意以下幾點。

（1）基于樁頂高程平整作業(yè)現(xiàn)場，還要把現(xiàn)場的作業(yè)面附近上邊坡的危石全部清理掉，并且測量人員應(yīng)該重新定位樁中心點。（2）復(fù)測并且驗收樁中心點之后，應(yīng)該鎖口灌筑，并且在實際灌筑時一定要超過鎖口頂面原地面30cm，并且實際寬度要超出80cm，孔口高度超出1.2m的護欄，借助安全網(wǎng)來形成一種圍閉狀態(tài)，避免出現(xiàn)落下雜物的現(xiàn)象。（3）灌筑護壁混凝土的施工次序是開挖一節(jié)，澆筑一節(jié)，并且始終堅持由上至下的施工次序，在實際灌筑施工之前，一定要嚴格核查護壁模板的安設(shè)位置，首先自己進行檢查，之后上報到監(jiān)理處，進行驗收檢查后，假若達標，就能夠進行混凝土的澆筑施工。若是要使得護壁具備較高的穩(wěn)定性，混凝土的坍落度應(yīng)該維持在30mm。并且在澆筑施工中，應(yīng)該始終秉承振搗的同時進行澆筑的基本原則，上下壁應(yīng)該符合50～75mm搭接長度標準，借助掉桶來完成孔口送料的任務(wù)，并且采取人工的形式，完成孔下灌筑的施工。

2.2 鉆孔灌注樁基

2.2.1 正循環(huán)施工工藝及特點

正循環(huán)回轉(zhuǎn)法其實就是借助鉆具旋轉(zhuǎn)切削土體實現(xiàn)鉆進，這種施工方式的特性就是邊鉆進、邊排渣，并且在符合要求的土層中，鉆進效率更大，可是，其應(yīng)該設(shè)計泥漿槽、沉淀池等，并且建筑用地非常多，施工器械相對復(fù)雜。

2.2.2 反循環(huán)施工工藝及特點

反循環(huán)和正循環(huán)作業(yè)兩者的區(qū)別就是泥漿導(dǎo)入鉆孔中，之后由鉆頭鉆桿的下部吸入，借助鉆桿中心將其排到沉淀池中。這種方式所需的鉆進與排渣時間非常少，可是接長鉆桿的過程中，裝卸環(huán)節(jié)相對繁瑣，并且鉆渣出現(xiàn)管路堵塞的幾率相對較大。此外，由于泥漿流動的方向是由上至下，出現(xiàn)孔壁坍塌問題的幾率相對較大，鑒于此，應(yīng)該嚴格控制泥漿的品質(zhì)。

2.2.3 安全與技術(shù)要求

（1）鉆進操作的要點。鉆進前，要進行機械的預(yù)熱，然后開啟砂石泵，鉆具緩慢地回旋并且處于穩(wěn)定狀態(tài)之后，就可以把鉆頭放到孔底。在鉆進施工時，假若鉆桿長度沒有達到相關(guān)標準，就要將鉆具中止，把鉆具升高，讓鉆具距孔底100mm處，還不能改變沖洗液循環(huán)，大約2min之后，就可以排干凈孔底的鉆渣，然后停泵并且增加鉆桿的長度。起鉆施工時，應(yīng)該控制穩(wěn)定的操作方向，不能出現(xiàn)隨便搖擺的現(xiàn)象，還要防止鉆頭方向的穩(wěn)定性下降，進而避免產(chǎn)生孔壁刮落或是刮塌的嚴重問題。

（2）清孔。①在清孔施工中，應(yīng)該重視下面兩點：孔底沉渣厚度、沖洗液的沉渣含量。假若后者在4%以下，但是前者達到相關(guān)標準，就表示清孔施工結(jié)束。在清孔施工中，通常會保證孔內(nèi)水頭高度固定，如此便不會產(chǎn)生塌孔問題。②在處理沉渣問題的時候，應(yīng)該始終秉承下面幾點施工原則：一定要分2次進行沉渣的操作，第1次沉渣后一定要及時完成停鉆，并且具體的高度控制在50cm，此外，還應(yīng)該維持孔內(nèi)沖洗液循環(huán)的良好狀態(tài)，之后漸漸往孔中補充清水，或是添加含砂量在4%以下的新泥漿，然后在鉆頭的原本位置上進行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的時間控制在10min。

2.3 雙閥膜袋袖閥管注漿技術(shù)

基于目前袖閥管注漿工藝的現(xiàn)狀，雙閥膜袋袖閥管注漿工藝能夠防止發(fā)生跑漿、串漿的問題，還能夠構(gòu)建樁體，此外，這種技術(shù)應(yīng)用的是塑料排水板，能夠使得漿液中的水分在很短的時間內(nèi)就排出來，并且提升超靜孔隙水壓力的消除速度，鑒于此，這種技術(shù)能夠使得擠土效應(yīng)得到極大地降低，并且能夠有效強化地基土的實際強度。

3 巖溶區(qū)樁基的成孔處理技術(shù)

3.1 成孔處理方案

樁基礎(chǔ)作業(yè)應(yīng)該選擇沖擊鉆泥漿正循環(huán)排渣法，泥漿比重控制在 1.1～1.2，而粘度是 18～235，含砂率應(yīng)該低于4%。在施工前，一定要詳盡地分析地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)和資料，科學的分類溶洞，并基于溶洞的特征制定切實有效的實施方案。

3.2 成孔后樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的控制要點

3.2.1 方案處理前的準備工作

（1）施工前應(yīng)該仔細勘察所有的樁基，并詳盡地分析溶洞填充的情況及狀態(tài)，還要剖析鉆進漏漿狀況及程度，假若巖面覆蓋土層出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象，也應(yīng)該進行記錄，進而使得樁基作業(yè)具備足夠的數(shù)據(jù)依據(jù)。

（2）基于項目地質(zhì)勘察信息及數(shù)據(jù)，邀請專家召開溶洞樁基專題會議，并且基于溶洞的特點，制定切實可行的建設(shè)規(guī)劃。

3.2.2 方案選擇

（1）鋼護筒施工法。在中溶洞與大溶洞中，應(yīng)該盡量運用鋼護筒法。中溶洞的高度范圍是3～5m，應(yīng)該選擇一層鋼護筒法（如圖1）。將鋼護筒構(gòu)件預(yù)埋妥善，材料檢驗達標之后就位。進行鉆孔施工，落實到達溶洞，就將片石和粘土袋拋填到孔內(nèi)。

圖1 一層鋼護筒施工法示意圖

不低于5m的則為大溶洞，應(yīng)該選擇多層鋼護筒技術(shù)（如圖2）。應(yīng)妥善安裝內(nèi)護筒，完成混凝土的封底施工后在內(nèi)護筒構(gòu)件及鋼護筒兩者間分段完成注漿施工。由于溶洞高度相對較高，并且不能一次成形，因此應(yīng)該運用多段施工的方式，因此就要運用多層鋼護筒、內(nèi)護筒構(gòu)件的方式，并且其外徑應(yīng)該大于一層鋼護筒。

圖2 多層鋼護筒施工法示意圖

（2）充填封閉法。假若裂隙及小溶洞的實際高度在3m以下，就應(yīng)該選擇充填封閉的施工工藝。這種方式主要是進行片石與粘土的回填施工，其作業(yè)非常簡便，并且造價非常低。材料添加比例為片石和粘土是1:1。添加時運用強度不低于3OMP，且粒徑范圍在15～50cm之內(nèi)的片石。鉆機作業(yè)過程中，應(yīng)該分析護筒內(nèi)水位與附近地表的改變情況，避免出現(xiàn)任何的異常現(xiàn)象，假若產(chǎn)生了漏漿現(xiàn)象，就應(yīng)該停機，并且再次處理。

（3）裂隙的處理。在實際作業(yè)中，應(yīng)該動態(tài)監(jiān)測孔內(nèi)水頭的狀況，借助下降速率的方式，有效評估溶洞或是裂隙。假若是裂隙，就應(yīng)該在孔內(nèi)投入粘土塊、片石及適量的水泥，并且針對泥漿稠度進行有效調(diào)節(jié)。

3.3 砼灌注工藝要求

混凝土灌筑應(yīng)該選擇直導(dǎo)管施工工藝，假若灌筑至溶洞，就應(yīng)該控制埋管深度在6m以上，并且備料應(yīng)該超過10m3。在此階段中，應(yīng)該經(jīng)常測定孔內(nèi)砼面在單位時間內(nèi)上升的程度，避免在實際的灌筑施工中，由于護臂的因素，使得混凝土出現(xiàn)嚴重的下沉現(xiàn)象，最終導(dǎo)致產(chǎn)生斷樁的問題。

4 結(jié)語

本文立足于具體項目中巖溶區(qū)樁基地質(zhì)的勘察數(shù)據(jù)和信息，結(jié)合實際的建設(shè)情況，初步評估了串珠狀溶洞與溶蝕裂隙，并且針對現(xiàn)場作業(yè)的工藝與建設(shè)規(guī)范進行了深入的分析，聯(lián)系巖溶區(qū)樁基成孔的經(jīng)驗與研究成果，提出巖溶地質(zhì)下的施工方案與施工技術(shù)，基于樁基成孔的檢測數(shù)據(jù)與相關(guān)資料，對施工方案與技術(shù)的經(jīng)濟性、適宜性、可行性進行了深入分析，最終使得樁基礎(chǔ)的建設(shè)水平和質(zhì)量得到極大的保障，還促進了巖溶區(qū)域樁基建設(shè)質(zhì)量的提升，對工程的指導(dǎo)價值非常大。