高速公路橋梁溶洞樁基施工處理關鍵技術分析

康 興 華

(呂梁晉昌公路開發有限公司,山西 呂梁 033000)

在高速公路橋梁施工項目中，溶洞屬于一種常見的地質問題，成為影響高速公路橋梁工程質量的重要因素，大大降低高速公路橋梁工程的穩定性和安全性。由于溶洞地質結構較為復雜，這就增加了高速公路橋梁樁基施工難度。在這樣的環境背景下，探究高速公路橋梁溶洞樁基施工處理關鍵技術分析具有非常重要的現實意義。

1 工程概況

某高速公路為國家規劃重點公路網絡之一，地處巖溶地區，其溶洞較為發達，在前期地質鉆探調查中發現，共有7座橋梁橋位在巖溶地區，最大溶洞可達到27 m，單孔內溶洞數量為7個，形狀各異，溶洞內部多是黏土半充填，施工現場水源匱乏，在各種現實因素的影響下，增加了樁基成孔施工難度。在高速公路橋梁樁基設計中，其直徑規格多，包括φ1.2 m,φ1.4 m,φ1.6 m,φ1.8 m和φ2.0 m，均勻分布在各個樁基溶洞中，深處溶洞的樁基已超過100根，設計方案中的樁長為10.0 m～51.5 m，以嵌巖樁基礎為主。在前期地質調查中，發現施工現場地質結構復雜，存在單個溶洞和多溶洞串聯等形式，地質層由素填土、亞黏土、角礫黏土、巖溶化石灰巖、溶洞、弱風化石灰巖等組成，溶洞內部大多是黏土半充填，地下溶洞較多，巖體強度高。

2 高速公路橋梁溶洞樁基施工中的常見問題

考慮到溶洞的特殊地質情況，在實際施工中可造成以下問題：

1)漏漿。在一般情況下，由于溶洞內部填充物裂縫過多，一旦鉆孔穿破后，泥漿會沿著溶洞縫隙流出，形成漏漿問題。針對貫通型溶洞而言，發生溶洞損壞后，會導致漿液順序流動，增加漏漿風險，再加上溶洞巖層裂縫較多，鉆孔多深，會引發裂縫漏漿問題。

2)塌孔。很多溶洞地質存在大量相互貫通的溶洞，不僅會引發漏漿問題，在漏漿爆發到一定程度后，補漿不及時，就會發生塌孔事故。

3)沉陷。在發生漏漿和塌孔事故的基礎上，會形成更為嚴重的沉陷問題，多為埋藏淺或是大體積溶洞中，溶洞內上部分孔壁穩定性不足，形成沉陷問題。

綜上所述，由于溶洞資質條件惡劣，在樁基施工中，需要根據地質條件和工程概況，實施專業化、嚴謹化施工設計，以保證工程質量[1]。

根據上述分析，由于本工程橋區溶洞較多，并呈現串珠型分布，增加了施工難度，為了保證施工質量和施工進度，遵循安全第一的施工理念下，項目經理組織技術人員進行研究和討論，并邀請各方專家來現場指導，最終選擇沖擊鉆成孔工藝，通過片石+粘土回填+鋼護筒跟進穿越的方式進行溶洞處理，形成科學的施工設計方案。

3 高速公路橋梁溶洞樁基施工處理關鍵技術

3.1 前期預防處理技術

在施工前，為了提高工程質量，預防各種安全事故的發生，要制定針對性預防措施，搜集和整理溶洞地質信息，以“一樁一鉆”的方式進行溶洞勘測，分析成樁安全性，制定針對性安全預防措施，選擇最大深度鋼護筒進行樁基護壁保護，控制施工風險，并準備好片石、黏土、水泥等施工材料，及時應對各種突發情況[2]。針對安全隱患問題，工作人員仍以預防為主，根據工程概況開展安全隱患排除工作，以降低施工風險，以灌注泥漿檢測法為主，向鉆孔灌入大密度泥漿，以檢測鉆孔安全程度，若灌注時間較短，說明溶洞體積較小，尚未形成相互貫通；若灌注時間較長，并無法灌滿，則要選擇填充溶洞措施，排除已知風險，保證施工質量。

3.2 鉆進工藝

在鉆孔施工中，施工人員要檢測覆蓋層深度，結合深度和土質情況來選擇適當的鉆進工藝。由于河床覆蓋層上方是大厚度卵漂石層，工藝上選擇沖擊鉆機進行鉆孔，沖擊鉆機要深入到巖石層，并通過換漿清孔法來清孔，輔助吊機進行協助操作，提高鉆進施工的安全性和施工質量[3]。同時，在鉆孔過程中，施工人員要時刻關注泥漿密度，將其控制在1.36 g/cm3～1.50 g/cm3范圍內，及時采用鋼護筒進行保護，防止塌孔或是埋鉆等情況的發生。由于一些鉆孔處于溶洞區域，在施工中，施工人員要將黏土或是片石填充到溶洞中，選擇小沖程沖擊法，把緩和無填充全部置于溶洞與裂縫中，以實現加固護壁的作用。

3.3 鋼護筒護壁控制

以小幅度跟進策略為主，每沖孔50 cm就要跟進一次，為了讓鋼護筒可以直接穿過覆蓋層，施工人員要特殊加工刃腳，選擇2 cm厚鋼板進行刃腳加工，高為5 cm，厚段高位60 cm，選擇45 t高頻振動錘進行夯進，促進砂卵石黏土的液化，以實現潤滑效果，減少鋼板間的摩擦和鋼護筒下沉阻力[4]。在施工時，若發生返漿困難現象，要采取撈碴筒處理方式，及時撈出沉碴，縮短清孔時間，分次開展造壁作業，提高溶洞造壁的穩定性和可靠性，進而保證高速公路橋梁溶洞樁基施工的質量與安全。

3.4 鋼護筒埋設技術

在鋼護筒埋設中，施工人員要先進行鋼護筒制作與定位工作，標準段以1 cm厚鋼板卷為主，制作成內徑大于樁徑20 cm的圓柱形鋼護筒，明確鋼護筒高度，保證鋼護筒的使用性能。之后，施工人員要采用電焊的方式進行鋼護筒焊接，檢查接頭質量，待鋼護筒質量合格后，使用振動錘將鋼護筒埋設到土中，鋼護筒高出地面50 cm左右。完成鋼護筒埋設后，再次復核樁柱位置，加強鋼護筒中心偏位的觀察，一旦發生偏差，要及時糾正，偏差要控制在5 cm以內，以保證施工質量。

3.5 壓密注漿技術

在壓密注漿施工中，在容易漏漿的部位設置三個注漿孔，呈現等邊三角形排列形式，施工人員要測量注漿孔的孔深，保證其深度大于溶洞與裂縫深度，提高施工質量。在注漿前，施工人員加強測量和觀察，一旦鉆孔口距離溶洞底部20 cm左右，要停止沖孔，開展注漿施工，選擇注漿泵實施注漿操作，以水泥漿和水玻璃為漿液材料，根據前期實驗確定的配合比進行拌制和注漿。注漿完成后，等到漿液凝固后進行二次鉆孔，凝固時間至少超過1 d，進而提高堵塞有效性。

3.6 混凝土灌注技術

在溶洞樁基施工中，為了保證鉆孔深度大于溶洞底部，要將超過距離控制在0.5 m以上，保證樁基巖石穩定性，施工人員要做好機械清孔工作，其沉淀厚度與泥漿指標符合質量標準后，進行沉放鋼筋籠和導管等操作。灌注前要做好二次清孔作業，在溶洞數量多的情況下，施工人員要做好導管埋置深度測量工作，合理控制混凝土澆筑標高，并在拆管前校對混凝土高度，使得導管埋置深度為9 m以內，避免斷樁事故的發生[5]。

4 結語

在高速公路橋梁工程中，要深入分析溶洞樁基施工中的問題和難點，根據高速公路橋梁工程的基本情況，制定針對性處理措施，優化施工工藝，形成科學合理的設計施工方案，進而提高高速公路橋梁溶洞樁基施工的綜合質量水平。