鐵路巖溶地質環境下橋梁樁基鉆孔樁施工技術

任海彬

摘 要：在進行鐵路巖溶地質環境下進行橋梁樁基鉆孔樁施工時，由于地質環境復雜，施工難度大，需要根據工程的實際情況制定合理的施工技術。文章以某鐵路工程為例，主要對鐵路巖溶地質環境下橋梁樁基鉆孔樁施工技術進行了分析和探討，并取得了良好的施工效果。

關鍵詞：巖溶地質 橋梁樁基 成樁施工

1.工程概況

某鐵路工程總施工長度為7915.3m，巖溶發育，主要為灰巖和角礫巖，大部分巖溶為溶槽和小型溶洞，局部為比較發育的串珠狀溶洞，溶洞為中等強度，局部發育強烈，工程地質環境差，施工難度大，本文以此工程為例，對鐵路巖溶地質環境下橋梁樁基鉆孔樁施工技術進行分析和探討。

2.工程成樁施工難點

本工程在鐵路巖溶環境下進行橋梁樁基鉆孔施工時，主要存在下述幾個方面的難點：

（1）成孔難度大。工程所處巖溶環境復雜，溶洞的大小和溶洞的走向分布情況都無法利用勘察措施充分掌握，所以在進行成孔操作時難免會出現漏水跑漿、孔壁坍塌等問題。

（2）清孔施工難度大。在進行清孔施工時，由于工程施工過程中都采用深樁孔進行施工，沉渣厚度比較大，清孔難度相對來說也比較大，如果出現失誤很有可能需要重新進行清孔施工。

（3）混凝土灌注施工難度比較大。在進行施工過程中，由于樁孔的深度比較大，灌注施工時樁基比較長，灌注過程需要的混凝土方量比較大，混凝土灌注時間長，增加了混凝土的控制難度。施工過程中很容易出現斷柱和流失的情況，因此在進行施工時要控制好混凝土坍落度和灌注速度。

3.鐵路巖溶地質環境下橋梁樁基施工處理

3.1 巖溶地質環境預處理

在進行鐵路巖溶地質施工時，可以首先采用地基注漿法對溶洞進行預處理，使用填充物將溶洞空間填滿，避免施工期間出現流砂、泥漿流失、坍孔等情況。為了避免鉆孔過程中出現泥漿流失的情況，一般會采用超前注漿預處理措施在鉆孔之前進行處理，然后將純水泥漿利用注漿泵注入封堵，從而將地下裂隙和空洞填滿。

注漿施工之前，要將注漿量控制好，并在注漿量達到設計值后將注漿鉆桿上拔，直到施工完成。如果遇到比較大的溶洞或者中空的巖溶通道，需要根據情況先將稀水泥砂漿或中粗砂填充到溶蝕腔，注漿過程中，注漿流量要保持在8L/min～10L/min，滲透的最小半徑要超過樁基半徑1m以上。在設計的注漿壓力下開展施工時，當注漿壓力持續保持在0.2MPa時，將單孔注漿量保持在平均注漿量2倍左右。為了可以連續進行注漿施工，需要在進行加壓注漿施工之前進行封孔處理。對于大型溶洞可以采用間歇式注漿處理措施進行施工。施工期間，間歇時間超過6h時，需要先將砂子和漿液注入，在初步膠結后在進行注漿施工，如此多次循環后直到其達到固定的注漿壓力控制值和最小注漿量后停止施工。施工期間，對于3m～5m的大型溶洞，可以采用如圖1所示的工藝進行處理。施工時，首先要準備大量的片石和粘土，然后在施工現場配置一臺裝載機，當施工期間有漏漿的情況出現時，要立即鏟起片石和粘土進行填孔，并補充水分。要徹底解決溶洞泥漿漏失問題后才可以繼續進行鉆進作業。

3.2 鉆孔施工

在進行鉆孔過程中，如果出現了鉆頭擺動、鉆孔速度降低、偏孔等情況，需要馬上將鉆頭提起，然后使用片石進行拋填，并采用45cm小沖程進行沖擊，回到原位后再次拋填片石，拋填厚度為0.8m～1.0m。在進行施工時，如果由于巖面傾斜導致樁孔的偏移量過大，則可以根據實際情況采用高標號的混凝土進行灌注處理。在鉆孔設備從溶洞頂板穿過時，要采用小沖程鉆孔的方式進行施工。每次循環進尺控制在5cm～10cm，在填充物全部擠入到溶洞后，再使用大沖程進行造孔。

3.3 清孔施工

鉆孔施工完成后，即可進行清孔作業。在進行清孔作業時，首先要對鉆孔進行檢查，重點檢查鉆孔的深度是否達到了要求，達標后利用抽漿泵進行清孔作業，要保證可以完全將鉆孔底部的沉渣和淤泥清理干凈，對于密度比較大的泥漿要使用水泵將泥漿置換出來。在施工期間，鉆孔泥漿密度要保持在1.15g/cm3～1.25g/cm3，然后在鉆孔中下放入鋼筋，并對沉渣的厚度進行檢查，如果厚度超標，則需要再次進行清孔作業。

3.4 鋼筋籠安裝

在完成清孔作業后，需要立即安裝鋼筋籠，具體來說，在完成清孔作業后，要立即在鉆孔中放入鋼筋籠，鋼筋籠的位置及高程要滿足規范要求，并固定牢固，保證在澆筑混凝土過程中不偏位。此外，為了減少鋼筋籠安裝期間的施工時間，提高施工效率，需要使用鋼筋籠套筒擠壓接頭工藝進行施工，減少安裝時間。

3.5 水下混凝土灌注施工

在安裝好鉆孔中的鋼筋籠后，再次檢查沉渣厚度及泥漿比重，達到要求后即可進行水下混凝土的灌注施工，一般可以分為五個步驟進行施工：

（1）在安裝好導管和漏斗后進行混凝土的灌注作業，由于第一次要保證導管埋入混凝土的深度，所以要保證導管上方漏斗有足夠的體積并混凝土澆筑要連續不能間斷。第一次澆筑混凝土的塌落度要嚴格控制，不能過大或者過小，第一次澆筑后會將導管埋設到混凝土2m以下。

（2）在澆筑混凝土期間不能出現中斷時間過長的情況，必須在第一次澆筑的混凝土初凝前完成整根樁的澆筑。安排專人監控灌注高度，并保證導管的埋設深度處于2m～6m。

（3）在提升導管時，需要保證導管處在中間位置，并防止導管提升期間不會觸碰到鋼筋籠。導管提升后埋深還要控制在2m以上，進行拆除時拆除時間控制在15min內。另外，在進行提升時提升速度不能過快，防止提升過程中碰到鋼筋籠，澆筑混凝土距離鋼筋籠底端10cm時，要放慢澆筑速度，避免澆筑過量的混凝土使鋼筋籠產生上浮的情況。

（4）混凝土灌注到巖溶地層時，要注意放慢灌注速度，防止壓力突然升高使孔壁出現坍塌的情況。

（5）灌注好混凝土后，要求混凝土樁的高度高出設計高度70cm左右。對于超出的部分要鑿除，確保混凝土的灌注質量可以達到要求。

4.結束語

綜上所述，在進行鐵路巖溶地質環境施工時，如果勘察工作不到位，很容易影響工程施工質量。所以在進行鐵路巖溶地質環境下施工時，要對地質情況進行分析，了解巖溶的填充情況和分布情況，并根據巖溶的類型和巖溶的深度針對性的制定具體的施工方案，確保鉆孔灌注樁的施工質量能夠達到要求。本工程在施工后取得了顯著的施工效果，鉆孔灌注樁施工質量達到了設計要求，值得類似工程借鑒和參考。

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