鐵路巖溶地質(zhì)環(huán)境下橋梁樁基鉆孔樁施工技術(shù)

任海彬

摘 要：在進(jìn)行鐵路巖溶地質(zhì)環(huán)境下進(jìn)行橋梁樁基鉆孔樁施工時(shí)，由于地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，施工難度大，需要根據(jù)工程的實(shí)際情況制定合理的施工技術(shù)。文章以某鐵路工程為例，主要對鐵路巖溶地質(zhì)環(huán)境下橋梁樁基鉆孔樁施工技術(shù)進(jìn)行了分析和探討，并取得了良好的施工效果。

關(guān)鍵詞：巖溶地質(zhì) 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(fā)育，主要為灰?guī)r和角礫巖，大部分巖溶為溶槽和小型溶洞，局部為比較發(fā)育的串珠狀溶洞，溶洞為中等強(qiáng)度，局部發(fā)育強(qiáng)烈，工程地質(zhì)環(huán)境差，施工難度大，本文以此工程為例，對鐵路巖溶地質(zhì)環(huán)境下橋梁樁基鉆孔樁施工技術(shù)進(jìn)行分析和探討。

2.工程成樁施工難點(diǎn)

本工程在鐵路巖溶環(huán)境下進(jìn)行橋梁樁基鉆孔施工時(shí)，主要存在下述幾個(gè)方面的難點(diǎn)：

（1）成孔難度大。工程所處巖溶環(huán)境復(fù)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(jìn)行成孔操作時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)漏水跑漿、孔壁坍塌等問題。

（2）清孔施工難度大。在進(jìn)行清孔施工時(shí)，由于工程施工過程中都采用深樁孔進(jìn)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(xiàn)失誤很有可能需要重新進(jìn)行清孔施工。

（3）混凝土灌注施工難度比較大。在進(jìn)行施工過程中，由于樁孔的深度比較大，灌注施工時(shí)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(shí)間長，增加了混凝土的控制難度。施工過程中很容易出現(xiàn)斷柱和流失的情況，因此在進(jìn)行施工時(shí)要控制好混凝土坍落度和灌注速度。

3.鐵路巖溶地質(zhì)環(huán)境下橋梁樁基施工處理

3.1 巖溶地質(zhì)環(huán)境預(yù)處理

在進(jìn)行鐵路巖溶地質(zhì)施工時(shí)，可以首先采用地基注漿法對溶洞進(jìn)行預(yù)處理，使用填充物將溶洞空間填滿，避免施工期間出現(xiàn)流砂、泥漿流失、坍孔等情況。為了避免鉆孔過程中出現(xiàn)泥漿流失的情況，一般會(huì)采用超前注漿預(yù)處理措施在鉆孔之前進(jìn)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(dá)到設(shè)計(jì)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(jù)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(shè)計(jì)的注漿壓力下開展施工時(shí)，當(dāng)注漿壓力持續(xù)保持在0.2MPa時(shí)，將單孔注漿量保持在平均注漿量2倍左右。為了可以連續(xù)進(jìn)行注漿施工，需要在進(jìn)行加壓注漿施工之前進(jìn)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(jìn)行施工。施工期間，間歇時(shí)間超過6h時(shí)，需要先將砂子和漿液注入，在初步膠結(jié)后在進(jìn)行注漿施工，如此多次循環(huán)后直到其達(dá)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(jìn)行處理。施工時(shí)，首先要準(zhǔn)備大量的片石和粘土，然后在施工現(xiàn)場配置一臺(tái)裝載機(jī)，當(dāng)施工期間有漏漿的情況出現(xiàn)時(shí)，要立即鏟起片石和粘土進(jìn)行填孔，并補(bǔ)充水分。要徹底解決溶洞泥漿漏失問題后才可以繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)。

3.2 鉆孔施工

在進(jìn)行鉆孔過程中，如果出現(xiàn)了鉆頭擺動(dòng)、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(jìn)行拋填，并采用45cm小沖程進(jìn)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(jìn)行施工時(shí)，如果由于巖面傾斜導(dǎo)致樁孔的偏移量過大，則可以根據(jù)實(shí)際情況采用高標(biāo)號的混凝土進(jìn)行灌注處理。在鉆孔設(shè)備從溶洞頂板穿過時(shí)，要采用小沖程鉆孔的方式進(jìn)行施工。每次循環(huán)進(jìn)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(jìn)行造孔。

3.3 清孔施工

鉆孔施工完成后，即可進(jìn)行清孔作業(yè)。在進(jìn)行清孔作業(yè)時(shí)，首先要對鉆孔進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查鉆孔的深度是否達(dá)到了要求，達(dá)標(biāo)后利用抽漿泵進(jìn)行清孔作業(yè)，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(jìn)行檢查，如果厚度超標(biāo)，則需要再次進(jìn)行清孔作業(yè)。

3.4 鋼筋籠安裝

在完成清孔作業(yè)后，需要立即安裝鋼筋籠，具體來說，在完成清孔作業(yè)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(guī)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(shí)間，提高施工效率，需要使用鋼筋籠套筒擠壓接頭工藝進(jìn)行施工，減少安裝時(shí)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(dá)到要求后即可進(jìn)行水下混凝土的灌注施工，一般可以分為五個(gè)步驟進(jìn)行施工：

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

（2）在澆筑混凝土期間不能出現(xiàn)中斷時(shí)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(jiān)控灌注高度，并保證導(dǎo)管的埋設(shè)深度處于2m～6m。

（3）在提升導(dǎo)管時(shí)，需要保證導(dǎo)管處在中間位置，并防止導(dǎo)管提升期間不會(huì)觸碰到鋼筋籠。導(dǎo)管提升后埋深還要控制在2m以上，進(jìn)行拆除時(shí)拆除時(shí)間控制在15min內(nèi)。另外，在進(jìn)行提升時(shí)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(shí)，要放慢澆筑速度，避免澆筑過量的混凝土使鋼筋籠產(chǎn)生上浮的情況。

（4）混凝土灌注到巖溶地層時(shí)，要注意放慢灌注速度，防止壓力突然升高使孔壁出現(xiàn)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(shè)計(jì)高度70cm左右。對于超出的部分要鑿除，確保混凝土的灌注質(zhì)量可以達(dá)到要求。

4.結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行鐵路巖溶地質(zhì)環(huán)境施工時(shí)，如果勘察工作不到位，很容易影響工程施工質(zhì)量。所以在進(jìn)行鐵路巖溶地質(zhì)環(huán)境下施工時(shí)，要對地質(zhì)情況進(jìn)行分析，了解巖溶的填充情況和分布情況，并根據(jù)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(zhì)量能夠達(dá)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(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，值得類似工程借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]由瑞凱，李芳武，張延河，等.巖溶區(qū)大直徑鉆孔灌注樁施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2017，46（20）；61-64.

[2]張琳.針對高速公路巖溶區(qū)橋梁樁基的地質(zhì)勘察研究[J].交通世界，2016（19）；80-81.

[3]金廣營.武九鐵路巖溶地質(zhì)條件下橋梁樁基鉆孔樁施工技術(shù)控制[J].建筑機(jī)械，2017（05）：105-109.

[4]賢良華.基于巖溶地質(zhì)的橋梁樁基施工方法探討[J].西部交通科技，2018（10）：183-185.