高速公路橋梁溶洞樁基施工技術

楊紳

中鐵十七局集團第一工程有限公司 福建龍巖 364000

1 工程概況

京源口特大橋分左、右兩線，左線40 跨為預應力混凝土連續T 梁，右線13 跨為預應力混凝土連續T 梁。橋梁全長為1561．5m。橋梁下部結構為柱式墩、空心墩+樁基礎，0#、40#臺分別為柱式臺和板凳臺，均采用樁基礎。通過地質勘測單位進場逐樁鉆孔勘測，發現該橋橋位區屬低山區坡地間夾山間小盆地溝谷地貌，橋址區地質層以含礫粉質粘土（Qal+pl）為主，層間土洞分布較多。局部地層多分布碎塊狀強風化石英砂巖（C1L），裂隙發育明顯。且左線1#橋墩-3#橋墩地址處于蝕變破碎帶（F）及流砂層貫穿區。依據京源口特大橋地質勘測報告，同時結合現場實際情況，決定對該橋樁基采取相應措施對溶洞進行處理。現圍繞本工程實際情況，對巖溶地區樁基礎施工技術作相關分析[1]。

2 工程難點

巖溶地區樁基礎施工過程中，最常見的問題同時也是工程的難點內容：鉆孔擊穿溶洞，樁孔內泥漿隨即流失，泥漿面迅速下降，孔壁內外應力失衡，最終造成塌孔，嚴重會導致樁位處地表大范圍塌陷。如果施工過程中遇到大型溶洞或串珠型溶洞，且當地表土質較差時，經常發生這類現象。此外，在施工過程中還會出現完成鉆孔擊穿工作后，因操作不當造成鉆頭卡住或者鉆頭掉入溶洞內部等情況。

3 孔樁遇溶洞的形式與處理技術

3.1 孔樁遇單層型溶洞形式處理技術

鉆孔過程中，遇到單層溶洞時，依據地質勘測報告及現場實際情況，視所遇溶洞溶腔的大小，高度分情況采取相應措施進行處理。綜合本橋樁基處理方式及結果，大致可以分為如下幾類情況進行：

（1）當地層中存在小型溶洞（高度小于1m）時，可采用注漿加固的方法。通過對照地質柱狀圖，對樁穿過的溶洞進行填充和加固。為防止漿液流失太遠造成浪費，應先注入漿液與沙子（或碎石）初步達到膠結后再注漿，循環注漿多次，直至達到規定的注漿量和注漿壓力控制值為止。注漿完成后，應在樁基范圍取芯檢驗填充效果，待溶洞完全填充且強度達到要求后方可進行樁基施工。

（2）當所遇溶洞高度小于3m 時，可采用片石回填的方法。孔樁鉆進，鉆穿溶洞漏漿時，反復投入黃土和片石，利用鉆頭沖擊將黃土和片石擠入溶洞和巖溶裂隙中，還可摻入水泥、燒堿和鋸末，以增大孔壁的自穩能力。

（3）對于大型溶洞（溶洞高度3米以上），先向孔內回灌濃泥漿，同時拋填片石和粘土，以此固壁，直至漏漿現象消失。

3.2 孔樁遇多層型溶洞形式處理技術

孔樁遇多層溶洞時，先對溶洞大小和是否為串珠狀溶洞進行判定，如為串珠狀溶洞，且漏水，則直接采用鋼護筒跟進措施通過，如不存在這種情況，則采取向溶洞內直接充填片石和粘土，泥漿護壁措施通過。

3.3 成樁施工

首先，結合場地的實際情況決定鋼筋籠制作方式。因為山區陡坡的特殊性，樁基鋼筋籠的制作常采用預制場制作、孔外制作以及孔內制作等方式。可以結合具體的施工條件來確定制作方法。如果制樁處施工平臺較好，但不方便運輸材料，這時往往使用孔外制作，制作完后借助吊車安放，安放時必須確保鋼筋籠是垂直的。對于施工條件好、便于機械施工的地方，往往在預制場制作鋼筋籠。若施工場地交通運輸不便，施工平臺又狹窄，則需使用孔內制作法。其次，控制樁基混凝土的質量，確保橋梁質量和后期安全。合理確定混凝土的各項指標，使用性能優良、粗細適當的骨料，并在其中適當添加硅微粉、礦渣以及粉煤灰來調節混凝土的致密性；可以通過降低混凝土水灰比來提高混凝土的耐久性和強度，確保使用數量恰當的膠凝材料以提高混凝土的密實性。對于人工挖孔灌注樁，當積水很少時往往采用“干灌法”澆筑混凝土；當積水較多不好排出時，要結合積水情況使用水泥砂漿封底，再快速分層澆筑混凝土。灌注時首先要保證混凝土攪拌均勻，并且動作要連續；其次要保證灌注樁頂標高高于設計標高，鑿除高出部分的混凝土和浮漿，以保證成樁質量[2]。

4 孔樁遇溶洞卡鉆、吊錘相關處理技術

鉆孔中鉆穿溶洞，鉆頭卡住時，可采取如下方法：①慢試法：鉆頭卡在中間任何部位時，應將主繩徐放—收緊—徐放—收緊，反復進行使鉆頭旋轉從原位槽道提出；②沖擊法：將主繩放松3～5m，用鉆頭副繩吊一重物向下沖擊鉆頭，使之產生松動，主繩重復慢試法；③輔助提升法：用吊機、千斤頂或鉆機副繩穿滑車組加力提升；④水下松動爆破法：測準鉆頭被卡高度后，迅速將乳化防水炸藥捆成兩組，加配重對稱放入鉆頭刃腳部位，之后將鉆機主繩帶緊或以吊機輔助緊提，采用電雷管起爆。

鉆孔中鉆穿溶洞，鉆繩斷裂，錘體掉入孔洞中時，可選用打撈鉤、沖抓錐等合適的打撈工具，或采用潛水員下孔內進行打撈。如果確實無法撈起時，應強行沖擊，將鉆頭沖碎。施工單位可以在施工過程中，根據工程施工情況和施工進度要求合理選擇施工技術[3]。

5 結語

我國公路運輸量逐年增加并且存在車輛超載現象，這對于公路工程施工的質量及安全性是一項很大的挑戰。因此，在公路工程施工中，對橋梁工程樁基礎施工技術的要求將會越來越高。本文在公路工程施工中，對橋梁溶洞樁基施工及樁基鉆孔所遇相關事故處理技術的研究，有利于提高橋梁工程質量和使用壽命，為我國的公路交通事業的健康發展提供了有利的保障。