巖溶地區(qū)橋梁樁基施工中的溶洞處理技術(shù)研究

（廣西路建工程集團(tuán)有限公司，廣西南寧 530000）

在巖溶地區(qū)進(jìn)行橋梁工程施工的過程中，須對溶洞進(jìn)行有效處理，以保證橋梁樁基的穩(wěn)定性、強(qiáng)度。需要施工技術(shù)人員根據(jù)巖溶地質(zhì)的具體情況，全面了解和掌握橋梁樁基巖溶地區(qū)施工過程中遇到的難點(diǎn)和問題。應(yīng)根據(jù)溶洞的具體情況，利用有效的處理方法保證橋梁樁基在巖溶地區(qū)的穩(wěn)定性，提高橋梁工程樁基的施工質(zhì)量，推動橋梁工程建設(shè)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 溶洞對橋梁樁基施工產(chǎn)生的影響以及施工問題

1.1 溶洞對橋梁樁基的影響

在巖溶地區(qū)進(jìn)行橋梁工程施工的過程中，溶洞對樁基穩(wěn)定性、質(zhì)量會產(chǎn)生極大影響。具體的影響主要表現(xiàn)在以下方面：（1）溶洞可能會導(dǎo)致在樁基開發(fā)過程中出現(xiàn)塌孔問題。樁基施工過程中到達(dá)溶洞位置或鉆到溶洞頂板時(shí)，孔內(nèi)的泥漿會出現(xiàn)流失，導(dǎo)致孔內(nèi)漿液液面下降，使孔內(nèi)外存在壓力差，直接影響泥漿護(hù)壁的受力均勻性，易出現(xiàn)塌孔問題。（2）溶洞可能會導(dǎo)致鉆孔作業(yè)出現(xiàn)傾斜情況。溶洞的洞壁風(fēng)化程度、壁厚以及軟硬程度均存在一定差異，在鉆孔作業(yè)中到達(dá)溶洞洞壁位置時(shí)，由于洞壁兩側(cè)的進(jìn)尺會出現(xiàn)一定偏差，會導(dǎo)致鉆孔作業(yè)出現(xiàn)傾斜情況。（3）溶洞可能會導(dǎo)致鉆機(jī)出現(xiàn)卡鉆情況。在鉆孔作業(yè)中需要利用溶洞頂板時(shí)，如果沖程選擇不科學(xué)，鉆頭可能會卡在溶洞頂板的底部，嚴(yán)重影響施工的安全性。（4）溶洞可能會導(dǎo)致樁基失效。如果在對溶洞進(jìn)行填充處理時(shí)，填充作業(yè)不到位，填充不密實(shí)，樁基可能會出現(xiàn)沉降情況，甚至可能會導(dǎo)致樁基失效。在對溶洞內(nèi)的巖溶液體進(jìn)行處理時(shí)，如果沒有徹底清理干凈，會導(dǎo)致巖溶液體不斷對樁基產(chǎn)生侵蝕作用，長期積累會導(dǎo)致樁基的承載力、強(qiáng)度受到極大影響，直至失效。

1.2 在巖溶地區(qū)橋梁樁基施工存在的問題

在巖溶地區(qū)進(jìn)行橋梁工程施工的過程中，須正確面對橋梁溶洞樁基施工中常見的問題，采取有效的措施對施工問題進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證巖溶地區(qū)橋梁樁基施工的安全性。這些問題主要表現(xiàn)在以下方面：第一，塌陷問題。巖溶地質(zhì)的溶洞之間具有較強(qiáng)的聯(lián)系性，泥漿可能會出現(xiàn)泄漏情況。如果泥漿流失到一定程度不能及時(shí)補(bǔ)充，會導(dǎo)致泥漿與地下水之間的壓力偏差比較大，而地下水會迅速流向孔內(nèi)，導(dǎo)致沙土流，使孔口坍塌。在穿越溶洞的過程中，若溶洞頂部覆蓋的巖層由于鉆進(jìn)作業(yè)，出現(xiàn)塌陷問題，可能會影響原本的地質(zhì)層穩(wěn)定性，出現(xiàn)塌陷情況，會導(dǎo)致橋梁樁基的承載力以及樁側(cè)摩擦力受到極大影響，易導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷沉降的問題。第二，地面沉降問題。如果塌陷的面積比較大，會對地面本身的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，使橋梁樁基沉降。第三，泥漿滲漏問題。在施工過程中，巖溶地區(qū)的裂縫比較多，再加上本身具有一定的滲透性，如果一個(gè)溶洞被破壞，泥漿會向裂隙流動出現(xiàn)滲漏情況[1]。

2 巖溶地區(qū)橋梁樁基施工中溶洞處理技術(shù)

2.1 溶洞頂板處理技術(shù)

在樁基施工的過程中，溶洞頂板的穩(wěn)定性是保證樁基施工能夠順利進(jìn)行的重要基礎(chǔ)，必須重視溶洞頂板處理技術(shù)。在溶洞頂板處理過程中，其主要施工內(nèi)容是能夠安全擊穿溶洞頂板，確保在擊穿后樁基的安全性、穩(wěn)定性。在施工過程中，由于溶洞為無填充型，在實(shí)際施工時(shí)需要先進(jìn)行科學(xué)的測量作業(yè)，對鋼護(hù)筒的埋設(shè)位置進(jìn)行準(zhǔn)確確定，再利用吊車以及振動錘振動打入鋼護(hù)筒。可以在溶洞周圍增加4 m長的鋼筋固定架，應(yīng)將固定架固定在巖層10 cm左右。利用沖擊鉆樁機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，需要注意到達(dá)溶洞頂1 cm位置時(shí)，利用低錘密機(jī)技術(shù)進(jìn)行操作。

在這種情況下，操作人員須對錘擊反饋、鋼絲繩的情況進(jìn)行準(zhǔn)確感受。在溶洞頂板被擊穿時(shí)，應(yīng)快速將鉆機(jī)提到孔口，觀察孔內(nèi)泥漿液面的變化情況。如果出現(xiàn)泥漿滲漏的情況，須對樁基周邊地面進(jìn)行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)地面出現(xiàn)裂縫并且下沉，需要及時(shí)安排施工人員撤離施工現(xiàn)場，并對導(dǎo)致下沉的原因進(jìn)行分析。應(yīng)采取有效措施對下沉情況進(jìn)行處理，如果周邊的地面仍然穩(wěn)固，可以按照施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行下一步施工。利用樁錘、剎車完成頂板擴(kuò)孔、修孔作業(yè)，確保樁錘可以順利下放。在擴(kuò)孔完成后，需要利用剎車對錘頭的下放速度進(jìn)行合理控制，保證探孔作業(yè)能夠順利進(jìn)行。

施工操作人員需要對溶洞內(nèi)的填充情況進(jìn)行感知，同時(shí)根據(jù)勘探資料對具體的施工情況進(jìn)行準(zhǔn)確了解，保證鉆孔作業(yè)質(zhì)量。

2.2 溶洞填充處理技術(shù)

在溶洞施工處理的過程中，填充處理是溶洞施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。在施工過程中對樁基溶洞進(jìn)行處理時(shí)，采用封堵法進(jìn)行填充。具體的施工步驟如下：（1）需要完成開孔與護(hù)筒埋設(shè)作業(yè)，施工過程中護(hù)筒直徑1.9 m，長9.0 m，需要根據(jù)護(hù)筒的具體尺寸，保證開孔作業(yè)能夠順利進(jìn)行。（2）溶洞被擊穿時(shí)，如果孔內(nèi)的漿面迅速下降，須立即提升鉆機(jī)到達(dá)孔口，應(yīng)向孔內(nèi)投入黏土、片石以及C20混凝土等進(jìn)行填充。一次性回填高度要保持在2～3 m，應(yīng)向孔內(nèi)及時(shí)補(bǔ)充泥漿，使用小沖程的錘頭進(jìn)行錘擊作業(yè)。以保證回填材料的密實(shí)性，將填料擠壓到溶洞周圍形成泥漿碎石外護(hù)壁。完成填充作業(yè)后，需要靜置一段時(shí)間，待孔內(nèi)的漿液穩(wěn)定后可以進(jìn)行再次施工。（3）在鉆進(jìn)作業(yè)中可以適當(dāng)增加黏土，有利于提高泥漿的比重。如果在溶洞的同一位置多次使用了片石、黏土進(jìn)行封堵，并且效果不佳，需要利用片式、黏土袋、裝水泥等方法進(jìn)行處理，利用小沖程錘頭擊破水泥袋擠密混合物。完成回填作業(yè)后，需要靜置24 h再進(jìn)行下一步施工[2]。

2.3 溶洞處理效果分析技術(shù)

完成溶洞頂板、填充作業(yè)后，需要對溶洞的處理效果進(jìn)行準(zhǔn)確分析，準(zhǔn)確掌握溶洞的處理質(zhì)量，方便后續(xù)施工順利進(jìn)行。應(yīng)保證溶洞填充密實(shí)、承載力滿足施工設(shè)計(jì)要求，確保后續(xù)橋梁樁基施工的承載力、強(qiáng)度，防止樁基出現(xiàn)失效等問題。在樁基施工過程中，大部分樁身均在溶洞的填充層上，溶洞的處理質(zhì)量會直接影響樁基的穩(wěn)定性。因此，在對溶洞處理效果進(jìn)行分析的過程中，需要對填充層的指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行全面檢測[3]。通常情況下，可以利用動力初探試驗(yàn)、超前地質(zhì)鉆探法等對填充作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，確保填充層各項(xiàng)參數(shù)滿足施工方案設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行后續(xù)的樁基施工作業(yè)。

3 溶洞處理過程的質(zhì)量控制要點(diǎn)

在巖溶地區(qū)開展橋梁樁基施工作業(yè)，對溶洞進(jìn)行處理時(shí)，需要把握溶洞處理技術(shù)要點(diǎn)，從以下方面出發(fā)：（1）對一些比較小的溶洞，可以先在溶洞頂部成孔，再利用小沖程的錘頭擊穿溶洞頂板[4]。在鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)，泥漿速度損失速度相對較快時(shí)，需要及時(shí)補(bǔ)充泥漿，并及時(shí)填充片石、黏土塊充填擠密，再進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)。（2）對一些高度相對較大的溶洞進(jìn)行施工時(shí)，使用小溶洞鉆孔作業(yè)的基礎(chǔ)上，利用下鋼護(hù)筒跟進(jìn)鉆孔，同時(shí)利用片石、黏土塊或者C20混凝土對溶洞進(jìn)行封堵，提高溶洞的處理效果。（3）對一些深度較大的溶洞進(jìn)行處理時(shí)，應(yīng)考慮到溶洞可能會出現(xiàn)互相貫通的情況。在高度比較大的溶洞處理過程中，需要采用超前地質(zhì)鉆探等方式進(jìn)行有效處理[5]。在沖擊鉆鉆到溶洞頂部范圍時(shí)，需要放慢沖擊鉆的提升速度以及進(jìn)尺操作，使溶洞能夠逐漸開孔，防止強(qiáng)烈沖擊，影響溶洞的穩(wěn)定性。同一個(gè)樁孔內(nèi)如果出現(xiàn)多層溶洞、溶槽或者空洞等問題，需要分層對溶洞進(jìn)行處理，并且應(yīng)跟進(jìn)下放內(nèi)鋼護(hù)筒情況。（4）在對溶洞進(jìn)行鉆進(jìn)的過程中，需要隨時(shí)觀察溶洞周圍的地質(zhì)情況。由于溶洞地下水位不同，黏土層以及巖層等可能會出現(xiàn)滲漿問題，如果滲漿問題較嚴(yán)重，會導(dǎo)致樁基內(nèi)部的穩(wěn)定性受到極大影響，易出現(xiàn)塌方情況。因此，需要利用回填片石、黏土或者混凝土等對地基進(jìn)行有效加固。在鉆機(jī)的底部，需要適當(dāng)增大加固面積，擴(kuò)大受力面積，確保樁基的安全性[6]。（5）在施工過程中，須及時(shí)跟進(jìn)鋼護(hù)筒的下放情況，特別是利用回填片石和黏土對溶洞進(jìn)行處理時(shí)，須做好護(hù)壁保護(hù)工作。溶洞區(qū)域的巖石對護(hù)壁的保護(hù)作用存在一定限制，在澆筑混凝土?xí)r，可能會導(dǎo)致混凝土撐破護(hù)壁[7]。因此，在澆筑時(shí)需要對混凝土的澆筑速度以及澆筑量進(jìn)行嚴(yán)格控制。在混凝土澆筑完成后，需要對護(hù)壁的具體情況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)解決，防止影響后續(xù)施工的安全性[8]。

4 結(jié)語

綜上所述，在巖溶地區(qū)進(jìn)行橋梁樁基施工的過程中，必須重視溶洞對樁基施工產(chǎn)生的各種影響，應(yīng)根據(jù)樁基的具體實(shí)施工情況進(jìn)行預(yù)處理以及充填作業(yè)，保證溶洞處理效果。對溶洞處理過程中的各項(xiàng)施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證質(zhì)量達(dá)標(biāo)確保后續(xù)樁基施工的安全性。在對溶洞進(jìn)行處理的過程中，根據(jù)溶洞大小的差異選擇合適的溶洞充填材料，保證溶洞的穩(wěn)定性與牢固性。對溶洞鉆進(jìn)作業(yè)嚴(yán)格控制，特別是將近溶洞頂板時(shí)，需要放慢鉆進(jìn)作業(yè)的速度，并實(shí)時(shí)觀測溶洞頂板的具體情況，一旦發(fā)現(xiàn)泥漿滲漏問題，需要立即填充泥漿，保證溶洞處理效果。應(yīng)對鋼護(hù)筒的下放情況進(jìn)行跟進(jìn)，充分發(fā)揮鋼護(hù)筒的作用，保證溶洞護(hù)壁的安全性，防止在施工過程中出現(xiàn)安全事故。利用以上施工質(zhì)量控制措施，有利于提高溶洞處理工作效率，保證處理質(zhì)量，對確保橋梁樁基后續(xù)施工的安全性與整體質(zhì)量有積極幫助。