高速公路橋梁溶洞樁基施工處理關(guān)鍵技術(shù)分析

王慶華

摘 要：巖溶建設(shè)地段是高速公路橋梁建設(shè)過程中比較常見的一種地貌特征，由于溶洞地質(zhì)的特殊性，使得該地質(zhì)狀況下的橋隧施工有一定難度，尤其是橋梁溶洞樁基施工工作，不僅增加了施工成本的投入，而且在施工過程中存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，如果在施工過程中處理不當(dāng)，遺留下施工質(zhì)量問題，會(huì)直接影響到整個(gè)高速公路橋梁的整體建設(shè)。基于此，本文將以某高速公路工程橋梁溶洞樁基施工為例，談?wù)剺蛄喝芏礃痘┕み^程中常見的主要問題，并對(duì)施工處理準(zhǔn)備工作和關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：高速公路;橋梁溶洞;樁基;施工處理;關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：U445.551 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

溶洞是影響高速公路橋梁工程施工質(zhì)量的主要因素之一，同時(shí)也是工程施工過程中常見的一種地質(zhì)問題，如果不采取有效措施來解決溶洞問題，就會(huì)導(dǎo)致高速公路橋梁工程的安全性和穩(wěn)定性受到影響。而溶洞地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)來說比較復(fù)雜，給高速公路橋梁工程的施工增加了不少難度，而要想保障工程施工的質(zhì)量，施工人員就必須更深層次的對(duì)高速公路橋梁溶洞樁基施工處理的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，從而為高速公路橋梁工程建設(shè)提供有力保障。

1 高速公路橋梁溶洞樁基施工中常見的主要問題

1.1 漏漿問題

在高速公路橋梁溶洞樁基的施工過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因溶洞裂縫多而漏漿的現(xiàn)象，這主要是因?yàn)槿芏醋陨淼奶厥庑裕坏┿@孔突破，溶洞出現(xiàn)破損現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)漿液隨縫隙流出的現(xiàn)象，這會(huì)在一定程度上增加漏漿的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而嚴(yán)重影響到橋梁溶洞樁基的施工效率，甚至?xí)z留嚴(yán)重的安全隱患問題。

1.2 塌孔問題

目前，我國大部分地區(qū)的巖洞項(xiàng)目施工過程中，經(jīng)常會(huì)遇到溶洞互相貫通的現(xiàn)象，出現(xiàn)了大面積漏漿問題，漏漿一旦超出施工標(biāo)準(zhǔn)，施工人員就很難實(shí)施有效的補(bǔ)漿措施，進(jìn)而出現(xiàn)嚴(yán)重的塌孔等安全事故，從而對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)工作人員的生命安全帶來威脅。樁基施工中突然遇到溶洞時(shí)，其塌孔原因主要有兩點(diǎn)：其一是由于樁基在施工過程中突然打通溶洞孔壁引發(fā)漏漿，帶動(dòng)泥漿液面驟然降低致使周邊護(hù)壁失穩(wěn)，從而引發(fā)塌孔等事故;其二是溶洞位置受長期侵蝕，其臨空面異常脆弱，是發(fā)生二次塌孔的敏感點(diǎn)。

1.3 沉陷問題

沉陷是比漏漿和塌孔更為嚴(yán)重的安全事故問題，而且對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的建設(shè)施工有非常大的影響。如果高速公路橋梁區(qū)域有較多的溶洞，以串珠型進(jìn)行分布，而且埋藏比較淺，橋梁處于體積形態(tài)較大的溶洞中，就會(huì)出現(xiàn)上方建筑施工穩(wěn)定性不足等情況，增加了一定施工難度，引發(fā)嚴(yán)重的沉陷問題。通常情況下，為了確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成工程的施工并保障工程施工質(zhì)量，施工單位和技術(shù)人員應(yīng)該主動(dòng)邀請(qǐng)技術(shù)專家蒞臨施工現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，選擇合適的鉆孔工藝等，并最終形成科學(xué)的施工方案。總之，施工人員在具體施工前應(yīng)該充分了解溶洞自身的特點(diǎn)和施工環(huán)境條件，進(jìn)而制定出科學(xué)的施工組織方案，從而更好地保障高速公路橋梁工程施工的安全性和穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高溶洞樁基工程施工建設(shè)的質(zhì)量。

2 高速公路橋梁溶洞樁基施工處理準(zhǔn)備工作

2.1 明確橋梁各溶洞的地質(zhì)情況

首先，施工人員需要對(duì)每個(gè)溶洞的地質(zhì)情況進(jìn)行檢查，收集并整理相關(guān)數(shù)據(jù)信息等。一般情況下，大部分溶洞的地質(zhì)條件和結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，而要想更好的保障高速公路橋梁溶洞樁基施工的整體效率，施工人員需在施工前按照“一樁一鉆”的測(cè)量方式，逐樁探明地質(zhì)情況，從而明確樁底是否有溶洞以及溶洞的大小和分布情況等，進(jìn)而全面掌握每個(gè)樁基的地質(zhì)情況，然后再根據(jù)整理所得的數(shù)據(jù)信息制定出最佳的施工方案。另外，施工人員需要詳細(xì)復(fù)核每根樁的地質(zhì)鉆探數(shù)據(jù)資料，不僅需要確定各巖層填充物的類型、填充程度等，而且需要對(duì)溶洞位置和地質(zhì)狀況等進(jìn)行詳細(xì)的了解和分析，為溶洞處理方案和成孔方法等的實(shí)施提供有力保障，進(jìn)而為之后的施工提供準(zhǔn)確且科學(xué)的依據(jù)。

2.2 合理地選擇鉆孔方式

鉆孔方式在一定程度上決定了橋梁溶洞樁基處理的效果，所以，施工人員應(yīng)該根據(jù)施工要求和工程建設(shè)的需求來選擇最合理的鉆孔方式。現(xiàn)階段內(nèi)，沖擊鉆進(jìn)和旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔等方式是最常見的幾種鉆孔方式，一般來說，如果橋梁溶洞區(qū)域內(nèi)有巖溶發(fā)育，并且?guī)r面的傾斜角度較大，溶洞底部的巖石軟硬程度不均勻，施工人員往往會(huì)選擇人孔挖孔、靜壓管樁或者沖擊鉆孔等方式，這樣可以有效地保障高速公路橋梁溶洞樁基處理的效率，從而更好地保障整個(gè)橋梁的安全性和穩(wěn)定性。

2.3 準(zhǔn)備合適的施工材料和施工設(shè)備

在做好地質(zhì)條件勘察和施工方式的選擇之后，相關(guān)施工人員需要根據(jù)高速公路溶洞的大小來準(zhǔn)備合適的施工材料，比如，相當(dāng)數(shù)量的片石、水、水泥、黏土和鋼護(hù)筒等等，同時(shí)需要準(zhǔn)備好相關(guān)的施工機(jī)械設(shè)備，比如沖擊鉆、自卸車、吊車和挖掘機(jī)等，現(xiàn)場(chǎng)試制混合料摻填配合比，確定水下初凝時(shí)間、終凝時(shí)間、混合物護(hù)壁強(qiáng)度等試驗(yàn)參數(shù)。此外場(chǎng)內(nèi)需完成三通一平，泥漿循環(huán)系統(tǒng)布置，周邊排水情況設(shè)置，人員施工前培訓(xùn)交底等準(zhǔn)備工作。而且，施工單位應(yīng)該配置如應(yīng)急發(fā)電機(jī)等設(shè)備做好應(yīng)急準(zhǔn)備工作，從而充分滿足高速公路橋梁溶洞樁基施工的需求，進(jìn)一步提高整個(gè)工程的施工效益。

3 高速公路橋梁溶洞樁基施工處理關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 施工前期的防范處理技術(shù)

在開始正式施工之前，施工單位及相關(guān)施工人員需要全面收集并詳細(xì)的整理有關(guān)的地質(zhì)資料信息，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)地分析并制定出科學(xué)合理的施工檔案，同時(shí)需要不斷規(guī)范防范措施，從而更好地預(yù)防各類安全事故和安全質(zhì)量問題的發(fā)生。對(duì)每一個(gè)樁基進(jìn)行溶洞勘測(cè)，以及安全影響因素等的分析，施工人員應(yīng)制定出有效的防范措施，盡可能地保護(hù)好樁基鋼護(hù)筒，進(jìn)一步降低安全事故的發(fā)生。另外，施工單位需要準(zhǔn)備好相關(guān)施工材料，更好地應(yīng)對(duì)各種突發(fā)狀況和問題。除此之外，相關(guān)施工人員需要在充分了解高速公路橋梁溶洞樁基工程施工狀況的基礎(chǔ)上對(duì)安全隱患問題進(jìn)行有效的排除操作，進(jìn)而減少施工中各種風(fēng)險(xiǎn)問題的出現(xiàn)。

3.2 鉆進(jìn)工藝分析

在鉆進(jìn)這一施工環(huán)節(jié)中，施工單位及相關(guān)施工人員需要全面檢測(cè)此區(qū)域內(nèi)覆蓋層的深度，并對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)和深度狀況等進(jìn)行綜合分析和考量，從而選擇最合適的鉆進(jìn)工藝。如果表層覆蓋有比較多且厚的卵漂石層時(shí)，施工人員可以選擇沖擊的鉆進(jìn)方式來實(shí)施鉆孔工作，而且，施工人員要保證沖擊鉆機(jī)進(jìn)入到足夠深的巖石層之后再進(jìn)行鉆孔，然后再通過換漿清孔的方式來對(duì)鉆孔進(jìn)行深度清潔，并借助吊機(jī)等機(jī)械設(shè)備展開相應(yīng)的協(xié)助工作，進(jìn)而更好地提高鉆進(jìn)這一環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量和施工效率，從而使這一環(huán)節(jié)的施工達(dá)到工程對(duì)安全性和質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)。其次，施工人員在進(jìn)行鉆孔時(shí)需要時(shí)刻關(guān)注泥漿密度的變化情況，并詳細(xì)記錄泥漿密度的變化規(guī)律，從而將泥漿密度變化掌控在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。與此同時(shí)，相關(guān)施工人員需要及時(shí)且合理的應(yīng)用鋼護(hù)筒來保護(hù)泥漿，進(jìn)而避免出現(xiàn)塌孔等安全事故的發(fā)生，減少埋鉆等不良現(xiàn)象或者質(zhì)量不佳等問題的出現(xiàn)。另外，在實(shí)際施工過程中，經(jīng)常會(huì)遇到部分鉆孔位置剛好位于溶洞地段的現(xiàn)象，而為了保障鉆孔的穩(wěn)定性和有效性，施工人員通常會(huì)采用片石等進(jìn)行填充，這樣可以在狀態(tài)緩和的情況下將填充物有效的注入到裂縫或者溶洞中去，進(jìn)而有效地完成全面填充工作，樁基施工過程中，操作手應(yīng)全程觀察，發(fā)現(xiàn)異常情況立即停鉆。其中，在施工至溶洞頂一定范圍內(nèi)（1～3 m），要求操作手減小沖程進(jìn)行施工;現(xiàn)場(chǎng)安排挖機(jī)，并要求挖機(jī)司機(jī)原地待命，保證出現(xiàn)異常后，應(yīng)急處置及時(shí)展開。隨著泥漿液面的迅速降低，其塌孔風(fēng)險(xiǎn)將迅速增大，但仍然給操作人員留有一定的應(yīng)變時(shí)間，此時(shí)則需立即展開應(yīng)急處置措施，首先一旦發(fā)現(xiàn)液面降低應(yīng)立即停止鉆機(jī)鉆進(jìn)，并迅速提鉆，以防鉆機(jī)被埋。其次，挖機(jī)就位，按指定比例依次迅速填投片石、黏土、水泥等材料，同時(shí)注入泥漿液作為拌和用水，盡快恢復(fù)至原液面，盡可能降低塌孔概率。進(jìn)一步提高對(duì)護(hù)壁的加固效果，提高高速公路橋梁溶洞樁基的穩(wěn)固性。

3.3 泥漿筑壁法技術(shù)分析

在溶洞樁施工過程中，通過采用不同的水泥、黏土、片石混合料填充試驗(yàn)，研究防止軟弱層坍塌及溶洞區(qū)封閉所采用的最合理的護(hù)壁效果，得出混合料最優(yōu)摻填配合比，并為后續(xù)施工提供借鑒，從而達(dá)到加快施工效率、節(jié)約施工成本的目的。一旦發(fā)生塌孔現(xiàn)象，最為明顯的特征是原地面明顯沉降，此外鉆機(jī)設(shè)備在發(fā)生塌孔后明顯異常。此時(shí)樁內(nèi)護(hù)壁異常脆弱，隨著時(shí)間的推移將持續(xù)塌陷，需立即測(cè)定塌孔部位，補(bǔ)充泥漿及回填片石等材料，修復(fù)塌孔孔壁。由于首次塌孔后泥漿護(hù)壁已遭到破壞，只采用片石回填存在兩個(gè)問題：其一是無法保證塌孔處填充物密實(shí)，且單一片石回填，缺乏粘結(jié)性，護(hù)壁效果差，樁孔結(jié)構(gòu)尺寸控制不理想;其二是片石成本較大，回填后沖擊施工效率較片石結(jié)合黏土填充較慢。此外為保證軟弱結(jié)構(gòu)面的護(hù)壁強(qiáng)度，需在回填材料中摻入一定比例的水泥，當(dāng)沖擊鉆二次沖孔后，帶動(dòng)片石、黏土及水泥有效混合，隨著水泥混合物終凝完成，其護(hù)壁效果將大大提升，當(dāng)再次遇到串樁溶洞后，已凝結(jié)成形的孔壁可有效保證不塌孔，進(jìn)而解決身施工質(zhì)量、節(jié)約回填材料及縮短工期。

4 結(jié)束語

總而言之，巖溶地區(qū)地質(zhì)情況復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造特殊，在其施工前必須掌握詳細(xì)的地質(zhì)報(bào)告資料，在鉆孔過程中遇到的情況也復(fù)雜多變，且往往具有綜合特征及連鎖效應(yīng)。因此溶洞樁的處理必須全面考慮，針對(duì)實(shí)際施工過程中突出存在的問題采取相應(yīng)的解決措施，做好施工技術(shù)方案比選，綜合考慮各類處置措施的優(yōu)劣，并熟練掌握相關(guān)處理技術(shù)以及常用的施工方法，引進(jìn)并合理地利用先進(jìn)的施工理念和施工設(shè)備，從而更好地保障工程施工質(zhì)量，一般而言采用泥漿筑壁法僅適用于中小溶洞的樁基施工，如遇到超大溶洞宜采用護(hù)筒跟進(jìn)法等進(jìn)行處置，施工中應(yīng)準(zhǔn)確判斷，在保證施工質(zhì)量的情況下給項(xiàng)目帶來施工效益，進(jìn)而為社會(huì)和國家的快速發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)：

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