橋梁施工樁基嵌巖樁技術探討

文 / 江西省現代路橋工程集團有限公司 吳沂芝

依托某橋梁工程項目實例為研究背景，對樁基嵌巖樁技術在該工中的操作過程進行解析，首先對該工程項目基本資料及工程施工難點進行論述，而后在提出相關處理措施的同時，對樁基嵌巖樁技術的操作要點進行解析，以為同類工程參考。

引言

橋梁工程項目建設環節，一些施工地區比較特殊的地質結構很容易給工程的建設進度與質量造成影響。比如遇到嵌巖結構地質，橋梁基礎工程就難以開展，并且在受到施工技術以及施工環境雙重作用影響下，工程的進度非常緩慢，給企業的經濟造成影響很大。因此在這種背景下，想要提高橋梁工程的施工質量，就需要采取樁基嵌巖樁技術進行操作，因為樁基嵌巖樁技術的應用可改善施工條件，給工程開展創造良好的作業環境。

工程概況

某地區的一座橋梁設計為3跨、單跨13m的普通鋼筋混凝土簡支控制板樁柱式橋墩形式，基礎結構部分采用的是鉆孔灌注樁施工方式，其上部橋梁結構設計為中型橋梁的形式。但是基礎結構在施工中，復雜性較高。

橋梁基礎結構直接深入到巖溶發育的灰巖地質內，基巖淺部具備一定的可溶解性，并且分布著比較多的溶洞，覆蓋層的厚度為1.5-8.9m厚、粒徑大小不等的卵石層結構。這些地質條件就決定現場施工難度較高，如果沒有采取質量控制措施，容易導致工程的質量難以滿足要求。

在巖石內巖溶發育比較劇烈的9個鉆孔內，總計需要鉆進80.55m的深度，其中溶洞的累計深度達到50.95m，占比為63%。河床卵石層內部分布著比較多種規格的材料，還有部分砂石材料，填充地下水空間，相互貫通之后分布著比較多的石林。

因此，該橋梁確定選擇應用嵌巖基礎形式，需要穿越溶洞的結構，直接將基礎接觸到完整的基巖上，才能保證基礎結構的性能和質量，否則將會威脅橋梁安全性。

施工中主要技術難點

在該橋梁的施工中，綜合分析河床內存在較多的大粒徑卵石以及漂石，這對于沖擊鉆成孔，成孔環節，通過重力和沖擊力的方式將孤石、巖石進行分化處理，然后將樁體擠入到其中，達到護壁的效果，同時還能夠增大土層和樁間的側摩阻力。

因為該橋梁項目的樁基數量相對較少，為了能夠降低項目的成本，提高經濟效益，只使用一臺鉆機即可進行開孔作業。因為施工現場地質條件較為特殊，施工經驗不足的情況下，在2號墩的2號樁鉆進8m深度時出現了塌孔的情況，護筒埋鉆，還會出現傾斜度較高的情況，極大的影響現場施工順利進行。

進行現場的總結與分析，了解到形成上述問題的主要原因如下：該橋梁所處位置的河灘積地河床覆蓋層包含比較多的卵石或者孤石，下部是喀斯特地貌的溶洞，還有很多的地下水。

在鉆入到溶洞的位置上，內部會有嚴重的漏漿問題，容易發生塌孔事故，如果沒有及時有效的處理，會造成大面積的坍塌，影響工程安全性。

幾種施工技術處理措施

砂礫層的鉆孔處理

開始鉆進施工前，準備幾節直徑為130cm的鋼護筒，在鉆孔同時逐步下入到砂礫層結構內，起到支護的效果，防止因為漏漿而產生坍塌的問題。

1.埋設鋼護筒。鉆孔開始前，需要增加鉆頭的直徑到1.1m，再使用沖擊鉆小沖程緩沖，保證泥漿濃度、鉆機進尺都符合要求。

2.鉆進施工逐步進行，提起鉆頭，在覆蓋層厚度較高的位置上，使用2節銅護筒連接，并且使用鋼筋固定。

3.鋼護筒接好之后，護筒頂部需要覆蓋一層厚度超過10mm的鋼板，以達到提升的效果，讓鋼護筒緩慢下壓，并且輕敲讓其到達中心的位置上，精度合格，不會發生偏孔的問題。

根據設計圖紙確定具體的施工尺寸和精度，滿足工程的要求。在具體施工環節要考慮到工程穩定性的需求，對于設計的參數要進行優化，按照設計藍圖的標準做好施工處理方案的控制，如此才能夠提高工程項目的整體效果。

溶洞的技術處理

由于該橋梁項目的溶洞地質在施工前就進行全面勘查與分析，制定出有效地應對措施，技術人員與施工人員有充分的了解，并且設計方案科學合理，符合現場施工要求，施工人員對于設計理念和設計方案有充分的了解。

具體按照下述方式進行溶洞處理：

1.各個孔周圍準備充足小粒徑片石，粒徑在15cm以內，還要準備優質的黏土，制作成為泥球的形狀，直徑為15-20cm為宜。再準備符合要求的施工機械，為1臺ZL40型裝載機，隨時準備待命，在遇到溶洞之后立即鏟起碎石和黏土填充施工。

2.鉆到距離溶洞位置較近時，應用小沖程設備直接沖擊穿越結構，防止發生卡鉆的問題。鉆到溶洞的位置上，只要是出現了泥漿下降的情況，需要及時補充水分，并且根據需要制作合適的填土材料填充處理，通過設備制作成為泥漿護壁材料，達到結構保護的效果。

重視工程質量的管理，如果發現存在任何的質量問題，必須停止施工分析原因，采取必要的應對措施。在鉆孔鉆入到溶洞位置之后，立即開始灌注混凝土施工，下入導管距離洞底0.3-0.5m的位置上灌注較低標號的水泥混凝土材料，實現空洞完全填充處理。灌注施工后，達到溶洞頂部1m以上的位置，且沒有水泥混凝土表面不再下降則停止施工。在混凝土強度達到設計要求的30%-50%后，即可停止鉆進施工。

在橋梁樁基箱原裝技術應用環節，需要根據基礎的處理標準，對施工技術的要點進行控制，同時在溶洞處理的環節過程還要做好溶洞方案的確定，對于涉及到的施工參數要進行科學分析做好細節的管理，這樣才能夠將整體施工效果提高，如此才能夠滿足工程實際的實際需要。

水下混凝土灌注中混凝土流失的技術處理

該橋梁項目的施工前期，幾根樁基水下混凝土灌注量超出設計標準要求的4.14倍，這是因為水下灌注混凝土施工時，因為側壓力超出了泥漿與砂礫護壁的側壓力，在施工中出現擠破護壁而導致流失的問題，特別是溶洞的位置上混凝土流失較為嚴重。

對于這一問題，選擇下述處理措施：

1.增加混凝土生產與運輸能力，選擇使用大容量的攪拌機械，同時備用一臺攪拌機，如果出現故障問題，可以立即投入使用。加大混凝土材料的存儲量，根據正常條件下在漏斗內存儲2m3左右，以保證漏漿時能夠及時的補充。

2.混凝土灌注環節，需要增加導管的埋設深度，通常來說埋設深度在3m以上。灌注施工階段，需要隨時進行混凝土面高度的檢測，同時還要觀察灌注表面下降的情況，避免出現突然下降而出現斷樁的問題。樁頂混凝土表面的灌注超出設計高程1.5-2.0m左右，防止灌注結束后發生表面下降而出現短樁的問題。

3.最后2根灌注樁的結構，除了要按照上述要求進行施工外，還應該采取下述處理措施：一是鋼筋籠下入之前，對于高度在1m以下的小型溶洞來說，在鋼筋籠的表面包裹2-3層彩條布。二是因為該橋梁的溶洞內有比較多的砂石填充物，鉆孔開始前應該使用鉆機進行周邊2-4孔鉆入到超過1m深度的大型溶洞位置停止，然后應用高壓泵直接灌入水泥凈漿材料，保證水泥漿和溶洞內全部填充砂礫石的材料，經過凝結固化幾日之后，強度性能合格之后再進行鉆孔手工，然后灌注水下混凝土，經過計算分析，該方式使用混凝土量為原設計方案的1.5倍左右。這一施工方式應用，大幅提升了施工效率和質量，斷樁發生率也在降低，綜合利用效果良好。

保證嵌巖深度的措施

本次橋梁工程項目中，設計方案中規定樁端必須直接進入到嵌巖深度超過1.5倍樁徑的位置，而地質條件和檢查施工的要求中，經常發現因為巖溶強烈發生地區內溶溝、溶槽、裂隙等縱橫交錯的現象，所以需要做好這一方面的控制，以消除質量的不利影響因素。

綜合橋梁的特殊性、復雜性以及工程施工特點，對當前的地質條件展開分析和研究，了解全巖面深度參數，確保符合工程的要求。從實際情況分析，對于全巖面判斷的影響原因較多，當前的樁基技術施工規范、規程方面并未有明確的規定，所以只能從現場的施工經驗分析判斷，總結出如下參數：

1.對于現場的施工進尺速度進行監測，只有達到0.1-0.2m/h才能確定進入到基巖面，且進尺深度達到50cm以上時，再進行全巖面的檢驗。

2.檢查井口鋼絲繩擺動情況，如果擺動比較大，表示出現巖面傾斜的問題。如果鉆頭觸碰到巖面時，鋼絲繩出現輕微的反彈，表示達到要求。

3.應用細的篩孔撈取巖渣，巖屑的含量在50%-80%之間，并且含泥、含砂量在5%以下時，就說明已經進入到巖體結構下，達到工程的技術標準要求。

結語

本文以實際橋梁工程為案例進行分析，了解橋梁施工樁基嵌巖樁施工技術的特性和工藝技術要求，了解各個施工環節以及質量管控的措施。

在施工結束后，經過專業機構和技術人員的檢測，發現該樁基結構的性能合格，符合設計方案和技術標準，完全達到國家標準的要求，經濟效益、社會效益極為明顯，可以推廣應用。