摘要:隨著公路里程的快速增加，路網(wǎng)密度也越來(lái)越大，然而在公路建設(shè)過(guò)程中經(jīng)過(guò)巖溶等不良地質(zhì)區(qū)域無(wú)法回避。由于巖溶區(qū)工程地質(zhì)情況錯(cuò)綜復(fù)雜，不同的巖溶地質(zhì)，其處治方法各異，一旦處理不好，將直接影響到工程的質(zhì)量、安全及公路的使用品質(zhì)，輕則造成經(jīng)濟(jì)損失，延誤工期，重則在施工及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中造成重大的人員傷亡。因而巖溶地區(qū)溶洞處理一直是值得我們探討的問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞:巖溶地區(qū);溶洞處理

　　1、處理方案比選

　　巖溶地區(qū)基樁施工一般采用機(jī)械成孔、人工成孔或兩種方法的組合。

　　在巖溶地區(qū)采用機(jī)械成孔方法進(jìn)行基樁施工時(shí),最適宜采用沖擊鉆成孔工藝。但山區(qū)高速公路橋梁地勢(shì)險(xiǎn)峻,部分基樁位于陡坡,機(jī)械就位困難;且?guī)r溶地區(qū)地質(zhì)變化較大,機(jī)械鉆孔過(guò)程中因侵入樁孔的探頭石或石芽、溶溝等傾斜巖面使鉆頭底部處于軟硬不均的質(zhì)體,很容易造成偏孔、卡孔、彎孔等問(wèn)題;另外,在鉆孔過(guò)程中,當(dāng)鉆至溶溝或溶洞頂板時(shí),孔內(nèi)護(hù)壁泥漿水頭會(huì)突然下降而失去護(hù)壁作用,極易造成坍塌,嚴(yán)重時(shí)還可能發(fā)生埋鉆、鉆機(jī)傾覆,造成樁孔報(bào)廢的事故。而人工挖孔樁采取全井壁支護(hù),安全有保障,挖孔過(guò)程中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)地層變化,因而更切合實(shí)際,不僅能確保成孔質(zhì)量和灌注砼的質(zhì)量,而且比機(jī)械樁經(jīng)濟(jì)得多;采用人工挖孔處理溶洞,可以同時(shí)施工,施工工期也能得到一定保證。

　　2、溶洞處理方法

　　2.1填充溶洞的處理

　　(1)對(duì)填充物呈硬塑或可塑狀態(tài),高度在2m以?xún)?nèi)的溶洞,按正常挖孔護(hù)壁方法施工,開(kāi)挖按每循環(huán)0.5m深度進(jìn)行;對(duì)高度大于2m的溶洞,根據(jù)溶洞與基樁的平面位置關(guān)系,仍按每循環(huán)0.5m進(jìn)行開(kāi)挖。對(duì)全斷面或近似全斷面的溶洞,采用全斷面的整體鋼筋砼護(hù)壁;對(duì)半基巖半溶洞的基樁,先進(jìn)行基巖爆破,清除溶洞填充物,然后在溶洞面采用鋼筋砼護(hù)壁,基巖面采用素砼護(hù)壁,護(hù)壁鋼筋伸入基巖100mm。護(hù)壁鋼筋豎筋為φ12@300,打入下節(jié)護(hù)壁中200mm,橫向上中下位置均勻布置3根φ12鋼筋;同時(shí)沿圓周向填充物內(nèi)打入φ16錨固筋,錨固筋環(huán)向間距600mm,上下層錯(cuò)開(kāi)布置。

　　(2)對(duì)填充物為流泥狀態(tài)的溶洞,根據(jù)溶洞位置、大小、高度分幾種情況處理:1)對(duì)深度1m以?xún)?nèi)的全斷面溶洞、深度在2m以?xún)?nèi)的通道式溶洞(在基樁范圍內(nèi)只是流水通道的一段)及雖然深但溶洞斷面小于樁徑的溶洞,直接清除流泥,采用鋼筋砼護(hù)壁進(jìn)行處理。2)對(duì)深度大于前者且洞徑比樁徑大的溶洞,采用灌水泥漿固化的方法進(jìn)行處理。在樁孔邊緣斜插灌漿孔,孔直徑50～100mm,呈梅花形分布,注漿范圍大于樁徑0.5m;第一循環(huán)用圓木棒或鋼筋插孔,邊插邊灌,根據(jù)流泥的插入難易程度盡量插深一點(diǎn),最多可灌深度一般在2.5m以?xún)?nèi);為了縮短固化時(shí)間,在水泥漿里摻10%左右的水玻璃。開(kāi)挖深度按每循環(huán)0.5m控制,并按固態(tài)充填物的情況進(jìn)行鋼筋砼護(hù)壁。如遇大孤石,先挖出淤泥,待孤石以上護(hù)壁砼達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行爆破解石。當(dāng)開(kāi)挖到接近上一循環(huán)灌漿面0.5m深度時(shí),用鋼筋或風(fēng)鎬鉆孔,然后灌漿固化。如此循環(huán),直到流泥段處理完畢,再按正常挖孔護(hù)壁方法進(jìn)行施工。

　　2.2落水洞式深溶洞的處理

　　落水洞是溶洞分布的常見(jiàn)形式,一般這類(lèi)溶洞較小但深度較大(一般在20m以上)。其施工難點(diǎn)主要在于人工爆破下挖無(wú)操作面,直接下挖非常危險(xiǎn)。因此這類(lèi)溶洞主要需解決操作平臺(tái)問(wèn)題。處理方案如下:回填鄰近樁孔挖出的渣土后,按正常挖孔樁挖孔護(hù)壁。要求確保回填密實(shí),不得有漏空現(xiàn)象,防止因回填漏空而突然塌陷導(dǎo)致安全事故。

　　2.3較深較寬干空溶洞的處理

　　深度2m以上、10m以?xún)?nèi)的寬大溶洞,在溶洞頂板揭露前異常危險(xiǎn)。施工中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)柱狀圖,在溶洞頂板揭露前采取安全可靠的施工措施,如提前在基巖上做好錨固平臺(tái)等。溶洞揭露后,檢查溶洞內(nèi)氣體,工人下洞前及在孔中施工時(shí)用空壓機(jī)進(jìn)行通風(fēng);作業(yè)人員作業(yè)時(shí)應(yīng)配備專(zhuān)用吊籃(采用φ25鋼筋現(xiàn)場(chǎng)制作,必須保證焊接質(zhì)量)且佩戴安全繩。處理方法為:在溶洞底部硬臥層上清理一個(gè)徑向?qū)?m(寬度根據(jù)溶洞高度計(jì)算確定)、深0.3m的環(huán)形基坑,基坑中澆筑C15片石砼,逐節(jié)往上澆筑。片石砼中埋設(shè)φ10鋼筋與外側(cè)護(hù)壁相連,C15片石砼達(dá)到1m高時(shí),內(nèi)側(cè)按正常情況護(hù)壁一節(jié),在C15片石砼外側(cè)填筑石渣。護(hù)壁高于1m時(shí),用腳手架在井下搭設(shè)施工平臺(tái),腳手架間距為40cm×40cm,平臺(tái)采用木板鋪設(shè),木板厚度大于8cm。如此反復(fù),直至處理到溶洞頂。之后將腳手架拆除,吊出樁孔。對(duì)多層次溶洞,若層間厚,每層溶洞高度為2～10m,均可按此方法進(jìn)行處理。

　　2.4超深超寬溶洞的處理

　　2.4.110m以上超深全空寬溶洞

　　此類(lèi)溶洞如仍采用片石砼,施工周期長(zhǎng),效率低,成本高,所以采用鋼護(hù)筒穿過(guò)溶洞,作為基樁護(hù)壁及澆筑樁芯砼的模板。

　　鋼護(hù)筒處理溶洞的施工過(guò)程:1)驗(yàn)孔。鑿開(kāi)溶洞頂板,檢查溶洞內(nèi)氣體和充填物是否有害。2)清孔。清除溶洞中松散溶蝕物。3)鋼護(hù)筒制作。采用卷板機(jī)卷制鋼護(hù)筒,2m一節(jié),制作好后用小車(chē)運(yùn)到孔口安裝,長(zhǎng)度為溶洞深度加2m。4)鋼護(hù)筒安裝。在第一節(jié)護(hù)筒直徑位置上開(kāi)2個(gè)孔,插入16#工字鋼,在基樁孔口制作一施工平臺(tái),用吊車(chē)將護(hù)筒吊在施工平臺(tái)上往下放,直到工字鋼搭在井口護(hù)壁上;然后用吊車(chē)吊第二節(jié)護(hù)筒進(jìn)行對(duì)接,焊接完成后再往下放。如此一節(jié)一節(jié)安裝,直到全部護(hù)筒焊接完成,用吊車(chē)整體一次性吊放到位。焊接時(shí)注意2節(jié)鋼護(hù)筒之間的順直度,保證鋼護(hù)筒能順暢放到位。鋼護(hù)筒和上下巖層之間各搭接1m,用φ32鋼筋作為鉚釘進(jìn)行錨固,上下各3排,一排為12根,鉚釘和鋼護(hù)筒之間必須焊接。

　　2.4.210m以上超深半空寬溶洞

　　對(duì)此類(lèi)溶洞采用先回填再下挖的方法進(jìn)行處理。用細(xì)集料將溶洞充填密實(shí),填至溶洞口時(shí)用人工配合反復(fù)充填,將溶洞四周填滿(mǎn)。為了保證充填質(zhì)量,石渣粒徑控制在10cm以?xún)?nèi)。從溶洞頂面的上一節(jié)護(hù)壁一直到溶洞底,沿圓周縱橫向布置φ10mm鋼筋,間距為200mm,縱向鋼筋預(yù)留200mm錨入下節(jié)護(hù)壁砼中,鋼筋末端設(shè)置180°彎鉤,并沿圓周方向按400mm間距打入φ16鋼筋,錨入回填料深度500mm以上,同一節(jié)護(hù)壁中錨筋上下層錯(cuò)開(kāi)布置。為了保證作業(yè)人員的安全,制作一節(jié)高6m、直徑同基樁孔探孔器的鋼筋籠。鋼筋籠主筋采用φ25螺紋鋼,沿圓周方向均布20根,每隔1m左右設(shè)置一個(gè)加強(qiáng)箍。每下挖一節(jié),防護(hù)鋼筋籠下放一節(jié),安裝護(hù)壁模板時(shí)將防護(hù)鋼筋籠提升至上一節(jié)護(hù)壁位置。

　　結(jié)語(yǔ)：由于巖溶地區(qū)地質(zhì)情況十分復(fù)雜,溶洞具有不可預(yù)見(jiàn)性、復(fù)雜性、危險(xiǎn)性等特點(diǎn),巖溶基樁開(kāi)挖前必須進(jìn)行一樁一孔超前鉆探,準(zhǔn)確掌握地下巖溶發(fā)育情況。另外,人工挖孔樁成孔過(guò)程安全性較差,對(duì)溶洞埋深在30m以上和巖溶地下水量大、連通性好的基樁不適應(yīng)。所以,在巖溶地區(qū)進(jìn)行人工挖孔樁施工,仍有待于積累經(jīng)驗(yàn),需根據(jù)具體地質(zhì)情況,綜合考慮各種因素選用經(jīng)濟(jì)、合理、有效的處理方法。

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