摘要: 巖溶地區,因地下巖溶裂縫、不同大小溶洞而給橋梁樁基成樁施工帶來較大困難。巖溶發育、石灰巖地區的橋梁樁基技術進行研究,探討巖溶地區樁基施工特點,進行技術歸納總結。

　　關鍵詞: 橋梁工程; 巖溶地區; 樁基; 質量控制

　　Abstract: the karst area, for underground karst fissure, different size cave and bridge pile foundation construction pile to bring greater difficulties. Karst development, limestone area of the bridge pile foundation technology research, this paper discusses the characteristics of karst area pile foundation construction, technical generalizations.

　　Keywords: bridge engineering; Karst region; Pile foundation; Quality control

　　中圖分類號：K928.78 文獻標識碼：A 文章編號：

　　1樁基施工遇到的問題、控制及技術

　　1. 1在樁基施工中碰到的問題

　　1) 因地質條件復雜、溶溝溶槽、溶洞、裂隙特別發育, 沖孔時泥漿突然下降流失, 常出現反復回填反復沖孔現象, 最多達17次之多, 且大多數樁基都存著此現象。

　　2) 由于溶洞, 溶溝發育, 卡錘、掉錘事件多。

　　3) 混凝土澆灌超方與擴散最大。

　　4) 由于溶洞、溶溝現象多, 上下出現多處溶洞(葫蘆串洞), 滿足不了樁尖下石灰巖持力層厚度,有的樁基孔深, 成孔較難。

　　5) 在施工中, 以地質資料作依據, 但重在以實際沖孔進尺速度與碴樣來判斷終孔持力層。

　　1. 2樁基控制技術

　　1) 處理原則: 在巖溶地區進行樁基施工時, 必須做到因地制宜, 有預見有準備地選擇巖溶處理方案, 沖孔施工時, 要求對設計文件提供的鉆孔資料及柱狀圖進行分析, 對溶洞較發育的樁基, 要一一探明情況, 然后鉆孔。

　　每根樁必須有地質鉆探資料, 詳細記錄地質狀況, 溶洞深度, 高度, 畫圖列表, 為施工方案提供詳實依據。

　　對填充物進行土工試驗, 分析其物理力學特征, 檢測容重, 含水量, 孔隙率等, 為注漿參數計算提供依據。

　　根據地質資料及填充物的情況對每根樁設計出相應的溶洞處理方案、成孔方法與施工措施。
遇到大溶洞時, 會同設計代表查明, 明確處理方案后實施。

　　2) 石灰巖地區樁基施工沖孔施工控制技術與措施。開鉆前詳細了解地質資料, 準確掌握沖進情況, 了解溶洞的位置。開鉆做好以下工作:

　　a) 準備足夠的粘土、片石與袋裝水泥;

　　b) 每樁泥漿池要制備不少于10m3的泥漿以備用;

　　c) 只要鉆進, 留守人員密切注意孔內情況, 遇到溶洞孔內的水位下降, 立即補足水位, 防止坍孔埋鉆事故發生, 并投放片石與粘土, 用沖錘小沖程慢慢沖擊形成人造孔壁。

　　漏漿、坍孔:

　　a) 對個別難于處理的孔位可采用埋置深護筒的辦法處理, 防止復坍孔(流砂, 軟泥層, 砂礫層等);

　　b) 因裂隙或泥漿置換少量漏漿的, 采用拋填袋裝水泥, 粘土石頭用沖錘小沖程反復沖搗的辦法, 一般很快堵住。對于滲漏較嚴重的溶洞, 及時回填粘土, 片石等, 充滿孔內, 并補充水與泥漿, 重新沖孔,可能會出現反復回填反復沖孔的方法對付溶溝溶洞。

　　卡錘。打撈方法可采用偏心鉤、鋼繩套及潛水員打撈等常規方法, 可采用振動爆破法處理。

　　在出現撈錘無法實現的情況下, 或出現坍孔埋錘的情況下, 由于本地區地質條件復雜, 巖質以上孔位沉積巖質土層含大小不等的石頭較多, 鋼護筒跟進法處理撈錘較難; 在高速公路采用雙孔扁擔梁代替原樁方法是不允許的, 只有采用先埋孔再采用擴大孔徑人工挖孔, 鋼筋混凝土護壁法來實現撈錘與樁基施工。由于沖孔中溶溝、溶洞存大, 在施工中反復回填與反復沖孔, 使溶洞口形成一道護壁墻, 堵住了洞口, 才使樁基越過溶洞, 但在混凝土灌注中, 混凝土壓力大于泥漿, 可能會出現混凝土沖穿護壁墻, 混凝土面下降或下降到導管底口以下, 造成意外斷樁或缺陷。為了預防此情況發生, 在混凝土灌注中, 必須確保導管埋深有一定深度, 以能確保灌注為宜, 同時多測量導管埋深, 多觀察, 有異常及時補救處理。

　　樁基處在石灰巖巖溶發育區, 上下多層溶洞形成葫蘆串溶洞溶溝, 樁長勢必增長, 由于孔壁摩擦力小, 只能按端承樁設計考慮。超長端承樁在巖溶地區較難施工控制, 故超長樁成孔與混凝土灌注也是本項目質量與技術控制重點。

　　2樁基質量控制方法

　　2. 1成孔工藝

　　巖溶地區樁基成孔, 只有全套管鉆機或沖擊鉆機適用, 普通旋轉鉆機不能處理溶洞, 且對洞底堅硬灰巖層鉆進困難, 極易損壞鉆頭, 經綜合考慮, 確定為沖擊鉆沖擊成孔, 利用沖擊錘盡力沖擊, 在砂層或溶洞處沖砸、擠壓泥石, 填塞孔洞形成泥石護壁。對于巖溶區樁基樁長小于30m且地下水不豐富的可采用了人工挖孔樁施工方案。

　　2. 2沖擊錘成孔

　　1) 在巖溶層鉆進時, 應熟悉地質資料, 作好準備, 將鉆至溶洞時, 改用小沖程緩慢鉆進, 防止突然打穿溶洞頂板, 造成卡鉆, 備足粘土、片石、袋裝水泥等材料, 漏漿時, 馬上回填, 以小沖程反復沖砸, 形成泥壁, 堵塞洞內的通道, 防止孔壁坍塌和泥漿流失。必要時提前對溶洞進行注漿處理。

　　2) 因巖溶層地質復雜, 洞內巖面高低不平, 或一面有巖, 一面懸空, 容易造成卡鉆和斜孔, 此時必須拋填粘土、片石, 用低沖程沖砸, 反復循環, 多次休整樁孔, 保證沖孔質量。

　　3) 卡鉆、掉鉆的預防和處理。在遇到探頭石、落石、梅帶孔、巖溶層的溶溝、溶槽或擊穿溶洞頂板時, 極易發生卡鉆, 此時應拋填片石, 高頻低程沖砸。如已發生卡鉆, 應仔細分析原因, 不可妄動, 以免造成越卡越緊或掉鉆事故, 用小沖錘(以圓鋼或鋼軌焊接)在樁孔一側沖擊, 并配合高壓空氣或高壓水沖射, 使卡點松動后提出鉆頭。必要時可試用水下爆破法, 震松卡錘, 吊車配合提出鉆頭。

　　因溶洞原因形成探頭石, 錘頭被卡住, 用鋼軌焊制重約1t的小沖錘, 查處卡點位置后, 在樁孔一側反復沖擊, 同時將膠管伸入孔內以高壓水沖射, 使卡點松動后提出錘頭。掉鉆的原因主要是大錘的老化破斷, 或大繩與錘頭連接不好, 鉆孔中應時常檢查機具設備防止掉鉆, 如掉鉆后立即打撈, 根據不同情況, 采用能夠適宜的打撈工具。條件允許時, 可采用潛水員潛入樁孔打撈。如有孔徑縮孔現象, 卡鉆與掉鉆經以上技術措施無法提出時, 采用多吊點液壓千斤頂頂起法處置(頂起力1000~2000kN)。

　　4) 出現漏漿泥漿突然流失, 易造成坍孔埋鉆。或掉鉆后采用其它方法都無法施效后, 最終采用埋孔, 擴大樁徑, 人工挖孔法, 鋼筋混凝土護壁逐層開挖到卡錘掉錘位置, 再將錘鉤吊提起與成孔。

　　5) 巖溶地區超長樁基混凝土灌注質量控制:

　　鋼筋籠安裝, 提吊點必須焊接牢固, 因鋼筋籠太長太重, 因之提吊鋼籠吊下孔內也有案例; 鋼筋籠加強箍內的三角撐在安裝下放時, 要一一切除之,否則會影響導管提起與插入。超長樁, 安放鋼筋籠長, 接頭多, 焊接時間較長, 加上導管安裝, 泥漿沉淀較厚給二次清孔帶來困難與不便, 故在提錘與安裝鋼筋籠時, 采用下放高壓泵到孔底沖底法使泥漿循環, 減少沉淀。安裝導管每節連接口必須檢查絲口的擰緊程度及密封圈的質量, 因為導管過長, 受力較大, 容易出現松動與滲透可能, 導致混凝土灌注失敗。同時, 導管下放與混凝土灌注時, 導管盡可能居中, 孔長稍有偏孔與斜孔可能使導管底借用鋼籠, 上不了下不去現象。

　　混凝土灌注: 溶洞地區成孔后, 混凝土灌注與正常孔基本一樣, 但導管的埋深一定要掌握, 標準埋深2~6m, 在溶溝溶洞發育地區不得低于4m, 防止混凝土壓穿造成混凝土面下降, 低于導管造成斷樁現象。混凝土面不上升或上升特別慢時, 保證混凝土入灌速度時, 勤測量埋深, 防止提升導管出現斷樁。總之, 不可見因素較多, 每個施工環節加強防范。

　　2. 3人工挖孔樁質量控制技術

　　巖溶地區樁長在30m內, 地下水少的地方, 采用人工挖孔樁較為實用, 逐層下挖, 逐層混凝土護壁、在溶溝溶洞的地方, 短進尺, 多觀察, 地下情況看得見, 摸得著, 處理方法隨機應變。根據現場溶溝溶洞存在的位置、形狀、大小不同, 洞內的填充物不同, 有不同的處理方法。

　　1) 鋼筋混凝土護壁穿越法, 孔內側面存在溶溝溶槽, 外露口較小, 先清理溝口邊上的填充物, 里側用板或小棍子等物支擋, 護壁混凝土內加設鋼筋網片, 外側安裝護壁鋼模, 澆注護壁混凝土。

　　2) 回填側墻法; 側面溶溝較大, 形成洞室的, 采用回填土與洞口砌護壁墻法, 再澆注護壁混凝土越過溶洞。

　　3) 孔底存在溶溝溶洞時, 一般先回填再開挖,再混凝土護壁施工。施工中水溶洞基本上沒有碰到過, 在此不作說明。

　　結語：

　　總之,巖溶發育地區樁基施工, 在施工中遇到了漏漿、泥漿流失、卡鉆掉錘, 坍孔等危害, 通過對所管標段出現的問題, 在施工中總結出巖溶地區樁基施工控制技術與質量控制措施。