巖溶地區(qū)橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)探討

鄭 彬

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550000）

巖溶地區(qū)橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)探討

鄭 彬

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州貴陽 550000）

結(jié)合具體的工程實例分析，總結(jié)以往巖溶地區(qū)的橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)，為以后復(fù)雜巖溶地區(qū)的橋梁基礎(chǔ)施工提供參考價值。

巖溶；橋梁基礎(chǔ)；施工

1　工程概述

某高速公路全線長約48.5 km，設(shè)立一座高架橋。橋梁主梁為7×20 m跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板梁，采用柱式墩、肋式橋臺、樁基礎(chǔ)，全橋長145 m，橋面設(shè)置隔音板，以減少車輛行駛時產(chǎn)生的噪音對周圍居民的生活造成影響。主梁采用簡支空心板的的設(shè)計雖然行車性能不及連續(xù)鋼構(gòu)梁好，簡支空心板能有效抵抗溶洞地質(zhì)會對基礎(chǔ)造成不均勻的沉降，是橋梁結(jié)構(gòu)更加安全、同時節(jié)省工程資金投入，降低工程造價。

橋梁位于地質(zhì)復(fù)雜的巖溶、溶蝕現(xiàn)象發(fā)育區(qū)，基礎(chǔ)土層以亞粘土、灰?guī)r以及角礫土為主，巖溶中的軟塑以及流塑狀態(tài)填充物對橋梁樁基礎(chǔ)的安全造成直接影響。因此，在樁基礎(chǔ)設(shè)計中，為保證橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全，樁長設(shè)計應(yīng)滿足樁側(cè)累計頂板厚度不小于3倍樁徑。

2　巖溶區(qū)樁基礎(chǔ)設(shè)計

2.1樁基設(shè)計一般原則

（1）確保樁基礎(chǔ)與橋梁上部結(jié)構(gòu)連接可靠，其容許承載力以及變形應(yīng)能均滿足設(shè)計規(guī)范要求。

（2）設(shè)計時應(yīng)考慮既有的施工技術(shù)是否能滿足設(shè)計成樁施工，考慮成樁后使用過程中可能發(fā)生的危害。

（3）設(shè)計樁基礎(chǔ)應(yīng)具備一定的安全儲備。（4）考慮成樁施工的資金投入，經(jīng)濟(jì)合理。

（5）提供施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)以及監(jiān)控方法，確保樁基能滿足以上要求。

2.2樁基設(shè)計依據(jù)

（1）巖土工程勘察資料，包括土體的物理力學(xué)性能指標(biāo)、地下水水位變化及化學(xué)成分、巖層埋深、巖面傾斜、起伏或滑坡、巖溶、洞穴等不良地質(zhì)情況。

（2）橋梁上部結(jié)構(gòu)類型、細(xì)部尺寸及使用要求，上部結(jié)構(gòu)荷載種類及大致的變化情況。

（3）了解當(dāng)?shù)氐氖┕l件，包括施工機(jī)械的租用、調(diào)配，施工技術(shù)、施工質(zhì)量的監(jiān)控檢測手段，以及施工所用材料。

（4）供設(shè)計方案比較用的各種樁型及其實施的可能性分析。

3　巖溶區(qū)橋梁基礎(chǔ)施工

3.1鉆孔灌注樁施工

鉆孔灌注樁施工方法可分為反循環(huán)鉆成孔法、正循環(huán)鉆成孔法以及潛水鉆成孔灌注法。在巖溶區(qū)多采用反循環(huán)鉆成孔法，反循環(huán)鉆成孔法施工工藝流程圖如下所示：

3.2反循環(huán)鉆成孔法施工注意事項

（1）護(hù)筒直徑應(yīng)大于樁徑200～400 mm，埋深應(yīng)為2～4 m，為了避免漏水現(xiàn)象的發(fā)生，護(hù)筒端部應(yīng)打入粘土層或粉土層中。當(dāng)護(hù)筒受地質(zhì)條件限制必須將其端部打入填土或砂礫層中時，應(yīng)在護(hù)筒外側(cè)分層回填粘土并進(jìn)行夯實，避免漏水。護(hù)筒頂部應(yīng)高出地面不少于0.3 m（水面1.0～2.0 m）。

（2）在反循環(huán)施工中出現(xiàn)無套管現(xiàn)象時，為避免塌孔現(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)時刻保證護(hù)筒內(nèi)水位高于自然地下水位不小于2.0 m，孔壁靜水壓力不得小于0.02 MPa；采用泥漿護(hù)壁，拖延沙粒等懸浮土顆粒的沉降速度，便于處理沉渣。注意控制泥漿比重，避免由于泥漿比重過大帶來鉆孔困難，造成施工速度慢甚至發(fā)生堵塞現(xiàn)象。

（3）控制鉆機(jī)的鉆挖速度，結(jié)合土體實際情況，保留充足的泥膜形成所需時間，并充分考慮泥漿泵的能力。結(jié)合以往的施工案例，設(shè)計鉆機(jī)鉆挖速度可參考下表：

表1　反循環(huán)鉆挖速度和鉆頭轉(zhuǎn)速參考

表2　泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)參數(shù)和鉆速參考

（4）清孔處理時，注意孔底沉渣和沖洗液含渣量，沖洗液中含渣量小于4%且孔底沉渣厚度滿足設(shè)計要求時停止清孔，為了避免塌孔現(xiàn)象發(fā)生，仍需要保持孔內(nèi)水頭高度。

3.3人工挖孔灌注樁施工

人工挖孔灌注樁施工流程如圖2所示：

圖2　人工挖孔灌注樁施工工藝

（1）按照設(shè)計圖紙測設(shè)定出樁位。

（2）挖土方，遵循分層開挖原則，每層開挖深度根據(jù)開挖后土壁的垂直度決定，一般為0.8～1.0 m。挖至地下水位以下時，注意及時將孔底泥水吊出孔內(nèi)。

（3）安裝提升設(shè)備，其吊桶中心與挖孔中心同一直線。

（4）根據(jù)每層開挖高度及時支設(shè)鋼模板，保證作業(yè)工人生命安全，同時，避免塌孔現(xiàn)象出現(xiàn)。

（5）為了便于施工，在模板頂搭設(shè)操作平臺，用于臨時放置混凝土拌合料和便于灌注扶壁混凝土用。

（6）灌注護(hù)壁混凝土?xí)r，由于護(hù)壁混凝土為素混凝土，巖溶區(qū)地質(zhì)差、設(shè)計樁徑大、樁長，在護(hù)壁中應(yīng)設(shè)置配筋，將上下護(hù)壁柱筋進(jìn)行搭接。

（7）當(dāng)護(hù)壁混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度能過承受土體的側(cè)向壓力時，將模板拆除，進(jìn)行下一段土層的開挖、支模、澆混凝土循環(huán)至設(shè)計樁長的深度。

（8）利用其中設(shè)備將已經(jīng)綁扎好的鋼筋籠吊裝至孔內(nèi)，并進(jìn)行測量控制鋼筋籠的中心與孔中心同一直線。

（9）在巖溶區(qū)的深孔中澆筑混凝土應(yīng)下放導(dǎo)管，避免混凝土澆筑過程中由于離析或斜向沖擊孔壁，造成塌孔現(xiàn)象。

［1］ 李修虎.橋梁樁基在巖溶地區(qū)的施工技術(shù)探究［D］.安徽理工大學(xué)，2014.

［2］ 陳劍華.巖溶強(qiáng)發(fā)育地區(qū)深樁基礎(chǔ)施工關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.中南大學(xué)，2014.

［3］ 薛立建.公路橋梁樁基工程溶洞處理研究［D］.河北工業(yè)大學(xué)，2014.

U443.1

C

1008-3383（2016）10-0096-02

2016-05-01

鄭彬（1986-），男，貴州遵義人，工程師，從事公路橋梁施工管理工作。