基于巖溶地質(zhì)的橋梁樁基施工方法探討

王寶宏

摘要：我國道路建設(shè)最近幾年發(fā)展非常迅速。在橋梁工程領(lǐng)域的建設(shè)中，橋梁樁基部分的施工一直都是業(yè)內(nèi)的難點(diǎn)問題，尤其是特殊地質(zhì)條件下的橋梁樁基施工技術(shù)，一直以來都是學(xué)術(shù)界所研究的重點(diǎn)課題。

關(guān)鍵詞：巖溶地質(zhì);橋梁樁基;施工方法

我國地大物博，地理環(huán)境非常復(fù)雜。巖溶廣泛分布于我國西南部，由于其“上硬下軟”的土層條件及起伏較大的基巖面，對工程建設(shè)帶來一定的影響。

1巖溶地區(qū)發(fā)育規(guī)律與地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)

（1）地下水補(bǔ)給區(qū)巖溶發(fā)育特點(diǎn)與地質(zhì)災(zāi)害，在溶洞一些位置有地下水進(jìn)行補(bǔ)給，分別是：溶蝕漏斗、石牙、巖溶峰叢、蝕溝槽等多種地貌下，并且呈現(xiàn)發(fā)育狀況，比較密集。而且這些地理位置在于規(guī)模小、發(fā)育緩慢、埋藏較淺等特點(diǎn)，而在溶蝕溝槽及巖溶洞隙頂部發(fā)育。在這里需要值得注意的是古巖溶經(jīng)地殼會逐漸上升，最終導(dǎo)致整個勘察力度增加，而且每次勘察得到資料與原來資料比對，出現(xiàn)很多差異，最終也會造成很大影響。（2）地下水徑流區(qū)巖溶發(fā)育特點(diǎn)與地質(zhì)災(zāi)害，巖溶地下水中在地下水平溶洞、暗河經(jīng)常會出現(xiàn)巖溶，而局部補(bǔ)給地段也會有垂向落水洞和溶隙發(fā)育，同時也可能出現(xiàn)地下溶洞連接，這些情況發(fā)生容易形成土洞，因?yàn)橛型翆痈采w區(qū)，而在傳統(tǒng)情況下，很多主干溶洞發(fā)育時間較長，這些溶洞不會對整個工程造成災(zāi)害，但是一些特殊建筑例如：比較巨大地下工程、水電工程、地下建筑等都會造成不同程度災(zāi)害，這些災(zāi)害主要表現(xiàn)為：坍塌、漏水等。（3）地下水排泄區(qū)巖溶發(fā)育特點(diǎn)及地質(zhì)災(zāi)害，地下水排泄區(qū)域通常為盆地邊緣暗河、溶洞等，而一般裸露暗河、溶洞規(guī)模比較大，這些地方也通常是地下水排泄位置，而管道式溶洞主要是覆蓋型巖溶，并且埋藏在水層之下，這些溶洞之間相互連接，同時也形成較好的水性巖溶層，而在進(jìn)行水泄區(qū)域進(jìn)行開采地下水時，就會造成溶洞口上面覆蓋土層出現(xiàn)不穩(wěn)定，對于整個工程會造成災(zāi)害，單井涌水量大，井水不易抽清。上覆土層較薄，易產(chǎn)生巖溶塌陷或沉陷，容易出現(xiàn)坍塌，但是坍塌位置不確定，會造成非常大危害。

2樁基確定與鉆孔設(shè)備選取

（1）樁基確定，由于巖溶地質(zhì)區(qū)域的地下水通常極為豐富，且由于季節(jié)性的變化，地下水位會出現(xiàn)不同程度的波動，因此巖溶地質(zhì)區(qū)域宜使用端承樁進(jìn)行施工。采用端承樁進(jìn)行施工可以很好地避免樁周土體因巖溶土體密度較低和未填充空洞而引起的土體流失現(xiàn)象，避免周邊巖體承載能力減弱的情況發(fā)生。巖溶的發(fā)育過程通常不具備特定的規(guī)律性，實(shí)際的入巖高度與所設(shè)計的高度通常有較大的出入。此時應(yīng)由現(xiàn)場所采集到的各項(xiàng)參數(shù)、指標(biāo)來對端樁的高度進(jìn)行綜合預(yù)判并調(diào)整。如果遇到鉆孔提前入巖的狀況，則應(yīng)按最初的設(shè)計高度終孔;相反，如果鉆孔推遲入巖，則延長樁體長度，直到符合所設(shè)計的邊界條件為止。此外，在巖溶地質(zhì)條件下的橋梁樁基施工中，如按端承樁進(jìn)行設(shè)計，則樁體長度應(yīng)符合樁端的支撐力要求，并為整體結(jié)構(gòu)安全及樁基補(bǔ)強(qiáng)留出必要的安全冗余度。（2）鉆孔設(shè)備選取，基于巖溶地質(zhì)條件的橋梁樁基施工中建議選取沖擊鉆，這是由于在穿越溶體時，經(jīng)常發(fā)生漏漿的現(xiàn)象，且實(shí)際的漏漿程度與溶洞大小、疏通情況以及洞體內(nèi)的填充物密度直接有關(guān)。在較大溶洞的穿越過程中，漏漿現(xiàn)象更為嚴(yán)重，進(jìn)而形成塌孔，僅憑回填土進(jìn)行造漿難度很大，需同時回填部分片石，通過沖擊錘（60-70cm）反復(fù)沖擊，并回填片石黏土至平衡狀態(tài)，進(jìn)而使孔壁穩(wěn)定。

3常見問題應(yīng)對措施

3.1堵鉆的預(yù)防

當(dāng)使用沖擊鉆進(jìn)行施工時，孔壁經(jīng)常會因鉆頭劇烈震動而破損，使孔壁形成各種不規(guī)則的形狀，包括梅花孔的形成。此外，如果鉆頭磨損嚴(yán)重且沒有進(jìn)行及時補(bǔ)焊，則鉆孔的孔徑會逐漸縮小，導(dǎo)致重復(fù)鉆孔而增加工作量。如果沖程過大則可能使溶洞頂部被擊穿而發(fā)生堵鉆現(xiàn)象。預(yù)防措施：及時將鉆頭補(bǔ)焊或更換，用片石再次填入樁孔，可先使用小沖程鉆孔，然后逐漸增加孔徑，直至最后沖程正常時為止。在對溶洞頂部進(jìn)行鉆孔時亦可使用小沖程設(shè)備，但要觀察鉆頭的旋轉(zhuǎn)情況，在穿越溶洞之后，應(yīng)使黏土片石填在溶洞內(nèi)，而后逐步恢復(fù)正常鉆孔。

3.2地下水的處理措施

因某些基坑周邊環(huán)境存在有天然地基的建筑及主要的市政道路，故地下水的處置安全與否對基坑影響較大。一旦形成水流通道勢必會帶來坑壁軟塑粘土及流塑狀淤泥質(zhì)粘土的流失從而導(dǎo)致地面沉陷、天然地基建筑傾斜甚至垮塌，故地下水的處置也是基坑支護(hù)設(shè)計的重點(diǎn)。

3.3泄漏

漿液泄漏是某些地貌橋梁建設(shè)中最常出現(xiàn)的問題。這種問題的表現(xiàn)形式為孔洞中安的水頭突然偏離了原定的位置。當(dāng)建筑材料進(jìn)入孔洞和裂隙時，材料沿著洞穴中的孔或裂縫中的孔流動。如果孔洞較大，泥漿在孔中迅速泄漏，會引起更嚴(yán)重的事故，如塌孔等。（1）泥漿的泄漏表明孔中有一個孔。此時應(yīng)立即停止施工，同時在孔內(nèi)壓入1：1比例的拋石和粘土，改用0.2m小沖程鉆，并用泥漿泵加入泥漿。在回填時將洞口用粘土和碎石填滿，以小沖程鉆進(jìn)。附加泥漿用于穩(wěn)定水位，保證墻體的有效防護(hù)，防止倒塌。（2）若有大量泥漿漏失，回填石粘土仍不能防止泥漿的泄漏，就把四周的注漿口用泥漿堵住，也可以直接往注漿口中灌入水將注漿口堵住。注漿口的頂部高度應(yīng)離注漿面>1m。當(dāng)注漿口上部泥漿不往下掉時，混凝土將被填滿。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到30%～50%時，可再次鉆進(jìn)。一些項(xiàng)目管理者受急功近利思想的影響，急于開展項(xiàng)目，沒有仔細(xì)調(diào)查或采取預(yù)防措施就迫切進(jìn)行鉆探，容易出現(xiàn)塌孔、泄漏現(xiàn)象，如果繼續(xù)施工而不采取補(bǔ)救措施，就會出現(xiàn)很多類似現(xiàn)象，從而影響項(xiàng)目的進(jìn)度和工程質(zhì)量。

4巖溶地質(zhì)條件下樁基施工主要技術(shù)總結(jié)

目前，巖溶地質(zhì)條件下比較成熟的樁基施工技術(shù)有碎石黏土填筑法、鋼護(hù)筒跟進(jìn)法以及壓力注漿法。碎石黏土填筑法主要在卵石層或砂石層發(fā)生漏漿情況時，將優(yōu)質(zhì)黏土與碎石黏土按比例混合后進(jìn)行填充處理，以減少沖擊的震動影響;鋼護(hù)筒跟進(jìn)法則是在填筑法不能有效封堵漏漿的情況下通過振錘將鋼護(hù)筒振到溶洞底部，此技術(shù)在高度為3-5m的溶洞內(nèi)使用較為常見;壓力注漿法多用于施工過程中發(fā)生的塌陷、漏漿等情況的預(yù)處理，使用此施工技術(shù)的前提條件是洞體內(nèi)砂石等填充物含量豐富，其優(yōu)點(diǎn)是操作簡便、處理效果好，而維護(hù)成本高是其不足之處。

5結(jié)語

通過對巖溶地質(zhì)條件下的橋梁樁基施工技術(shù)進(jìn)行深入討論，分析在此條件下的橋梁樁基施工對巖體環(huán)境的參數(shù)要求。對在巖溶地質(zhì)條件下所進(jìn)行的橋梁樁基施工常見的問題進(jìn)行了闡述，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施及應(yīng)對方案，以此來保證在巖溶地質(zhì)條件下的橋梁樁基施工過程的穩(wěn)定性和安全性。

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（作者單位：中鐵十一局集團(tuán)第二工程有限公司）