摘要: 巖溶地區(qū),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(fā)育、石灰?guī)r地區(qū)的橋梁樁基技術(shù)進(jìn)行研究,探討巖溶地區(qū)樁基施工特點(diǎn),進(jìn)行技術(shù)歸納總結(jié)。

　　關(guān)鍵詞: 橋梁工程; 巖溶地區(qū); 樁基; 質(zhì)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(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　1樁基施工遇到的問題、控制及技術(shù)

　　1. 1在樁基施工中碰到的問題

　　1) 因地質(zhì)條件復(fù)雜、溶溝溶槽、溶洞、裂隙特別發(fā)育, 沖孔時(shí)泥漿突然下降流失, 常出現(xiàn)反復(fù)回填反復(fù)沖孔現(xiàn)象, 最多達(dá)17次之多, 且大多數(shù)樁基都存著此現(xiàn)象。

　　2) 由于溶洞, 溶溝發(fā)育, 卡錘、掉錘事件多。

　　3) 混凝土澆灌超方與擴(kuò)散最大。

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

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

　　1. 2樁基控制技術(shù)

　　1) 處理原則: 在巖溶地區(qū)進(jìn)行樁基施工時(shí), 必須做到因地制宜, 有預(yù)見有準(zhǔn)備地選擇巖溶處理方案, 沖孔施工時(shí), 要求對設(shè)計(jì)文件提供的鉆孔資料及柱狀圖進(jìn)行分析, 對溶洞較發(fā)育的樁基, 要一一探明情況, 然后鉆孔。

　　每根樁必須有地質(zhì)鉆探資料, 詳細(xì)記錄地質(zhì)狀況, 溶洞深度, 高度, 畫圖列表, 為施工方案提供詳實(shí)依據(jù)。

　　對填充物進(jìn)行土工試驗(yàn), 分析其物理力學(xué)特征, 檢測容重, 含水量, 孔隙率等, 為注漿參數(shù)計(jì)算提供依據(jù)。

　　根據(jù)地質(zhì)資料及填充物的情況對每根樁設(shè)計(jì)出相應(yīng)的溶洞處理方案、成孔方法與施工措施。
遇到大溶洞時(shí), 會同設(shè)計(jì)代表查明, 明確處理方案后實(shí)施。

　　2) 石灰?guī)r地區(qū)樁基施工沖孔施工控制技術(shù)與措施。開鉆前詳細(xì)了解地質(zhì)資料, 準(zhǔn)確掌握沖進(jìn)情況, 了解溶洞的位置。開鉆做好以下工作:

　　a) 準(zhǔn)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(jìn), 留守人員密切注意孔內(nèi)情況, 遇到溶洞孔內(nèi)的水位下降, 立即補(bǔ)足水位, 防止坍孔埋鉆事故發(fā)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(gè)別難于處理的孔位可采用埋置深護(hù)筒的辦法處理, 防止復(fù)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(fù)沖搗的辦法, 一般很快堵住。對于滲漏較嚴(yán)重的溶洞, 及時(shí)回填粘土, 片石等, 充滿孔內(nèi), 并補(bǔ)充水與泥漿, 重新沖孔,可能會出現(xiàn)反復(fù)回填反復(fù)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(guī)方法, 可采用振動(dòng)爆破法處理。

　　在出現(xiàn)撈錘無法實(shí)現(xiàn)的情況下, 或出現(xiàn)坍孔埋錘的情況下, 由于本地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜, 巖質(zhì)以上孔位沉積巖質(zhì)土層含大小不等的石頭較多, 鋼護(hù)筒跟進(jìn)法處理撈錘較難; 在高速公路采用雙孔扁擔(dān)梁代替原樁方法是不允許的, 只有采用先埋孔再采用擴(kuò)大孔徑人工挖孔, 鋼筋混凝土護(hù)壁法來實(shí)現(xiàn)撈錘與樁基施工。由于沖孔中溶溝、溶洞存大, 在施工中反復(fù)回填與反復(fù)沖孔, 使溶洞口形成一道護(hù)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(xiàn)混凝土沖穿護(hù)壁墻, 混凝土面下降或下降到導(dǎo)管底口以下, 造成意外斷樁或缺陷。為了預(yù)防此情況發(fā)生, 在混凝土灌注中, 必須確保導(dǎo)管埋深有一定深度, 以能確保灌注為宜, 同時(shí)多測量導(dǎo)管埋深, 多觀察, 有異常及時(shí)補(bǔ)救處理。

　　樁基處在石灰?guī)r巖溶發(fā)育區(qū), 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(shè)計(jì)考慮。超長端承樁在巖溶地區(qū)較難施工控制, 故超長樁成孔與混凝土灌注也是本項(xiàng)目質(zhì)量與技術(shù)控制重點(diǎn)。

　　2樁基質(zhì)量控制方法

　　2. 1成孔工藝

　　巖溶地區(qū)樁基成孔, 只有全套管鉆機(jī)或沖擊鉆機(jī)適用, 普通旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)不能處理溶洞, 且對洞底堅(jiān)硬灰?guī)r層鉆進(jìn)困難, 極易損壞鉆頭, 經(jīng)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(hù)壁。對于巖溶區(qū)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(jìn)時(shí), 應(yīng)熟悉地質(zhì)資料, 作好準(zhǔn)備, 將鉆至溶洞時(shí), 改用小沖程緩慢鉆進(jìn), 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(shí), 馬上回填, 以小沖程反復(fù)沖砸, 形成泥壁, 堵塞洞內(nèi)的通道, 防止孔壁坍塌和泥漿流失。必要時(shí)提前對溶洞進(jìn)行注漿處理。

　　2) 因巖溶層地質(zhì)復(fù)雜, 洞內(nèi)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(shí)必須拋填粘土、片石, 用低沖程沖砸, 反復(fù)循環(huán), 多次休整樁孔, 保證沖孔質(zhì)量。

　　3) 卡鉆、掉鉆的預(yù)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(shí), 極易發(fā)生卡鉆, 此時(shí)應(yīng)拋填片石, 高頻低程沖砸。如已發(fā)生卡鉆, 應(yīng)仔細(xì)分析原因, 不可妄動(dòng), 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(cè)沖擊, 并配合高壓空氣或高壓水沖射, 使卡點(diǎn)松動(dòng)后提出鉆頭。必要時(shí)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(diǎn)位置后, 在樁孔一側(cè)反復(fù)沖擊, 同時(shí)將膠管伸入孔內(nèi)以高壓水沖射, 使卡點(diǎn)松動(dòng)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(yīng)時(shí)常檢查機(jī)具設(shè)備防止掉鉆, 如掉鉆后立即打撈, 根據(jù)不同情況, 采用能夠適宜的打撈工具。條件允許時(shí), 可采用潛水員潛入樁孔打撈。如有孔徑縮孔現(xiàn)象, 卡鉆與掉鉆經(jīng)以上技術(shù)措施無法提出時(shí), 采用多吊點(diǎn)液壓千斤頂頂起法處置(頂起力1000~2000kN)。

　　4) 出現(xiàn)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(kuò)大樁徑, 人工挖孔法, 鋼筋混凝土護(hù)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(qū)超長樁基混凝土灌注質(zhì)量控制:

　　鋼筋籠安裝, 提吊點(diǎn)必須焊接牢固, 因鋼筋籠太長太重, 因之提吊鋼籠吊下孔內(nèi)也有案例; 鋼筋籠加強(qiáng)箍內(nèi)的三角撐在安裝下放時(shí), 要一一切除之,否則會影響導(dǎo)管提起與插入。超長樁, 安放鋼筋籠長, 接頭多, 焊接時(shí)間較長, 加上導(dǎo)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(shí), 采用下放高壓泵到孔底沖底法使泥漿循環(huán), 減少沉淀。安裝導(dǎo)管每節(jié)連接口必須檢查絲口的擰緊程度及密封圈的質(zhì)量, 因?yàn)閷?dǎo)管過長, 受力較大, 容易出現(xiàn)松動(dòng)與滲透可能, 導(dǎo)致混凝土灌注失敗。同時(shí), 導(dǎo)管下放與混凝土灌注時(shí), 導(dǎo)管盡可能居中, 孔長稍有偏孔與斜孔可能使導(dǎo)管底借用鋼籠, 上不了下不去現(xiàn)象。

　　混凝土灌注: 溶洞地區(qū)成孔后, 混凝土灌注與正常孔基本一樣, 但導(dǎo)管的埋深一定要掌握, 標(biāo)準(zhǔn)埋深2~6m, 在溶溝溶洞發(fā)育地區(qū)不得低于4m, 防止混凝土壓穿造成混凝土面下降, 低于導(dǎo)管造成斷樁現(xiàn)象。混凝土面不上升或上升特別慢時(shí), 保證混凝土入灌速度時(shí), 勤測量埋深, 防止提升導(dǎo)管出現(xiàn)斷樁。總之, 不可見因素較多, 每個(gè)施工環(huán)節(jié)加強(qiáng)防范。

　　2. 3人工挖孔樁質(zhì)量控制技術(shù)

　　巖溶地區(qū)樁長在30m內(nèi), 地下水少的地方, 采用人工挖孔樁較為實(shí)用, 逐層下挖, 逐層混凝土護(hù)壁、在溶溝溶洞的地方, 短進(jìn)尺, 多觀察, 地下情況看得見, 摸得著, 處理方法隨機(jī)應(yīng)變。根據(jù)現(xiàn)場溶溝溶洞存在的位置、形狀、大小不同, 洞內(nèi)的填充物不同, 有不同的處理方法。

　　1) 鋼筋混凝土護(hù)壁穿越法, 孔內(nèi)側(cè)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(cè)用板或小棍子等物支擋, 護(hù)壁混凝土內(nèi)加設(shè)鋼筋網(wǎng)片, 外側(cè)安裝護(hù)壁鋼模, 澆注護(hù)壁混凝土。

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

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

　　結(jié)語：

　　總之,巖溶發(fā)育地區(qū)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(biāo)段出現(xiàn)的問題, 在施工中總結(jié)出巖溶地區(qū)樁基施工控制技術(shù)與質(zhì)量控制措施。