摘要:巖溶地質在高速公路橋梁樁基施工中非常普遍,本文結合工程實例,分析了巖溶地質條件下橋梁樁基施工存在的困難，并在合理選擇巖溶、砂礫地質橋梁鉆孔樁施工中，砂礫層、溶洞、水下混凝土灌注及保證嵌巖深度等方面的技術處理措施,處理效果較好。
　　
　　關鍵詞:橋梁樁基，巖溶地質，施工技術 
　　
　　1工程概況
　　某橋設計為3跨、單跨13m普通鋼筋混凝土簡支空心板橋,樁柱式橋墩,基礎采用鉆孔灌注樁施工。此橋上部結構很普通,亦屬中型橋梁。但基礎施工卻比較復雜,橋基樁基基底在巖溶甚發育的灰巖地區,基巖淺部具較強的可溶性,且溶洞繁多,覆蓋層為1.5～8.9m深、粒徑大小不等的卵石層。地質年代為中泥盆系棋子橋組,巖性基本均勻,呈厚層狀構造,細、微晶結構。巖石中巖溶發育強烈,9個鉆孔(橋位選址時多鉆了1個孔)共鉆進80.55m，其中見溶洞的累計深度達50.95m，線巖溶率為63%。河床砂卵石層下部基巖中大大小小的溶洞內均有砂及少量礫石填充,地下水也互相貫通,同時有溶溝,石林分布。持力層單軸抗壓強度較高,經檢測均大于50MPa。
　　
　　2施工技術的難點
　　本橋基礎部分于2009年4月14日開工,考慮河床中有較多的大粒徑卵石及漂石,決定采用沖擊鉆配實心沖擊錐成孔,在重力作用下將孤石及風化巖石打碎后擠入孔壁四周起到護壁作用并增加土層與樁間的側摩阻力。由于當時對這種地質條件施工經驗不足,在2號墩的2號樁(ZK8)鉆到8m深時出現塌孔,護筒被埋,鉆機也嚴重傾斜,鉆頭也難提上的現象,施工幾乎陷入停滯狀態。
　　又以1號墩的2號樁(ZK9)為例,該樁設計樁長16.2m,樁徑為<100cm,護筒埋深3m。5月15日下午開鉆,5月17日當鉆至7.5m深時,孔內水位突然下降,立即停鉆回填粘土約12m3,片石8m3,用鉆頭緩沖,同時用2臺泥漿泵往孔內補充泥漿,約20min多后穩住了水位,繼續鉆進。灌注完畢后清點水泥用量,設計需用水泥5.9t,實際耗用水泥14.5t,超過設計用量2.5倍。
　　
　　3處理措施
　　作出認真的分析后,根據施工時出現的問題找出了原因并補充制訂了詳細的施工方案,抓住了3個關鍵:砂礫層的鉆孔處理、溶洞的處理和水下混凝土流失的處理。這3個環節中任何一個環節出現問題都會影響施工質量,甚至出現廢樁,造成巨大的經濟損失,后果會不堪設想。
　　
　　3.1砂礫層的鉆孔處理
　　開鉆前準備幾節直徑小于130cm的鋼護筒(長1.5m，壁厚8mm),隨鉆孔逐漸下至砂礫層,起支護作用,可避免因漏漿造成砂礫層溜坍。具體施工操作如下:
　　1)先埋設好鋼護筒,鉆孔開始時加大鉆頭直徑至1.1m,鉆進時用沖擊鉆頭小沖程緩沖,注意控制泥漿濃度和鉆機進尺。
　　2)隨施工進尺的進度提起鉆頭,覆蓋層較厚時用2節銅護筒接長,接頭處用<20mm鋼筋焊接牢固。
　　3)接好鋼護筒后在護筒頂部蓋一塊厚10mm以上的鋼板,提起鉆頭,用鉆頭輕砸中心,將鋼護筒緩緩壓進,在輕砸時要準確控制好護筒中心位置,出現偏差應及時調整,防止偏孔。結合地質圖及時判斷砂礫層的深度,保證鋼護筒應穿過整個河床砂礫覆蓋層。
　　3.2溶洞的技術處理
　　因本橋在溶洞地質處施工,開工前先進行細致地分析,制定好切實可行的施工方案,要求參與基礎施工的技術人員和相關的技術工人詳細了解此橋每個樁基的地質情況,熟讀地質圖紙及資料,熟悉每個樁孔的溶洞位置、大小等情況,做到鉆孔時心中有數。具體施工操作如下：
　　1)各孔周圍準備足夠的小粒徑片石(粒徑不大于15cm)和優質粘土,粘土最好做成泥球狀(15～20cm)或餅狀后用薄膜包裹,防止干裂。同時,在施工過程中準備1臺ZL40型裝載機并隨時待命,以便遇到溶洞漏漿時,迅速鏟起片石和粘土填孔。
　　2)當鉆至離溶洞頂部附近時,鉆機采用小沖程,逐漸將洞頂擊穿,防止卡鉆。具體操作為:鉆孔至溶洞位置時,按照灌注水下混凝土的施工方法下導管至離溶洞底0.3～0.5m處,灌注低標號水下混凝土,對照地質圖,將溶洞填充完畢。判斷標準以灌注混凝土面超過溶洞頂1m左右,且混凝土面不再下降為準。待混凝土強度達到30%～50%后,繼續鉆進。
　　3.3水下混凝土灌注中混凝土流失的技術處理
　　本橋前期施工的幾根樁基中,水下混凝土實際灌注的數量都大大超過了設計數量,最多的要超過設計數量的4.14倍。針對此現象,采取了如下施工措施:
　　1)加大混凝土生產和運輸能力,采用大容量混凝土攪拌機,并預備一臺備用,以免1臺攪拌機出現故障而影響樁基灌注質量;同時加大混凝土的初存量,按正常施工混凝土在漏斗中的初存量應為2m3左右,考慮到漏漿的影響,加大初存量至3m3,避免因首盤混凝土數量不夠造成導管埋深不夠而斷樁。
　　2)混凝土灌注過程中應加大導管埋深,我們一般控制導管埋深不小于3m。再者,樁頂混凝土面灌注高度要超過設計高程1.5～2.0m,避免在灌注完成撥出導管后混凝土面下降造成短樁。
　　3)對最后2根樁的灌注,除采取以上措施外,還采取了2個重要的技術措施:對照地質圖,一是在下鋼筋籠之前對高度不大于1m的小型溶洞在鋼筋籠上包裹2～3層彩條布(并注意此節段應多布設砂漿墊塊確保樁基混凝土有足夠的保護層厚度,同時保證嵌巖深度和樁徑的大小符合設計,不出現頸縮現象),阻止混凝土在小溶洞節段的流失;二是由于此橋樁基溶洞中都有砂礫石填充物,在鉆孔前用地質鉆機在樁孔周圍鉆2～4個孔,鉆至大于1m深的大型溶洞處停下后用高壓泵壓注水泥凈漿(所謂注漿法)。節約了水泥,提高了工效,縮短了工期,有效地阻止了水泥漿的流失,更重要的是顯著地減小了出現斷樁事故的幾率。
　　
　　3.4保證嵌巖深度的措施
　　本工程設計要求樁端進入完整基巖即所謂嵌巖深度大于等于1.5倍樁徑(1.5m),而地質資料及實際施工表明,由于巖溶強烈發育,巖面起伏,溶溝、溶槽、裂隙縱橫,因此,全巖面的正確判斷成為本工程成孔施工的又一關鍵。影響全巖面判定的因素較多,而現有的樁基技術施工規范、規程等均未列出統一的判定標準,我們只好根據現場施工情況及經驗從以下幾個方面綜合判斷：
　　1)注意觀察施工進尺進度,當進尺速度只有0.1～0.2m/h,可判定為進入基巖面,以樁孔見基巖面開始,至少進尺50cm深度后進行全巖面的檢驗。
　　2)仔細觀察井口鋼絲繩的擺動情況,鋼絲繩擺動越大,說明巖面越傾斜(此時需要在鋼絲繩擺動方向拋一些片石下至孔底后用鉆機鉆頭小沖程沖擊片石至密實,使鉆頭受力均勻,起糾偏作用,以免孔身傾斜);當鉆頭觸到巖面時鋼絲繩有輕微的反彈。

　　3)使用細的篩孔篩撈取巖渣,巖屑含量在50%～80%以上,且含泥、含砂量小于5%時,認為已入巖。
　　4)進入全巖面并不能認為已進入完整基巖。進入完整基巖的標準一般認為嵌巖樁應嵌入新鮮、致密、處在微風化程度以上的巖層。這時,巖體完整性好,風化裂隙很少,用重錘錘擊發音清脆。如出現特殊情況或判斷標志不明顯,則進行現場地質鉆探補鉆取芯樣來判斷。對于大橋或特大橋必要時應進行巖體聲波測試或現場地質鉆探取樣進行荷載試驗來進行基底驗收較為準確可靠。
　　
　　4結束語
　　在施工過程中,通過實踐總結出了以上幾點處理措施,積累了一些經驗，基本上順利地解決了巖溶、砂礫地區橋梁鉆孔樁的技術難題。成樁后由土木工程檢測中心對每根樁進行了無破損檢測,經檢測成樁質量較好,無缺陷樁或不合格樁,其結果得到了樁基檢測單位的好評，同時取得了良好的經濟效益。