高速公路橋梁工程樁基施工技術控制

劉鑫

（貴州六枝特區交投運營集團有限責任公司，貴州 六枝553400）

1 織普高速某段橋梁工程概況及施工方案

1.1 織普高速某段橋梁工程概況

織普高速某段橋梁工程共有大橋7 座，T 梁上部結構采用預制安裝施工，下部橋墩采用現澆施工，大橋主橋上部結構采用掛籃施工。

1.2 施工方案

根據橋梁樁基結構形式、所處位置、工程地質狀況、施工條件等，分別采用挖孔灌注樁和鉆孔灌注樁。

2 織普高速橋梁樁基施工工藝分析

2.1 拋填處理方法

該技術適合于小型溶洞的填筑，施工快捷、簡單、經濟。拋丸法是指當發現護管中的泥漿發生損失時，采用拋石材料進行回填法，通常采用片石、黏土、磚塊等，通過鉆壓將其壓緊，直到回填物料靠近洞頂為止。注漿后，采用緩慢的沖擊方式，以確保泥漿能完全滲透到溶洞的裂縫中，從而在溶洞中形成一個防滲的護墻。在工程中，當遇到泥漿面下沉時，必須進行回填，并進行沖擊，直到不再滲漏。缺點是拋填片石法適合于小規模的洞穴。

在巖溶洞穴中，由于拋擲物料不易輸送到巖體內部，且需要很長的時間，而填筑材料又是一種松散的結構，因此使得工程質量很難控制，給工人帶來很大的安全隱患。針對部分大面積的洞穴，采取鋼護管跟蹤施工方法，避免在施工中發生鉆井液流失，從而避免鉆孔的崩塌。

2.2 旋噴帷幕法

旋噴式帷幕技術應用于高8m 以上的洞室，特別適合在樁周邊易坍塌的地基進行預加固。在鉆孔后，采用高質量的鉆井液進行鉆孔。鉆孔后，將巖芯管拔出，用特殊的噴嘴將其插到指定的位置。按設計要求配制好水泥灰漿后，采用高壓脈沖泵從噴口噴射出水泥漿液，對溶洞周邊的土壤進行破壞，并將桿旋轉、提升，使泥漿與周邊塌陷的泥土相結合。等它們完全固化后，就會變成一個圓柱形的固體。采用旋轉噴樁的咬合式搭接，形成封閉的帷幕，可以有效阻斷地下水，保護溶洞。

2.3 鋼護筒跟進施工法

對較大的溶洞來說，在沒有填料或只有少量填料的情況下，滲漏情況會較為嚴重，用其他方法也不能形成泥石護墻，如果處理不好，泥漿就會快速流失，嚴重的還會發生斷裂。在遇到此類問題時，可以采取鋼護管后續施工方法。

這種施工工藝是在打孔過程中，將鋼護套繼續向下壓入溶洞底部，可以阻斷溶洞中的塑性填料和水的流動，并能有效地防止洞頂大面積滲漏，造成地表塌陷，預防塌孔的發生。

在施工期間，工人要用打樁機把鉆孔壓緊，在鉆孔的過程中，要時刻注意鉆孔內部的情況，同時要均勻、緩慢地抬起沖頭，防止崩塌。然后，再舉起鉆頭，將鋼護套抬起，插入外鋼護罩中，緩緩下降，靠近洞口時，再扔入一塊碎石，如果鋼護罩不能下沉，可以用輕微的震動使其下沉。在外護套管完成后，就開始沖孔，并重復上提沖錘。如果沖擊錘沒有明顯的阻礙，則表示該洞穴的開孔已順利完成。在施工期間，應持續拋填片石和黏性土塊，對回填的碎石進行多次沖擊，并時刻關注鉆孔狀況，及時向鉆孔中注入泥漿。多次沖擊回填物料，在孔樁附近形成護墻，再將內鋼護筒插入。

3 樁基施工技術控制

3.1 挖孔樁施工

在黏土層及強風化層的樁基礎開挖時，應采取加固措施。在進入弱、微風化的地層后，進行爆破施工，一定要嚴格控制炸藥的用量，防止基巖發生松動。當樁基和承臺位于斜坡大的邊坡上時，進行開挖時應注意以下幾點：一是在開挖之前，應在坡底設置一道擋土墻，防止滑坡；二是由于一側的開挖深度比較大，需要在施工中進行及時支護。

3.1.1 埋設孔壁支護

施工時首先平整場地，測量放樣定位之后，即可開挖埋設孔壁支護，根據需要可用預制的混凝土井圈或鋼井圈支護，必要時可用現澆或噴射混凝土護壁。挖孔平面尺寸大小，以便于施工為宜，但不得小于樁的設計斷面尺寸。

3.1.2 挖孔

如有需要，挖掘人員要在井下架設掩蔽，吊機、起重、鋼絲繩等要定期檢查，井口防護高度要高于地面30cm，以避免土、石、雜物滾入洞中造成傷害。同時，要定期檢測CO的含量，當氣體含量大于0.3%或孔徑大于10m 時，應采取機械通風；當需要進行鉆孔爆破時，必須采取淺眼爆破，嚴格控制炸藥的使用，并在靠近鉆孔的地方加固支護，以避免塌陷；當鉆孔深度較大時，必須使用電雷管，鉆孔爆破后，必須進行通風和排煙，確認無毒后，才能下井。因掘進有可能觸及煤層，施工時要經常檢查瓦斯含量，并采取相應的施工防范措施，確保施工人員的安全。在開挖過程中，若有水滲進，必須及時加固孔壁，以避免水流浸入孔壁而導致塌孔。

3.2 灌注樁混凝土

灌注樁中混凝土的首要任務是確保其達到設計強度，并確保其均勻、密實性，從而避免出現水坑，影響混凝土的配合比及密實性。在鉆孔完畢并由工程師檢查后，應立即進行混凝土灌漿，但不能長時間露出樁孔。灌漿通常是以排水漏斗方式進行的，在沒有水的情況下，采用串筒下滑，插入式振搗棒進行振動；如果樁基底部有積水，應在灌注之前將其排出，并安裝有倒流閥，以確保抽水管道中剩余的水不會再流入樁孔。若鉆孔中的水不能排干，則在抽水后，可將部分干混合混凝土或干水泥在孔底部鋪設，然后再進行澆筑。若井底水位過高，則不能采用抽水的方式，應采用水下注漿施工。

4 沖孔灌注樁施工

4.1 樁基定位

在樁基位置處定出樁中心線，并在樁基周圍設置護樁，為樁基鉆孔做好準備。

4.2 埋設鋼護筒

樁基利用吊車配合振動錘插打鋼護筒。護筒埋設時要精確測量定位和觀測，確保護筒的垂直度及就位精度，保證其傾斜度不大于1.0%，平面誤差不超過50mm，為保證沖孔過程中不漏漿。

4.3 沖孔泥漿準備

4.3.1 制備泥漿

泥漿具有排除鉆渣、穩固孔壁和冷卻鉆具的作用。制備泥漿的黏土，就地取材，選擇水化快、造漿能力強、黏度大的黏土。泥漿的循環和凈化系統，設置制漿池、貯漿池、沉淀池，并將泥漿池連接成一套循環系統。

4.3.2 黏土選擇要求

根據規范要求，鉆孔過程的泥漿應符合表1 的內容。

表1 鉆孔用黏土選擇要求表

4.4 沖擊成孔

4.4.1 沖擊進尺

在開沖之前，要全面檢查沖床的安裝位置和沖床的固定情況，防止沖入過程中出現傾斜、塌陷、位移等情況，確?？拙拇怪?。在沖入時，應根據地質條件，掌握不同的沖入速率，并嚴格按規程控制泥漿的比重，從而達到護壁、防坍和浮渣的目的。沖入采用分段連續操作，每一班都要做詳細的打孔記錄?？讖?、深度、垂直度、嵌巖深度等，經驗收合格后，再向監理工程師報告。

4.4.2 檢孔

在鉆井過程中，必須使用鉆孔工具進行檢查。該檢測裝置是由鋼筋籠制成，其外徑與設計孔徑相等，長度為4～6 倍。在易縮孔（孔徑減?。┑耐翆樱ㄜ浲?、軟土、低液限黏土）或鉆頭替換之前，每鉆4～6m 都要進行鉆孔檢查。在使用新澆或新焊的鉆頭時，應先將鉆孔探頭檢查到底，然后再將新的鉆頭插入。不能采用加壓、沖擊或強插入的方式來檢測鉆孔。

4.5 鉆進成孔

在成孔之前，應檢查鉆頭的鉆徑、鉆頭的磨損等，并及時更換磨損超標的鉆頭,依據土壤條件，合理地選用鉆頭下刀齒的形狀、規格、角度；根據樁身的標高、樁頂設計標高和樁長等因素，計算出樁底的標高，為鉆井施工提供依據。

操作者要時刻注意鉆桿的豎直，用深度計數儀來控制井眼的深度。旋挖斗式鉆機在順時針方向上轉動時，底部的刀片與圓筒的背面對齊。鉆屑進入圓筒，填滿一斗后，將鉆頭順時針方向轉動，將底板固定在一個固定盤上，將底部的孔封閉起來，然后將鉆頭抬到地表進行卸砂。在鉆進初期，采取慢速鉆井，主卷揚機的鋼絲繩應承受的重量不得低于鉆桿、鉆具重量的20%，以確保井位不發生偏移。鉆進護管下3m可采用高速鉆井，其鉆速與壓力相關，鉆頭與鉆桿的自重摩擦，在150MPa 的壓力下，進尺速度20cm/min；在200MPa 的壓力下，進給速度為30cm/min；在260MPa 的壓力下，進給速度為50cm/min。

在鉆孔深度達到設計深度后，將鉆頭留在原地，機械轉動幾周，將孔底的空隙盡可能地填滿，并在起鉆后繼續清除孔底的空隙。通常采用沉淀法處理鉆斗（帶有隔板的），以排除渣滓。在進行水下混凝土澆筑之前，先將混凝土用一個大的漏斗填滿，再迅速下料，利用混凝土的下落重力作用于樁的底部，從而降低樁的沉渣厚度。

鉆孔深度滿足設計要求后，立即進行鉆孔的移位和終孔驗收；從清孔到澆筑混凝土，時間為1.5～3h，通常為4h，如果不能，就必須再次清理。

5 溶洞地區高速公路橋梁工程樁基施工問題處理

在溶洞樁基礎施工中，滲漏是工程中的一個重要問題，因為溶洞中的裂縫、空洞、溝壑等結構復雜，而且在施工的時候，溶洞內不能注滿，在注漿的過程中，泥漿會大量的流失，從而導致滲漏，嚴重的話，孔內的液體高度會迅速下降，導致孔內外的壓力相差較大，從而導致孔洞坍塌。

塌孔多是因為滲漏，也有可能是因為施工中的操作失誤，如在提起鉆頭、放下鋼筋籠時碰到了洞壁，或是在護筒周圍放了過多的重物。塌孔有兩類，一種是孔內塌孔，另一種是孔口塌孔。由于塌孔問題的影響比較大，有時會導致樁身失效。

處理方法：在喀斯特地區進行樁基礎工程時，應注意做好前期的保護，并做好后期的補救。在施工過程中，應備足片石、黏土和水，以防發生滲漏。為避免鉆機在施工中發生塌孔，在施工前要在鉆機的底板上加一塊鋼板，以增加其承載面積，避免因地層坍塌造成的破壞，從而保障施工人員的生命安全。

6 結語

溶巖地區由于地質情況復雜，對于橋梁樁基施工來說是一個較大的難題。結合工程實例，針對該橋梁樁基存在的溶洞情況，提出了溶洞下樁基施工中應當注意的問題，同時提出可采取的樁基施工處理方案。施工人員應該保證在正常施工的同時，防止安全事故的發生，順利地完成施工。