橋梁樁基施工中溶洞處理方法

1、    橋梁樁基施工中溶洞處理方法    張智程【摘要】橋梁樁基礎(chǔ)施工中,遇到溶洞的情況并不少見(jiàn)，作為地下隱蔽工程,給施工帶來(lái)很大困難, 如處理方法不當(dāng),往往會(huì)造成掉鉆、卡錘、埋錘、梅花孔、漏漿、塌孔等事故發(fā)生,甚至威脅橋梁運(yùn)營(yíng)安全。因而充分了解橋區(qū)樁位所遇溶洞的發(fā)育規(guī)律、基本形態(tài)、規(guī)模大小、溶穴頂板巖層厚度、完整性、洞內(nèi)充填物形狀等,采取穩(wěn)妥的措施,保證施工的順利進(jìn)行,十分重要?！娟P(guān)鍵詞】橋梁 樁基溶洞處理方法中圖分類號(hào)：tu997文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a本文結(jié)合多個(gè)工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)如何根據(jù)工程特性選擇合適的施工方法，保證樁基的質(zhì)量作了初步探討，希望在同類的

2、工程施工中提供參考。一、 溶洞地質(zhì)樁基的施工方法1、常規(guī)成孔法(按照無(wú)溶洞地質(zhì)考慮)當(dāng)溶洞內(nèi)有充填物，是可塑或軟塑的亞粘土，并且溶洞不漏水，這時(shí)不官溶洞有多大，也不管溶洞垂向數(shù)量多少，都可以不考慮溶洞的存在，而按照正常的地質(zhì)情況施工。可以采用人工挖孔或沖擊鉆成孔。2、片石粘土筑壁法溶洞內(nèi)無(wú)充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以內(nèi)，但存在嚴(yán)重漏水,護(hù)筒內(nèi)水頭高度不能保持時(shí)，可采有片石加粘土(按1:1體積比)回填沖擊，使其形成泥石護(hù)壁。反復(fù)多次回填片石粘土，反復(fù)沖擊直至形成泥石護(hù)壁不再漏漿為止。這也是個(gè)比較成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工時(shí)，鋼護(hù)簡(jiǎn)必須穿透砂礫及卵石層等透水層，座落在不透水的

3、亞粘土層上，這樣可以防止由于溶洞漏水，水頭高度急劇下降而造成的坍孔。在地下水容易控制的地質(zhì)情況下，也可以采取人工挖孔砼護(hù)壁的方法施工，并且要穿透透水層，座落在亞粘土層上。3、 鋼護(hù)筒跟進(jìn)法溶洞較大，洞內(nèi)無(wú)充填物或流塑充填物，漏水很嚴(yán)重，采取片石加粘土反復(fù)打密，仍然無(wú)法形成泥石護(hù)壁的，可采取鋼護(hù)筒跳進(jìn)法施工。該方法就是一面沖孔，一面接高護(hù)筒，并且將其震動(dòng)下沉至已鉆成的孔內(nèi)，有以隔斷溶洞內(nèi)流塑充填物或水的活動(dòng)。鋼護(hù)筒跟進(jìn)有兩種施工方法。一是沖擊鉆成孔鋼護(hù)筒跟進(jìn)法。還有一種情況就是樁孔穿過(guò)多個(gè)溶洞，并且均已成功造壁，在下面沖孔時(shí)，上面已形成的泥石護(hù)壁坍塌漏水并且無(wú)法解決時(shí)，可以鋼護(hù)筒跟進(jìn)到這個(gè)溶洞位

4、置堵漏，漏幾個(gè)溶洞鋼護(hù)筒跟到幾個(gè)溶洞。當(dāng)?shù)叵滤苄〔⑶胰菀卓刂茣r(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用人工挖孔、砼護(hù)壁的方法施工。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是速度快、質(zhì)量好、成本低。人工挖孔樁所有樁孔可以同時(shí)開(kāi)工，進(jìn)展快。砼護(hù)壁的中心、垂直度及孔徑大小易于控制，使鋼護(hù)筒和井壁有較小的間隙，利于鋼護(hù)筒下沉，給一層護(hù)筒到底創(chuàng)造了條件。人工挖樁設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低。但人工開(kāi)挖法受一定深度限制，并要注意工人的安全。 在地下水非常豐富、樁孔內(nèi)的水不易抽干、人工無(wú)法挖孔作業(yè)時(shí)，可采用沖擊鉆成孔鋼護(hù)筒跟進(jìn)法施工。施工中應(yīng)充分利用沖擊鉆的擴(kuò)孔性能，使鋼護(hù)筒能順利下沉。一般鉆頭外徑和鋼護(hù)筒內(nèi)徑空隙控制在3 5cm，保證沖擊鉆在護(hù)筒內(nèi)順利提升或下沖為度。

5、在護(hù)筒跟進(jìn)很困難時(shí)，可以先下在大護(hù)筒后下小護(hù)筒，然后割掉在大護(hù)筒下緣以上的內(nèi)護(hù)筒，以保證樁砼與外護(hù)筒的連接。為保證鋼護(hù)筒順利下滑，要求樁孔要豎直，無(wú)歪斜、縮頸。鋼護(hù)筒孔徑要準(zhǔn)確，連接要順直，用卷板機(jī)成型。鋼護(hù)筒要有一定的剛度，鋼板厚為8 10mm為宜。由于鋼護(hù)筒外緣與人工挖樁砼護(hù)壁或沖擊鉆的孔壁還有一定的間隙，樁頂在水平力作用下可能產(chǎn)生一定的水平位移，在施工中可采取一些措施予以解決。二、溶洞地質(zhì)樁基施工中常見(jiàn)的問(wèn)題及處理方法1、卡鉆原因和處理方法：(1)沖擊鉆刃腳磨鈍、孔徑變小，造成卡鉆。應(yīng)經(jīng)常對(duì)沖擊鉆進(jìn)行補(bǔ)刃。(2)孔不圓，形成梅花孔。最好用6刃和4刃鉆頭打圓孔，不用一字鉆。(3)鉆頭在沖擊

6、填充的片石時(shí)，進(jìn)起的石塊將鉆頭和孔壁的空隙擠住，鉆頭不能上下。可放小炮震活鉆頭，也可用小沖擊鉆沖動(dòng)，或用沖吸的方法將卡在鉆頭的石碴松動(dòng)再提出。(4)鉆頭沖破溶洞頂板，掉入溶洞，鉆頭傾斜，提不出來(lái)，應(yīng)放小炮炸頂板巖。一般用藥量為300 500g即可，一次不行可反復(fù)幾次。(5)卡鉆時(shí)不宜強(qiáng)提，免得拉壞機(jī)械，拉斷鋼絲繩，掉鉆頭。2、斜孔的原因和處理方法：（1）是斜面開(kāi)孔，通過(guò)溶洞時(shí)未按正確的施工方法，如拋填粘土不及時(shí)，溶洞的位置測(cè)量不準(zhǔn)確，以至鉆頭沿著軟的部位下滑，造成斜孔。（2）出現(xiàn)沒(méi)有預(yù)見(jiàn)的溶洞。（3）是由于出現(xiàn)探頭石。處理的方法是回填片石、粘土重鉆，也可以灌注一定高度水下砼，待強(qiáng)度合格后用小沖

7、程打緊繩反復(fù)沖擊，直至調(diào)正過(guò)來(lái)為止。過(guò)大的沖程會(huì)成孔不圓，造成斜孔，一般應(yīng)采用1 4m為宜。3 坍孔的原因和處理方法：當(dāng)沖擊到溶洞后，突然漏漿造成水頭高度急劇下降，砂礫和卵石層失去穩(wěn)定，形成漏斗狀的坍孔。預(yù)防坍孔的方法 ：(1)在地下水可以控制的情況下，可優(yōu)先考慮人工挖樁砼護(hù)壁，穿過(guò)透水層座落在不透水的土層上，這種方法預(yù)防坍孔比較有效。 (2)采用沖擊鉆沖孔施工時(shí)，可將鋼護(hù)筒座落在亞粘土層上，再繼續(xù)沖擊成孔，也可避免坍孔。 (3)發(fā)現(xiàn)漏漿及時(shí)補(bǔ)水。坍孔的處理方法： (1)當(dāng)成孔深度不大時(shí)，可全孔回填粘土，并暫停一段時(shí)間后，再深埋鋼護(hù)筒不透水層方可重新鉆孔。 (2)當(dāng)成孔深度較大時(shí)，可將鋼護(hù)筒一

8、直座落在坍孔的嗽叭口下緣的亞粘土層上，護(hù)筒周圍回填粘土，擠實(shí)，再重新鉆孔。4、漏漿的原因和處理方法：在沖擊成孔中，由于有的溶洞與地下暗河或其他溶洞相通，泥漿迅速流走，水頭高度急劇下降，造成漏漿。在溶洞樁基施工中，要在孔邊備足一定數(shù)量的片石和粘土，一旦出現(xiàn)漏漿，要及時(shí)回填片石粘土沖擊造壁，并且馬上補(bǔ)水，防止水頭高度繼續(xù)下降。三、溶洞地質(zhì)樁基施工要點(diǎn)分析(1)若巖溶發(fā)育輕微,或溶洞發(fā)育有一定規(guī)模,但洞內(nèi)有填充物,沒(méi)有裂痕發(fā)育,施工時(shí)漏漿量小,可直接沖孔,但需要大量泥漿比重,加強(qiáng)護(hù)壁。鉆孔溶洞時(shí),反復(fù)在該位置填加片石和黃粘土擠密填筑溶洞,直至停止漏漿。然后再繼續(xù)鉆進(jìn)施工。(2)若溶洞發(fā)育明顯,洞內(nèi)無(wú)

9、填充物,或填充物松散,埋置深度大,無(wú)較大裂隙通過(guò),施工時(shí)明顯漏漿.應(yīng)注意進(jìn)入溶洞頂板以上1-2米范圍后采用短進(jìn)尺,密切注意漏漿情況,如漏漿應(yīng)迅速用片石黃粘土填充堵塞,直至不漏漿.然后再繼續(xù)鉆進(jìn)施工。(3)如溶洞非常發(fā)育,或?yàn)槎鄬尤芏?并有明顯裂隙發(fā)育,施工時(shí)漏漿量大。采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)至巖層頂面,防止應(yīng)漏漿量大導(dǎo)致覆蓋層嚴(yán)重塌孔。采用小直徑鉆頭擊穿溶洞頂板,然后用片石黃粘土對(duì)溶洞進(jìn)行回填,回填密實(shí)并達(dá)到一定強(qiáng)度后,再開(kāi)始正常鉆進(jìn)施工。(4)對(duì)于溶洞尺寸較大或多層溶洞基本連通,采用片石黃粘土回填量特別大且難以保證密實(shí)的情況下,才有必要采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)至溶洞底板。四、總結(jié)施工過(guò)程中，曾發(fā)生過(guò)以下幾方面的

10、情況，按相應(yīng)要求采取了巖溶地區(qū)樁基沖樁施工技術(shù)處理，取得很好的施工效果：1、意外跑漿。地質(zhì)資料揭示無(wú)溶洞或只有很小的溶洞，但突然發(fā)生跑漿，估計(jì)是擠破了旁邊大溶洞的洞壁，或小溶洞與旁邊的大溶洞是相連的。采取投放片石、碎石夾粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到護(hù)壁作用，使鉆孔順利通過(guò)巖溶區(qū)。2、遇到巖面是斜面，發(fā)生了偏孔，應(yīng)低錘輕沖擊、慢沖擊，要多次拋塊石糾斜，因?yàn)榇蛐睅r應(yīng)低錘輕沖擊、慢沖擊。 3、遇到較大的土洞、空溶洞時(shí)，或連體薄層深洞迅速跨塌，出現(xiàn)掉錘現(xiàn)象，在快到溶洞項(xiàng)板2m距離位置時(shí)應(yīng)低錘輕沖擊、慢沖擊，減少溶洞大面積跨塌錘現(xiàn)象。在橋梁樁基施工中，溶洞施工難度很大，質(zhì)量要求較高，因此施工過(guò)程中各道工序的施工工