覃振洲，向 暉，袁本哲

（1.貴州宏信創(chuàng)達工程檢測咨詢有限公司，貴州 貴陽 550014；2.中建鐵路投資建設集團有限公司，北京 102600）

在橋梁建設過程中，樁基的處理是其中的重要一環(huán)，但有時會遇到巖溶地段[1-3]，導致樁基鋼護筒發(fā)生變形，這將直接影響到基樁的承載力及安全性和經濟性[4-5]。

有學者對此方面進行了大量的研究，如汪華斌等[3]通過研究在橋梁樁基荷載作用下，引入Hoek-Brown準則分析得出了溶洞頂板的穩(wěn)定性；黃龍飛等[6]研究了巖溶地區(qū)樁基施工的特點，針對施工中遇到的問題，提出了專業(yè)的技術建議；楊庭友等[7]結合具體的工程實例，分析了復雜巖溶地區(qū)下樁基施工技術的針對性措施，并通過實踐獲得了良好的效果。

隨著中國基礎建設的大力發(fā)展，在巖溶條件下進行橋梁樁基施工的問題亟需解決。因此，本文擬通過分析總結實際工程中巖溶橋梁樁基的變形處理，尤其針對樁基的鋼護筒變形方面提出建議，以期為其他相似工程提供借鑒。

1 工程概況

1.1 工程背景

某項目的主橋整體為剛構梁，主梁為預應力混凝土箱梁，箱梁為單箱雙室截面，橋面為1.5%的雙向斜坡。3 號橋墩樁基為直徑220 cm 的鉆孔樁，樁基礎為C30，樁基礎為嵌巖樁。

1.2 工程地質條件

根據勘察結果，現場覆蓋層以人工填土層為主，還包括第四系沖積層，下伏基巖為泥盆系，具體如下：①巖溶充填物。場地內存在溶洞，其內充填黏性土、圓礫、粉細砂及粗礫砂，呈松散-稍密狀態(tài)。②巖溶發(fā)育段?；野咨严逗馨l(fā)育，溶蝕作用強烈，巖芯破碎，鉆機鉆進時極不均勻，振動聲大，大部分成碎塊狀，少量呈短柱狀，呈半邊巖。③溶蝕裂縫。溶蝕作用強，鉆機速度快，裂縫填料以含少量砂粒的黏性土為主，部分區(qū)域不填塞，溶洞裂縫寬度通常不低于0.5 m。

該橋位于礦坑邊坡邊緣位置，呈南高北低、向北側礦坑傾斜地勢，由于地勢較低，礦坑的地表水和地下水都從礦坑周圍向坑內匯集。場地基巖的灰?guī)r裂隙、節(jié)理和溶蝕孔隙較多，并含有一定數量的裂隙水，這些裂隙水沿著地勢經坑壁排入坑底，其出水量因季節(jié)變化而變化。在勘探過程中，各個鉆孔未測得基巖裂縫水。擬建設的橋梁及所處的邊坡區(qū)域無地表水，但北面現礦坑底部聚集了一定數量的地表水，主要為大氣降水和裂縫水，目前已安排了泵排和回填。

2 樁基變形

前期，3 號墩共投入4 臺鉆機同時對3-2 號樁、3-4號樁、3-5 號樁、3-7 號樁進行沖孔，鉆孔施工采用隔樁施工，且對角位置樁基鉆進高度差保證10 m 以上。

3-2 號樁沖孔至23 m 深度時，錘頭卡入溶洞里無法提出；3-4 號樁沖孔至30 m 深度時，溶洞內填充物涌入樁孔內，造成錘頭被埋。

3-5 號樁沖孔37 m 時，由于沖孔時出現了孔眼、滲水等問題，在回填片石復沖后，已順利通過了巖溶部位，在沖孔期間沒有出現任何異常；然后繼續(xù)沖到隔離區(qū)的最底部，安裝了鋼護筒，該鋼護管長30 m，內徑2.4 m，壁厚1 cm，在隔離鋼護套安裝完畢后，繼續(xù)對隔離區(qū)下面的樁基進行鉆孔；當鉆孔達到37 m時，孔壁溶洞中的巖體崩塌，鋼護套的頂部10～24 m 處被擠壓到了樁孔中，錘頭被卡在了樁的底部。當鉆孔中的泥漿排出時，從孔外向內看仍然有碎石從孔中跌落，直到被擠壓變形為止。鋼護筒變形情況如圖1 所示。

圖1 鋼護筒變形情況

3 樁基處理

針對樁基鋼護筒的變形問題，提出了采用氣割鋼護筒和鉆孔內修正變形的方法。由于溶洞中有崩塌，采取局部加固方法有很大的危險性，不能確保鉆孔樁的安全，因此，必須采取C30 高流態(tài)混凝土填充注漿加固，然后再進行注漿處理，以確保鉆孔施工不漏漿、不塌孔。為解決鋼護套的變形、卡錘等問題，制定了專門的施工方案，以解決鋼護筒變形和卡錘問題，可為其他墩樁基施工遇到大型溶洞及巖石斷層處理時提供施工參數。

3.1 工藝流程

根據現場實際情況，為了保證在合理的工期內，對樁鋼護筒進行變形處理，其中樁鋼護筒的切割和焊接由16 名工人組成，以4 人為一組，分4 班24 h 進行，力爭在30 d 內完成鋼護套的變形處理。在樁鋼護筒的變形治理過程中，對墩臺中其他樁的鉆孔停止施工，并在樁孔四周安裝護欄，通過鼓風機進行通風。

鋼護筒變形處理施工工藝流程為：平整場地、清理危石→泥漿抽放→鋼護筒變形段安裝內支→鋼護筒外周邊溶洞澆筑混凝土→鋼護筒外周邊加壓注漿→鋼護筒切割、校正、巖石鑿除、鋼板焊接封閉成環(huán)加固（按0.5 m 一節(jié)分段循環(huán)處理）→提出錘頭、泥漿重造→沖孔至設計樁基標高→鉆孔后安裝內層絕緣鋼護套→成樁后間隔充填。

3.2 鋼護筒變形區(qū)段處理

為了避免鋼護筒的進一步變形，同時保證鋼護筒的施工安全，先用泥漿泵將鉆孔中的泥漿泵送到指定的位置進行傾泄，然后在鋼護筒的變形處自上而下安裝型鋼內撐，型鋼內撐尺寸為80 mm×80 mm×2.5 mm，并環(huán)形排列成3 個三角形，垂直間隔0.5 m，如圖2 所示。

圖2 鋼護筒變形處治方案

3.3 樁周溶洞填處理

為了避免巖體斷裂在樁周處繼續(xù)崩塌，從而影響樁體的成孔及成樁后的穩(wěn)定性，采用C30 高流態(tài)的混凝土進行充填，再通過管道灌注混凝土。并在混凝土澆筑之前，將8 根灌漿小導管預埋于樁周處，將小導管插入鋼護筒的底部，使小導管的頂部高于鋼護筒50 cm，作為注漿孔；在鋼護筒變形段頂部打一個預埋管孔，再將注漿管道斜插入溶洞內，共設4 個孔，這樣在壓漿過程中，漿液可以使洞頂破裂的巖石固化。注漿導管為Φ50 mm×2.5 mm 的鋼管，在鋼管下10 m處設有5 mm 的注漿孔，并以5 cm 的梅花形間距排列。在灌漿孔外周用土工布包裹，使灌漿后的泥漿可以通過灌漿孔排出。在混凝土澆筑完畢后，采用高壓注漿（水泥漿）澆注鋼護套的外側間隙，處理完畢后的效果圖如圖3 所示。

圖3 鋼護筒變形處治效果

3.4 鋼護筒處理

鋼護筒的變形部分需進行切割、校正，然后進行巖石的鑿除，最后將鋼板焊接封閉成環(huán)。

鋼護筒的變形部位用氣切割法一層一層地切斷，每一層的厚度為50 cm，沿圓周方向分成3 段進行切削。在切割護筒之前，先將10 cm×10 cm 鋼筋網片焊接在型鋼支架上作為工作臺，在工作臺上鋪15 mm 厚的竹膠板，將鉆孔中的鋼板和鉆孔中的碎石從孔中取出，并用吊車將它們從孔洞中拉出。利用鋼套管鉆入巖體，在鑿巖表面形成環(huán)狀順孔壁；在鋼護筒的切削部位，先將2 cm 厚的鋼板折成2 個半圓，焊成環(huán)，再用千斤頂對它進行調整，通過測量設備進行測量，以確定鋼護筒的中心位置，確保鋼護筒的垂直度。對管的變形部分進行50 cm 的連續(xù)加工，直到整個變形部分全部處理完畢。每環(huán)加固板的接頭都采用單面焊接，且需要對所有焊縫進行焊接，并采用水平尺對各個節(jié)板的垂直度進行嚴格的控制，以保證樁底的錘頭能夠平穩(wěn)抬起。提錘后，再準備好泥漿，接著沖孔至設計樁的標高。

3.5 沖孔樁施工中常見問題及處理

塌孔：立即將錘抬起，并用泥沙和碎石填充，填充至塌方孔洞的上方1～2 m 處，然后等待沉積后再重復進行沖擊孔壁。如果以上方法仍然不能奏效，應征求設計者的同意，再采取其他行之有效的辦法。

梅花孔：用錘對孔洞進行二次加工。在樁孔內用石塊填充，直到填充至孔的頂端，修補好樁錘的轉向環(huán)，然后進行低錘密沖，反復進行鉆孔。

樁眼傾斜：不要用偏心大的錘子，定期對錘子進行檢查，如發(fā)現錘子磨損嚴重，應立即進行替換。注意泥漿的流動，泥漿的比例要適當。在施工期間，要保證鉆機的基座穩(wěn)固，以免造成鉆機支架偏移和傾斜。

3.6 質量控制

鉆孔樁的質量檢查必須按照現行的有關規(guī)定、質量驗收規(guī)范和設計文件的質量標準進行。施工前應對原材料如水泥、砂、石子、鋼材等進行檢驗，并對施工組織設計中的施工順序、監(jiān)測手段（包括儀器和方法）進行檢驗。在施工中，應對孔、渣、鋼筋籠的放置及混凝土灌注等進行全面的檢驗，并對孔底持力層（巖性）進行復查。完成后，必須對鉆孔樁進行強度檢測，并對其質量和完整性進行檢測。

混凝土的品質管理：按照有關的規(guī)范進行施工。其質量控制需注意以下幾點，如混凝土工程施工人員配置要齊全、機械設備安全技術操作要規(guī)范、砼澆筑要均勻、振搗要均勻、連續(xù)澆灌、砼試塊配專人制作與養(yǎng)護，并且所有的材料都要經過檢測，并能滿足使用的需要。

鋼筋工程質量管理：所有鋼筋均在現場進行加工，鋼筋配料必須按照圖紙要求繪出各構件的鋼筋簡圖，以確保各構件鋼筋直徑、幾何尺寸、下料長度等精確；鋼筋的焊接由專業(yè)焊工施焊，并按照規(guī)定及時進行檢驗；鋼筋的制造、安裝必須確保數量、直徑、間距正確；各類預應力鋼筋應定位精確、牢固。

嚴格控制原材料和中間產品質量，杜絕將不合格的材料用于工程中，及時對其砂砼進行強度檢測，以便指導配合比調整或改進施工工序，達到結構工程內實外美。要對不合格原材料、不合格半成品、不合格的產品（項目）實施有效的管理，保證不合格物料不能投入生產、不合格的物料不能調換及不合格的產品不能交付。

4 結論

本工程總體目標采取科學可行、經濟可行的施工方法，有效解決了巖溶橋梁樁基的鋼護筒變形問題。對于處理完成的鉆孔樁的檢驗，仍應按現行有關規(guī)定、質量驗收規(guī)范、設計文件的質量要求進行。現如今，中國的橋梁建設進程不斷加快，對工程質量的要求也越來越高，故提高橋梁的承載力方法之一就是保證樁基的穩(wěn)定，進而使其整體的優(yōu)勢發(fā)揮出來。本文中所總結的巖溶橋梁樁基變形處理方法可為其他相似工程提供借鑒。