黃業(yè)勤

摘 要 巖溶地區(qū)超大直徑樁基的施工難度大，施工時間長，本文結(jié)合工程實(shí)例和現(xiàn)場經(jīng)驗，針對超大直徑樁基施工的方法和出現(xiàn)的問題處理措施進(jìn)行分析，為同類型樁基的施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞 巖溶地區(qū);超大直徑樁基;沖擊鉆成孔;問題處理

1工程概況

資江三橋位于湖南省新化縣境內(nèi)，為平原丘陵地貌。橋長808米，寬18.5米，橋型為10*30mT梁+（50+80+80+50）連續(xù)梁+8*30mT梁，基礎(chǔ)均為鉆孔灌注樁。主跨11#、12#、13#樁基為排架樁設(shè)計，位于河道中，均采用超大直徑，達(dá)到3.5m，鉆孔樁長度為22.5m。根據(jù)設(shè)計地勘資料顯示，48個橋勘孔中有11孔揭露溶蝕洞隙發(fā)育，為確保質(zhì)量，對全橋樁基進(jìn)行逐樁探明溶洞分布情況。本例以13-2#樁基為例，對在施工過程中出現(xiàn)的主要問題及處理措施進(jìn)行分析[1]。

2鉆孔大直徑樁巖溶區(qū)鉆進(jìn)處理

根據(jù)13-2#樁基單樁探溶報告顯示，覆蓋層厚度薄，且自河床頂以下8m處，均存在巖溶發(fā)育。

成孔機(jī)具的選擇：因覆蓋層厚度薄，施工平臺搭設(shè)難度較大，且全橋總共有6根超大直徑樁基，采用大型回旋鉆機(jī)的費(fèi)用較高，本項目施工采用沖擊鉆成孔，采用氣舉反循環(huán)清孔，既可以同步進(jìn)行施工，加快工程進(jìn)度，同時降低工程成本。樁基成孔采用直徑3.0m的5爪錘頭，在爪頭處加焊，滿足成孔直徑達(dá)到設(shè)計要求錘頭重量達(dá)到13.5T。

在施工過程中，因溶洞存在和樁徑過大，多次出現(xiàn)沖擊錘傾斜現(xiàn)象，無法正常鉆進(jìn)。對沖擊錘出現(xiàn)的傾斜等情況，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，采取了針對措施，主要采用的處理方法有：

2.1 一般溶洞的處理

對照補(bǔ)勘地質(zhì)報告，當(dāng)鉆至溶洞頂板1m左右時，減小沖程，控制在1～1.5m，通過短沖程、快頻率沖擊的方法逐漸擊穿溶洞，溶洞一旦擊穿，護(hù)筒內(nèi)水頭迅速下降。這時立即向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，同時提鉆至孔口，并向孔內(nèi)拋填片石、粘土，填充溶洞，當(dāng)護(hù)筒內(nèi)水頭穩(wěn)定后，用測繩測量回填厚度，應(yīng)使回填頂面高于溶洞頂1m，反復(fù)沖填，使在溶洞范圍形成護(hù)壁后，再繼續(xù)施工。每出現(xiàn)溶洞處，均按補(bǔ)勘資料及現(xiàn)場情況，拋填片石和粘土，一般按1：1的比例進(jìn)行反復(fù)沖鉆，以兩次為宜。對溶洞高度大于1m的，增加溶洞處拋填次數(shù)，以確保溶洞填充密實(shí)。

2.2 低淺溶洞的處理

在溶洞較淺，但占比較大時，回填片石不能夠形成有效平面，容易出現(xiàn)沖擊錘傾斜，不能夠正常鉆進(jìn)。針對此種情況，采用清孔后，灌注水下混凝土，混凝土強(qiáng)度不低于C30。灌注混凝土頂面高度比孔底巖層最高處高20～50cm，待強(qiáng)度達(dá)到80%后，再用小沖程鉆進(jìn)。

2.3 孔壁傾斜的處理

因樁徑為3.5m，沖擊錘爪頭面積占比較小，回填混凝土強(qiáng)度比巖體強(qiáng)度低時，進(jìn)行反復(fù)沖填后，沖擊錘傾斜鉆進(jìn)，形成孔壁傾斜，樁基成孔豎直度不能夠滿足規(guī)范要求。采用了直徑1.0m的小直徑錘進(jìn)行削補(bǔ)，沿樁身內(nèi)切圓多點(diǎn)鉆進(jìn)，形成整體成孔。

2.4 梅花樁的處理

因樁基直徑大，沖擊錘自重也大，鉆進(jìn)過程中沖擊錘自轉(zhuǎn)緩慢，在溶洞區(qū)域內(nèi)鉆進(jìn)時，出現(xiàn)梅花樁。主要表現(xiàn)為在近孔壁處，部分巖層未削除，侵入孔徑內(nèi)。在鉆進(jìn)過程中，需要每鉆進(jìn)1m左右，必須在沖擊錘頭焊接鋼筋，連接錘頭5個爪頭，形成圓周，進(jìn)行成孔直徑的檢測[2]。

3大直徑樁孔底壓漿處理

本橋主墩13-2#樁基采用的直徑為3.5m，采用氣舉反循環(huán)清孔，清孔后泥漿相對密度嚴(yán)格控制在1.01～1.05之間，反復(fù)進(jìn)行清孔。成樁后，經(jīng)檢測單位進(jìn)行超聲波檢測，在樁底兩相鄰檢測管之間存在波速、波幅小于臨界值。經(jīng)分析如下：①樁基混凝土灌注過程正常，首盤混凝土埋管深度滿足要求。②在灌注過程中，混凝土頂面高度與灌注混凝土成正比，在穿過溶洞發(fā)育層時，沒有出現(xiàn)大的異常，說明溶洞處護(hù)壁穩(wěn)固。③樁基直徑達(dá)到3.5m，在孔壁附件可能存在泥沙沉淀情況。④混凝土灌注時，首盤混凝土在導(dǎo)管底部擴(kuò)散，也存在不能夠?qū)⒖椎捉妆谔幠嗌撤赐浦量醉?，致使在孔底近孔壁處存在泥沙夾層。

樁底夾層的處理方案：經(jīng)綜合分析后，在樁底通過高壓泵清洗，將泥沙等軟弱夾層全部沖刷出，回充水泥漿，固結(jié)后在樁底與樁體形成整體。充分體現(xiàn)了孔底壓漿設(shè)備簡單，處理費(fèi)用低的優(yōu)勢。決定采取孔底壓漿進(jìn)行處理。在成樁直徑3.0m圓處5等分，采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔，成孔直徑為75mm，深度超過孔底20cm。在鉆進(jìn)過程中，需要經(jīng)常檢測鉆孔的豎直度。采用ZX-6水泥注漿泵進(jìn)行孔底清洗，壓力達(dá)到3MPa，孔道清洗通暢后，逐孔封堵，直至無泥沙冒出。

壓漿漿液采用壓漿劑配置，強(qiáng)度達(dá)到M50，當(dāng)各孔均流濃漿時，逐孔封閉完成壓漿。經(jīng)處理后，重新進(jìn)行超聲波檢測，各檢測值滿足要求。

4結(jié)束語

（1）在巖溶發(fā)育地域超大直徑樁基在成孔鉆進(jìn)時，因巖溶發(fā)育，鉆進(jìn)施工難度大，在溶洞位置需要反復(fù)沖填，確保溶洞處護(hù)壁密實(shí)。

（2）鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)沖擊錘傾斜情況，必須馬上停機(jī)，檢查機(jī)具和樁基成孔情況，進(jìn)行回填片石處置。同時加大對現(xiàn)場孔徑的檢測頻率，避免出現(xiàn)梅花孔。

（3）超大直徑樁基的清孔質(zhì)量要嚴(yán)格控制，因孔底面積大，孔壁附近沉渣不能夠全部清除，應(yīng)優(yōu)先采用埋置壓漿管。成樁后及時清洗預(yù)埋壓漿管，在樁基混凝土齡期達(dá)到7天后可進(jìn)行壓漿，以確保樁底質(zhì)量。

（4）超大直徑樁基的鉆孔機(jī)具選擇受作業(yè)平臺以及樁基長度總數(shù)的影響，施工時不會選擇正反循環(huán)回旋鉆機(jī)進(jìn)行施工，導(dǎo)致在鉆孔過程中沖擊錘傾斜頻繁出現(xiàn)，單樁施工時間長，基本均在6個月以上。建議在同類型橋梁中樁基，設(shè)計時采用小直徑群樁。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊文淵，徐犇.灌注樁施工故障處理[M].北京：橋梁施工工程師手冊（第2版）（精），2003：139-140.

[2] 史佩棟.深基礎(chǔ)工程特殊技術(shù)問題[M].北京：人民交通出版社，2004：349-351.