试析高速公路桥梁溶洞桩基施工技术探讨

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　　 摘要：改革开放以来，随着我国社会主义市场经济的不断发展和城市化建设进程的不断加快，高速公路桥梁溶洞作为一项常见的地质工程，其施工质量不仅对道路工程的整体质量和整体效率具有重要影响，同时不稳定因素的存在也给人们的生命安全埋下了极大的安全隐患，严重地破坏了社会和谐，故而在施工过程中提高对桥梁溶洞施工的重视程度，加快施工技术的研发成为了现阶段施工企业的核心发展方向。鉴于此，本文主要阐述了高速公路桥梁溶洞桩基施工技术要点，并对施工过程中的常见问题进行了重点剖析，以期在为同类工程施工提供参考的同时，加快推进和提升我国高速公路桥梁的建设水平。关键词：高速公路;桥梁溶洞;施工技术;技术要点剖析
　　 中图分类号：U445.551
　　 文献标识码：A
　　 文章编号：1674—3024（2019）06—0066—02
　　 1 桥梁溶洞桩基施工基本技术剖析
　　 1.1 施工前的准备工作
　　 相对于其它地质工程，溶洞桩基础的施工复杂性较高，因此在进行施工时，倘若未能对溶洞问题进行很好地处理，不仅会降低公路桥梁的整体施工质量和施工效率，同时也会对其安全性造成一定影响，故而为有效地提升施工单位的施工效益和社会效益，在进行桥梁溶洞施工前，相关企业应做好如下工作，即：
　　 其一，逐桩探明溶洞的地质情况，收集岩溶区域的数据信息。与普通地区相比，岩溶区域的地质结构相对复杂，因此在进行施工时，为保障施工单位的整体施工质量和施工效率，工作人员需在施工前按照“一桩一钻”的测量方式，逐桩探明地质情况，摸清桩底有无溶洞以及溶洞的大小以及分布情况，然后根据侧向的数据，制定科学合理的施工方式，以此来提高工程的整体安全性，即一方面施工人员需对业主所提供的每根桩地质钻探资料进行详细复核，确认其各岩层地质状况、溶洞位置、深度、高度、填充物类型和充满程度，从而为施工方案的制定提供科学准确的详细依据，另一方面还要根据地质钻探资料和填充物情况，查明溶洞或土洞的发育地质条件、地下水位高度等，进而为溶洞处理方案、成孔方法及施工措施的方案的制定奠定良好基础;
　　 其二，选择合适的钻孔方法，保证工程的施工质量，提高施工单位的经济效益。人工挖孔、旋转钻机成孔、冲击钻进成孔是目前施工单位施工过程中桩基成孔的几种常用方式，一般来说，由于岩溶地区有岩溶发育，岩面倾斜角度较大，基底岩石软硬不均，局部岩石呈陡壁分布，因此在进行桩基施工的过程中为有效地保证工程的施工质量和施工效率，可采取人工挖孔、冲击钻孔及静压管桩的桩基础施工方法，且钻孔设备一般选用“冲击型”钻机;
　　 其三，主要施工材料和机械配备的准备。在进行高速公路桥梁溶洞桩基础施工过程中，为有效地提高工程的施工效益，在进行施工前，还需做好主要材料以及主要机械的准备工作，即一方面施工单位需根据溶洞大小，准备相当数量的片石、粘土、水及钢护筒，而另一方面还需配备亿定的冲击钻机、装载机、吊车、挖掘机、运输车、应急发电机等，以满足施工需求。
　　 1.2 施工难点和溶洞处理原则剖析
　　 高速桥梁作为我国主要的交通运转道路，在推动我国经济发展，提升我国企业市场竞争力等方面都发挥了重要作用，但不可否认的是，由于大桥所处的地质条件相对复杂，因此在进行施工的过程中，倘若只是采取了简单的抛填处理，不仅未能达到预期的施工效果，溶洞的成孔率以及浆体现象等也不容乐观，进而在一定程度上还增加了废桩或劣质桩的产生率，给人们生命安全造成极大隐患的同时也降低了施工单位的经济效益和社会效益，故而为有效地提高桥梁工程溶洞桩基的整体质量，并保证施工安全.有序进行，以“预处理”为主、“冲孔过程处理”为辅的溶洞处理是当前企业的主要施工方式。
　　 根据相关数据调查显示，高速公路桥梁的溶洞规模相对庞大，且多处溶洞之间相互连通，因此为有效地提高溶洞桩基施工的施工质量和施工效率，制定以“预处理”为主、“冲孔过程处理”为辅的桩基施工方案，且在施工过程中谨遵“保质保量、按时完成、降低造价”的施工原则，对不同类型的溶洞桩基采取不同的方法进行处理，是目前施工企业的根本施工前提和工程质量保证。
　　 1.3 高速公路桥梁溶洞地基的处理措施
　　 由上述可知，为确保施工单位在进行溶洞桩基施工过程中各项施工工序的顺利进行，在正式施工前需按照“一桩一钻”的测量方式，逐桩探明地质情况，以期为后期的地基处理奠定良好基础。在溶洞地基处理的具体施工过程中，为提高施工质量和施工效率，增强工程的安全性，相关工作人员一方面需根据溶洞的测量数据以及实际施工现场环境，制定出科学合理的施工方案，另一方面施工人员在进行地基处理工作时，还需根据溶洞勘测数据，将施工过程中容易出现的溶洞问题提前预测，并制订相应的处理方案，以保证工程在施工周期內的施工质量达到施工要求。
　　 不同的溶洞所采取的施工处理技术也不尽相同，一般来说，高压射水的溶洞处理方式通常用于埋深较浅的溶洞，这种方式的应用在一定程度上不仅能有效地清除溶洞中的淤泥，为混凝土的填充创造了良好条件，同时还最大程度地提高了地基的坚固性和稳定性;混凝土桩的建设通常用于埋深较深、狭窄的溶洞，与其它溶洞相比，这种溶洞的洞内土壤清除难度较大，因此在进行溶洞地基处理时，利用预制混凝土桩填充溶洞可最大程度的保障工程的整体质量达到预期的施工目标;钢筋混凝土覆盖溶洞通常用于埋深较深、狭窄且位于基础底面的溶洞地基施工处理中;对于埋深较深、体积较大的溶洞，施工人员在进行溶洞地基处理时，可根据施工现场的实际情况，采取沉入桩基或钻孔桩基础穿越的方式来解决。
　　 1.3.1 钻进工艺
　　 在进行高度公路桥梁溶洞桩基施工过程中，为最大程度地保障溶洞桩基施工过程的安全有序进行，加强对钻进施工工艺的控制也是施工人员在溶洞桩基施工过程中的重要工作之一，即在在溶洞桩基的钻孔过程中，为有效地提高钻孔质量和钻孔效率，不同深度的土层需采取不同的钻进施工工艺，其中： 　　 对位于上层的粉土层，施工人员在进行钻孔时，所用泥浆的密度应当控制在合理的范围内，且在施工过程无须使用黏土材料也可达到一定的“预防塌孔埋钻等问题发生”的施工目的。
　　 在钻进过程中，当钻头将要到达已探明的岩溶发育处时，为保障桥梁溶洞桩基施工过程中钻孔工艺的施工质量和施工效率，施工人员需先将黏土、泥块等碎砖石等加入钻孔中，然后再通过冲击钻低锤密击的处理措施，尽量地将黏土、石块挤入裂隙、溶洞中，以期有效地堵塞裂隙漏浆，进而为工程的顺利进行奠定良好基础。此外，一方面施工单位在进行钻孔时钻机应选用“八”字揽风绳栓位，当钻机就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移或沉陷，且在钻孔过程中严禁将钻机支撑在孔口，支撑点也应远离桩位，而另一方面在进行钻进过程中，施工人员还需密切观察护壁泥浆性质和状态，当其发生一定变化时需立即向孔内补入泥浆，以最大程度地提高工程的整体施工质量。
　　 1.3.2 多级钢护筒护壁的埋设
　　 在高速公路桥梁溶洞桩基础施工过程中，漏浆且堵塞失败现象屡见不鲜，在一定程度上不仅影响了工程的整体施工质量，同时也给人们的生命安全埋下了巨大的安全隱患，因此针对工程施工中的漏浆问题，采取多级钢护筒护壁的埋设处理工作是目前施工单位经过十几年来不断实践发现的一种有效手段，具体的护壁埋设步骤如下，即
　　 首先，根据施工现场的施工需求，计算出黏土层的厚度、埋深深度，然后在完成桩孔回填工作后需重新进行钻孔工作;
　　 其次，在进行回填后的钻进工作时，当钻头进入黏土层深度大概一米左右，工作人员需再次提起并下放钢护筒，一般来说钢护简节长2～3m为宜，且其整体长度要大于黏土层厚度;
　　 最后，护筒埋设工作在溶洞桩基施工过程中极为重要，在进行下钢护筒操作时，为保证工程的施工质量和施工效率，工作人员应选择内径、壁厚均符合设计要求的钢护筒，且在安放之前，井口还需采用满焊的连接方式进行焊接。
　　 1.3.3 压密注浆
　　 一般来说，在进行高速公路桥梁溶洞地基施工过程中，为确保较大溶洞的桩孔成孔质量和成孔效率，施工人员一般会采用“压密注浆法为主、钢护筒护壁为辅”的施工方法，即一方面进行工作人员会在每个漏浆部位以及周边布设形状呈等边三角形注浆孔，以及时将漏出的浆体灌注到工程中，同时未来让注浆液最大限度吸收，钻孔的深度要深于溶洞和裂缝，当钻井与溶洞底部相距20cm左右时，停止操作实行注浆，而另一方面当工作者人员采用注浆机实行注浆操作时，浆液以水泥浆和水玻璃混合浆为宜，必要的时候还需采用外加剂，以提高注浆的时效性，此外钻孔工作需在注浆工作完成Ih后进行，以确保留下足够的浆液凝固时间，起到良好的堵塞作用。
　　 1.3.4 清孔操作
　　 在高速公路桥梁的溶洞桩基施工钻孔过程中，为提高工程的整体施工质量和施工效率，工作人员在进行施工过程中，首先需确保钻进深度要比溶洞底部深0.5m，以保证桩基底端能够深入岩石中，为其稳固效果的良好发挥奠定了良好基础，而后当钻进深度达到设计深度后，施工人员要立即采取相关措施进行清孔作业操作，具体流程如下：
　　 其一，在进行清孔操作时，为提高清孔质量，相关工作人员需实时观测孔底沉渣厚度和冲洗液含渣量，当冲洗液含渣量小于4%、孔底沉渣厚度符合设计要求时立即停止清孔，但却同时还要保持孔内水头的高度，以防止坍孔发生;
　　 其二，当再一次进行清孔作业时，相关工作人员可借助浇注导管内插气管进行气举反循环清孔，待二次清孔符合要求后，应立即进行灌注混凝土。
　　 1.3.5 灌注混凝土
　　 混凝土的灌注在一定程度上对工程的整体施工质量和施I效率具有重要影响，因此在灌注混凝土的过程中，倘若施工人员遇到多个溶洞，为保证灌注效率，需对多个溶洞做好标高位置的控制，即可反复移动导管来提高混凝土灌注的密实度，而后当完成注浆作业之后拆除导管时，施工人员还需首先测量和校核混凝土的突出高度，确保其达标后再拆除，预防断桩的情况发生。除此之外，在进行混凝土的灌注过程中，施工人员还需注意以下问题，即：
　　 其一，注浆孔的布置需结合施工现场的实际地质情况以及每一根桩的中心位置;
　　 其二，注浆原料选用时，水泥标号不宜低于三十二点五级，粗骨料宜优先选用卵石，细骨料宜采用级配良好的中砂;
　　 其三，注浆时，灌浆压力最开始应保持在0.2MPa左右，而后随着作业量的增加随之增大，直至全压力灌注。
　　 2 高速公路桥梁溶洞桩基础施工过程的常见事故处理对策
　　 溶洞地质问题是高速公路桥梁溶洞桩基施工过程中质量问题的诱发引导因素，在进行施工过程中此类因素引发的施工问题屡见不鲜，增加施工难度，影响施工质量的同时也给周遭人们的生命安全埋下了巨大的安全隐患，根据相关数据调查显示，漏浆问题和塌孔问题是溶洞桩基施工中最常发生的两项重大安全施工问题，具体原因及处理措施如下：
　　 2.1 漏浆问题
　　 一般来说，在高速公路桥梁溶洞桩基施工过程中，溶洞本身内有填充物，当施工人员在进行钻孔作业时，破碎填充物的表层，填充物就会渗人到钻孔中，导致浆液被挤出以及因桥梁溶洞之间的互通性，当其中一个溶洞被破坏流出浆液后，当液会顺着溶洞进人其它溶洞是导致漏浆问题发生的两大主要原因。若在施工过程中遇漏浆现象，施工人员需及时向孔内补充泥浆，加大泥浆的密度和粘度，向孔中回填粘土夹片石、块石、片石、水泥等混合物，或直接投入袋装水泥和黏土，回填高度超过漏浆位置，以增加护壁的密实度和强度，防止渗漏。
　　 2.2 塌孔问题
　　 塌孔是溶洞桩基施工中常见的问题，一般来说导致塌孔问题发生的原因主要有以下两点，即其一当体积比较大的溶洞发生漏浆问题后，浆面会在短时间内持续下降，此时工作人员难以通过采取补浆的方式恢复浆面，导致了塌孔现象的发生，其二当钻孔经过溶洞出现大量涌水时，孔内的泥浆会出现压力失衡的情况，最终引起塌孔问题的发生。为防止施工过程中塌孔问题的发生，在进行施工时，施工人员需对易出现孔壁坍塌的地层，应事先预备好供加长用的钢护筒，必要时采用双套筒的施工处理方式。
　　 3 结束语
　　 总而言之，作为我国重要的基础设施之一，高速公路桥梁的施工质量和施工效率受到了社会各界及人们的广泛关注和高度重视，因此为保证人们的出行安全和社会经济的快速稳定发展，在高速公路桥梁建设的过程中，施工单位和施工人员一方面需提高对溶洞桩基施工的重视程度，采取多种合理措施以降低各类安全问题的发生，同时并牢牢掌握其技术控制的要点，从而为后期高速公路工程的科学化合理建设奠定良好基础。
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