巖溶地質樁基礎施工技術
1.工程概況
貴州省甕安至江口的高速公路存在一段16？30+1？40米的高架橋，被稱之為K140+240銀盞高架橋，總共5聯；將肋板臺運用于下部的結構橋臺，而采用柱式墩來做橋墩，除了第3聯運用的是預應力砼簡支T梁，在上部的結構當中基本都采用預應力砼連續T梁；擴大10#-16#的基礎，其余的都運用樁基礎，21米為最大的樁的長度，1.8米為樁基直徑。通過實際調研以及鉆孔探測，4#-7#墩存在溶洞，這種情況通過與設計院進行溝通研究，為了橋梁結構得到安全保障及樁基底部能夠進入完整圍巖，建議穿越溶洞要采取延長樁長度等措施。
2.巖溶地質特點
2.1 基巖頂面起伏不平
由于受到地下水和地表水的侵蝕，石灰巖的巖面普遍會出現犬牙交錯的形態，也經常發生巖面突變的現象。如此便會造成基巖面的起伏不平，一般突變后的高度相差1～5m，甚至有的地段能夠達到20米左右的差距。這種情況下，樁基在施工過程中容易引起質量以及安全問題，如斷樁、卡鉆、偏孔以及垂直度過大或偏差等，給樁基施工造成極大的麻煩。
2.2 淺層溶洞
淺層溶洞為基巖面以下2m～15m內的溶洞，溶洞內部一般存在填充物，其呈現出一種軟塑―流塑的狀態。由于溶洞發育具有無法預測性、形態復雜性，所以在樁基施工中，樁位進入溶洞的位置以及溶洞的高度都會嚴重影響到樁基的承載力以及成孔，給橋梁帶來嚴重的安全隱患。
2.3 軟土
軟土存在于石灰巖溶洞地區的基巖表面，具有軟塑―流塑狀態，薄厚不一的特點，在樁基礎施工過程中，這種軟土層會帶來很多施工質量問題，如斷樁、縮頸等；另外，由于軟土層具有較大的壓縮性，容易降低樁基的有效承載力并對其產生負摩擦的現象。
3.溶洞探測方法
3.1 地質鉆探法
在工程地質鉆探技術中主要運用地質鉆探法。該方法主要是在柱狀圖上標注出樁位所處的溶洞、溶槽以及溶溝等。由于其對于樁基礎的設計非常重要，所以其重要性不能忽視。
3.2 施工探測法
確定溶洞位置的方式有很多種，施工探測法就是其中一種，它是在鉆孔施工過程中，利用沖擊響應（鉆頭處）、漏漿的位置以及反饋等來確定溶洞的位置。該種方法對于經驗和技術的要求不高，但必須對施工過程中人員的安全情況進行重點關注。施工探測法能夠初步分析溶洞的大小、形狀以及柱狀高度等。
3.3 地質雷達探測法
地質雷達探測法運用于施工前，利用高頻電磁波的發射，然后由雷達接收效果圖來判斷溶洞的具體情況，這是由于不同介質中電磁波的傳播速度以及損失存在不同，那么雷達接收的效果也就不同。該方法能夠對溶洞的發育情況以及位置、大小做出比較準確的斷定，是目前最為便利的溶洞探測法。
4.溶洞處置方法
4.1 溶洞高度1米到3米的處理方法
1米到3米之間的溶洞高度，其溶洞范圍較小，溶洞內是否存在半填充或全填充的填充物都能夠在地質報告中顯示出來，另外，漏漿現象是否在鉆孔過程中存在，這些都能夠對是否采應在鉆孔過程中取特殊處理措施進行有效判斷，如果這些情況都不存在，那么可按照常規樁基礎進行施工。銀盞高架橋1#、2#墩就是屬于這種情況，我們針對溶洞較小且洞內有填充物的特點，僅僅是放慢沖擊速度，減少進尺等措施進行處置，安全穿越溶洞。
如果溶洞內不存在填充物，而漏漿現象嚴重，那么就要根據漏漿的位置并結合地質報告來進行以下處理：（1）漏漿現象如果發生在溶洞或者其地層被嚴重破碎時，需要在孔內混合投入黏土、片石以及水泥，然后進行持續的沖擊，以達到穩固孔壁的目的。最后在水泥強度達到2.5mpa后再進行溶洞的穿越施工；（2）漏漿現象發生在鉆進巖層過程時，應在孔中投入黏土塊，該土塊的含砂量不應過高。下圖為高度在1米到3米之間的溶洞處理圖：
4.2 溶洞高度3米到5米的處理方法
1米到5米之間的溶洞高度，具有教小的多層溶洞間距，如果回填法無法將漏漿現象制止住，那么建議進行鋼護筒穿越的處理方法。首先進行開孔、擴孔，然后將鋼護筒振沉至溶洞底部。銀盞高架橋4#、7#墩經探測發現為三層溶洞，溶洞高度較大，該橋才用了鋼護筒安全穿越溶洞。
4.3 壓力注漿方法
對于溶洞裂隙比較多的工程情況，在樁基礎施工過程中，壓力注漿處理法也可以用來處理漏漿、塌陷等安全情況。壓力注漿法一般是在樁基周圍設置鉆孔布，然后再施加壓力進行水泥漿的灌注，最后固結溶洞填充物。針對較大的溶洞，可增加注漿孔的數量，注漿壓力為0.3～0.5Mpa，漿液的水灰比在0.8：1～1：1之間。
5.巖溶地質樁基礎施工質量控制措施
5.1 鉆孔灌注樁
5.1.1漏漿、塌孔
將質量較好的黏土及片石準備齊全，在孔口出現漏漿現象時，能夠將黏土以及片石及時拋填到里面進行處理。而溶洞上部的護臂壓力受到泥漿滲漏的影響造成塌孔現象，針對這種情況，應確保一定的沉渣或者一定的泥漿濃度，然后封堵溶洞的裂隙，以防止出現塌孔現象。
5.1.2卡鉆和埋鉆
造成卡鉆與埋鉆的主要原因是碎石在填充過沖中的下落，以及對鉆頭用力過猛。對這種情況的處理措施為：（1）當鉆已經進入溶洞位置時，應減少進入的尺度，對其速度進行有效控制，同時注意調高泥漿比重，如向孔內拋填黏土等，如此能夠防止碎石下落；（2）對于埋鉆的情況，應該事先準備一些拖拉設備以及鉆機撤離準備，將鋼絲繩系好，最后進行鉆孔。
5.1.3斷樁
預防斷樁安全隱患的具體措施為：（1）及時供應灌裝混凝土，維持兩輛以上的罐車在現場；（2）在混凝土灌注過程中，要對砼頂面高程進行及時測量，保持5m左右的導管長度；（3）如果存在漏漿現象，則隨漿面將導管同時下放，將導管進行深埋處理；（4）如果存在混凝土面不上升以及大量超灌的現象，則可暫停片刻再繼續灌注；（5）通知混凝土拌合站在進行灌孔之前應保證混凝土的及時供應。
5.2 挖孔灌注樁
?。?）對于較大的溶洞來說，為了防止出現護壁坍塌砼漫流以及斷樁等安全隱患，應采用片石進行砼填充處理；（2）對于較小的溶洞來說，可以采取封堵澆筑砼護壁的處理方式；（3）當挖孔至樁底設計高程時，為了保證樁基的結構安全，要在孔底進行鉆孔或釬探。
五、結束語
綜上所述，巖溶地質具有復雜的特性，其樁基礎施工更是具有很多條件限制，只有在施工之前對其地質進行詳細勘察，然后根據地質勘察報告，采取相應的預防以及處理措施，才能夠確保樁基礎施工的質量，以避免地質原因帶來的安全隱患。
參考文獻
[1] 劉洪洋.巖溶地區樁基礎施工[J].廣東公路交通，2013-08-30
[2] 崔小平；艾德春；楊軍偉；秦趣.巖溶地區的地基處理[J].水科學與工程技術，2012-04-25
[3] 張艷奇.巖溶地區樁基礎施工技術研究[D].昆明理工大學，2011-04-01
建筑資質代辦咨詢熱線：18382209800
咨詢熱線：18382209800 
