《高速公路桥梁桩基施工中溶洞处理技术》
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【摘 要】随着高速公路建设规模的逐渐增加,高速公路桥梁施工建设中常常会遭遇到溶洞等方面的地质问题,已经成为影响高速公路桥梁工程质量的关键性因素,直接影响到高速公路桥梁工程稳定性和安全性.溶洞具有较为复杂的地质结构,直接增加了高速公路桥梁桩基施工的难度,所以要深入分析桥梁桩基施工中溶洞处理技术,确保桩基施工的顺利进行.本文主要以怀芷快速干道高堰西路（湖天大道至舞水大桥东）项目为例阐述高速公路桥梁桩基施工中溶洞处理技术内容,希望能够对相关人士有所帮助.
【关键词】高速公路;桥梁桩基;溶洞处理技术
1.案例基本概况
怀芷快速干道高堰西路（湖天大道至舞水大桥东）项目东起湖天大道,西至沿河路,是怀芷城际大道中的一段.桥梁起点桩号为K1+492.000,终点桩号为K1+784.000,桥梁跨径布置为（3×40）+（4×40）m,桥梁中心桩号为K1+638.000,桥梁全长292m.桥面宽度：6.5m（含人行道4m+2.5 m非机动车道）+14.5 m机动车道+14.5 m机动车道+6.5m（含人行道4m+2.5 m非机动车道）等于42m,上部结构采用预应力砼连续组合箱梁,下部结构采用柱式墩、柱台、U型台、钻孔桩基础.桥梁设计汽车荷载为城市-.本项目共有58根桩基,有两种规格,分别为：Ф150cm,Ф180cm.其中：0#桥台桩径为Ф150cm,共16根;1#墩～6#墩桩径为Ф180cm,共6根;7#桥台桩径为Ф150cm,共6根.桩基钢筋主筋采用HRB400 25mm钢筋,箍筋采用HPB300 12mm钢筋.
2.溶洞处理技术分析
2、1小型溶洞的处理技术
为保证溶洞处理的安全可靠,对于小型溶洞采用回填膨润土+片石+水泥堵洞固壁法,具体施工方法如下：
第一,在利用冲击钻实施钻进时一定要特别关注护筒内部泥浆面高度的变化情况,一旦内部泥浆面出现快速下降的情况就要立即对其进行补水浆.
第二,在正式钻孔前需要在桩机周边合适位置配备相应的膨润土（≥20m?）、片石以及袋装水泥,一旦泥浆面产生下降就要利用通过大型的挖掘机将之前准备好的膨润土+片石+水泥投入到钻孔当中.片石和膨润土按照3：1的比例投放,回填高度高于溶洞处3m以上.片石强度必须采用强度高的片石.然后采用低提慢进的方法重新冲孔,通过冲孔堵住溶洞并重新造浆.
第三,当再次漏浆时,表明上述方法无法完全保证处理后的效果,孔壁强度无法满足相应的要求,必要时采用下述的多层溶洞处理方法进行处理即回填片石混凝土,对孔壁的强度进行相应的加固,达到填充溶洞及固壁的作用.
第四,在钻孔时出现较大面积的塌孔或者泥浆快速流走等问题,若是钻孔时造成原有泥浆面大程度下降（超过2m）,那么就说明钻孔时已经破坏了原有小型溶洞而形成了更大的溶洞,需要采取其他方式处理.
2、2中型溶洞的处理技术
对于中型溶洞来说,可以通过片石混凝土固壁法进行施工处理,具体施工方法如下：
第一,按照具体的地质勘察情况,在中型溶洞桩基施工过程中需要安排专人特别关注钻机周边地面、岩样、护筒泥浆面的变化情况,要牢牢记住相关资料中所记载的溶洞位置.
第二,在钻孔到击穿洞顶之前要采取小冲程的方式来进行,缓缓对洞顶造成冲击,以此种方式来避免发生卡冲击锤的情况.
第三,若是产生了泥浆面下降、孔内部水位较大的改变、泥浆的稠度和颜色发生较大变化或者钻孔速度明显加快并且没有产生偏孔的情况,这就说明已经钻透溶洞顶部而进入到了溶洞.
第四,之后通过较大功率泥浆泵实施补浆补水施工,同时要及时将冲击锤提出,避免造成冲擊锤埋设的问题.
第五,根据片石混凝土填充的方案将提前准备好的导管迅速放入孔内,接好料斗,将等待在旁边的混凝土搅拌车就位,朝孔内进行混凝土填充.后续的工作参照片石混凝土填充的相应工序进行施工.
第六,由于中型溶洞的体积较大,需要的相应的材料多,搅拌站和现场根据需要进行提前备料,确保遇到紧急情况时可以及时处理.
第七,若同一溶洞封堵后再次塌孔,出现漏浆的现象,未能有效封堵住溶洞,为降低灌注桩时塌孔风险,按下述钢护筒跟进法方案处理.
第八,在失漏的泥浆完全消失之后就可以进行正常钻进施工,通过重复上述操作直到钻孔完全穿过溶洞.在将溶洞顶、底板完全击穿之后,要利用小冲程、低频率的方式通过钻锤对溶洞顶底板进行修整,确保所形成桩孔的圆滑性,避免后续施工时出现卡钻等问题.
2、3大型溶洞的处理技术
对于大型溶洞来说,因为其具有非常大的泥浆侧向压力并且自稳性相对较差,所以可以通过灌注砼护壁二次成孔钻进法进行施工.具体施工方法如下：
第一,按照具体的地质勘察情况,在大型溶洞桩基施工过程中需要安排专人特别关注钻机周边地面、岩样、护筒泥浆面的变化情况,要牢牢记住相关资料中所记载的溶洞位置.
第二,钻孔过程中要进行有效控制,在距离洞顶1m左右位置要逐渐放缓钻进进程,可以改为小冲程的方式逐渐将洞顶击穿,避免发生冲击锤卡死的情况.一旦出现漏浆就表明已经产生穿孔,此种情况下要利用通过泥浆泵向孔内补充泥浆,避免发生孔壁坍塌的问题.另外,要一定程度上提升泥浆的比重,避免涌水、涌浆造成泥浆的稀释而降低泥浆护壁能力,防止产生孔壁坍塌的问题.
第三,钻到溶洞底板位置后要向孔内部灌注水下片石混凝土,确保其累计到溶洞顶部1m之上位置.待混凝土达到75%强度后,重新钻进.
2、4特大型溶洞的处理技术
因特大型溶洞的溶洞高度大,对钢护筒的侧向承受力要求高,故在采用与大型溶洞相同溶洞处理方法的同时,对钢护筒材料的要求进行相应的提高.具体要求如下：
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