岩溶区拼宽桥冲孔桩施工探讨

　　摘要：本文就某高速公路扩建工程岩溶区拼宽桥冲孔桩施工，对施工前及施工中的一些应对策略进行总结，望对同类工程提供参考。
　　关键词：岩溶区；拼宽桥；冲孔桩；策略
　　
　　某高速公路扩建工程拼宽桥多数位于岩溶区，旧桥勘察资料、施工记录及新桥勘察资料表明，桥位处地层岩性极其复杂。上部覆盖层为第四系全新统河流相松散冲击层，由粘土、亚粘土、亚砂土、淤泥、淤泥质土和砂层组成，总厚度一般为15～25m；基底为三迭系上碎屑岩和碳酸岩类岩石，岩溶极其发育。在岩溶区进行冲孔桩施工本身就存在一定难度，对于岩溶区拼宽桥冲孔桩施工，尚需考虑运营中旧桥的安全，则要求在施工前及施工中的一些应对策略更为周全。
　　一、岩溶区风险评估
　　在拼宽桥冲孔桩施工前，应熟悉各设计阶段的钻探和物探情况、查看工程现场周边环境、搜集旧桥施工资料，通过对所掌握的资料进行分析及整理，设定辨别条件，按一定的风险评估标准对岩溶区进行风险评估。可参考的辨别条件有：①钻孔和物探揭示的覆盖层特征，溶洞发育特征，地下水特征；②勘察钻孔期间出现过塌方或引起地表塌陷的段落；③旧桥桩基施工期间，进行了重点岩溶处治区域，或由于岩溶因素出现施工事故；④单个溶洞高度及填充情况；⑤临近钻孔综合遇洞率，以及初步判别连通情况；⑥溶洞顶板厚度及溶洞厚跨比；⑦拼宽桥桩基施工时，旧桥是否进行交通管制；⑧临近施工区域两侧的建筑物型式及重要性。通过对岩溶区风险进行评估，可为有针对性的地质补充勘察提供参考依据。
　　二、地质补充勘察
　　传统的地质钻探方法在非灰岩地区、岩溶不发育地区，因地质匀质性较好，作为判明地质分层情况的方法是可行的。但是，在岩溶发育地区，该方法却存在一定的局限性，地质钻孔取样所揭示的地质条件并不能完全反映桩位处岩溶、裂隙的发育状况。对于岩溶区风险评估较高的区域，为降低施工风险，应选择合适的物探方法进行地质补充勘探，进一步探明岩溶发育强度及分布规律，从而为拼宽桥新建桩基施工危险性评估工作及制定施工方案提供详实依据。
　　三、新建桩基施工危险性划分
　　根据新建桩基位置、附近地质情况以及旧桥基础性质对新建桩基施工危险性进行等级划分。
　　1、高危险等级桩基
　　①溶洞特点符合以下之一或全部情况：
　　桩位处存在单层溶洞的高度≥5m，且洞内无填充、半填充或填充物为淤泥状物质；桩位处存在串珠状溶洞，洞内无填充、半填充或填充物为淤泥状物质，且溶洞顶板厚度均≤1m时；桩位处存在暗河或与旧桥的溶洞很可能存在连通通道。
　　②覆盖层情况符合以下情况：桩位处覆盖层存在较厚的软弱层，如砂层、淤泥层等。
　　③旧桥桩位性质符合以下之一或全部的情况：桩位处对应旧桥桩基为摩擦桩或前后桩基存在摩擦桩；桩位处对应旧桥桩基及前后桩基均为嵌岩桩，但地质揭示周边覆盖层存在较厚的软弱层。
　　2、中危险等级桩基
　　①桩位处存在属于高危险等级桩基之外的单个溶洞或串珠状溶洞，且洞内均有较好的填充物。
　　②桩位处覆盖层存在软弱层，但较薄。
　　③桩位处对应的旧桥桩基或前后相邻桩基均为嵌岩桩。
　　3、低危险等级桩基
　　①桩位处无溶洞。
　　②桩位处覆盖层无软弱层。
　　四、溶洞处治方案
　　由于岩溶区拼宽桥冲孔桩施工的特殊性，在溶洞桩基的处理原则上，宜根据桩基施工危险等级划分情况，合理选择主动的预处理和过程处理措施，完善应急处理措施。如对于施工危险等级较高的桩基，应加强预处理措施，合理选择过程处理措施，尽量避免意外情况的发生；对于施工危险等级较低的桩基，可采取过程处理措施，完善应急处理措施。目前岩溶区溶洞的处理方法主要包括抛填法、注浆固结法、灌注混凝土填充法、钢护筒护壁法，旋喷帷幕法等，采用的处理方法及时机的选择应遵循处理原则，可参考的溶洞处治方案如下：
　　1、高危险等级桩基施工
　　①覆盖层处理方法：采用钢护筒护壁法，确保钢护筒跟进至岩面，并对护筒刃角采用抛填法进行处理；对应桩位处旧桥桩基为摩擦桩的情况，拼宽桥桩基周围宜先用旋喷帷幕法进行护壁，且应认真考虑是否采取加强护壁措施。
　　②溶洞处理方法
　　对于单层溶洞高度≥5m时，溶洞无填充或半填充，判定有连通通道时，可采用预注水玻璃+水泥浆进行处理，如无连通通道可采用双层钢护筒跟进法进行处理；溶洞全充填一般采用抛填法进行处理，必要时采用灌注混凝土填充法辅助成孔。
　　对于多个高度﹤5m的串珠状溶洞，溶洞无填充或半填充，判定有连通通道或溶洞顶板厚度≤1m时，可采用预注水玻璃+水泥浆进行处理，如无连通通道则可采用预注水泥浆进行处理；溶洞全充填一般采用抛填法进行处理，必要时采用灌注混凝土填充法辅助成孔。
　　对于溶洞存在型式较为复杂的桩基，则应结合处理原则，综合考虑处治方案。
　　2、中危险等级桩基施工
　　①覆盖层处理方法：选择钢护筒护壁法进行处理，钢护筒穿过软弱土层、松散砂层进行较好土层2m，并对护筒刃角采用抛填法进行处理。
　　②溶洞处理方法：选择抛填法进行处理，必要时采用灌注混凝土填充法辅助成孔。
　　3、低危险等级桩基施工
　　①覆盖层处理方法：按常规方法进行施工。
　　②溶洞处理方法：如遇到裂隙或不明溶洞漏浆，选择抛填法进行应急处理。如漏浆很快，则应快速回填至一定范围，确保覆盖层稳定后，再行分析原因，选择处理方案。
　　虽然开工前一般编制了桩基施工方案，但随着工程的开展，经验在不断积累，因此对岩溶区拼宽桥桩基施工制定“逐桩方案审查制度”是十分必要的，通过此种方式可引起工程技术人员的重视，另外通过多级或联合审查，可以在很大程度上确保方案的合理性。
　　五、桩基开孔顺序
　　在以往的岩溶区新建桥梁桩基施工中，对开孔顺序的选择重视不够，因此吃过很多苦头。在岩溶区拼宽桥桩基施工中，须重视开孔顺序的选择，可在一定程度上降低施工给旧桥及周边建筑物带来的风险，且在施工的过程中，通过不断探明地质情况，为调整或优化后期桩基的施工方案提供参考，还可进一步降低了施工风险。
　　1、对于溶洞发育较小，溶洞分布较为规律，且相邻桩基地质情况变化不大，桩底较为完整的微风化岩层厚度满足设计要求等地质条件较好的段落，可先进行桩基施工。
　　2、在小范围内溶洞较为发育，为避免新施工桩基造成塌孔，须先施工地址条件较差的桩基。
　　3、桩基施工中，应优先施工埋深较大的桩基，以便于施工中所得资料与原地质钻孔加强对比，为相邻桩基施工提供经验参考。
　　4、对于存在暗流的区域，应首先进行暗流上水向的桩基施工，以便改善下水向桩基的施工条件。
　　5、对于可能存在的溶洞连通情况，应间隔一个甚至多个桩位进行施工。
　　六、施工监测
　　有时拼宽桥施工是在旧桥正常运营情况下进行的，为了保证施工过程中旧桥安全，在项目开工前，应针对拼宽桥桩基施工制定详细的旧桥监测方案，并开展有针对性的监测工作。
　　1、监测内容主要包括旧桥墩柱及周边建筑物的沉降、水平位移、外观检查等。
　　2、监测频率应根据桩基施工危险等级划分情况合理设定。在桩基施工期间，高危区不低于1次/天，中危区不低于1次/2天，低危区可1次/5天，在出现漏浆现象时，应适当加大监测频率。在桩基施工完成后亦应监测一段时间，频率可降低，若监测数值没有大的变化，可停止监测。
　　3、对于监测预警值，应分别从旧桥的基础（摩擦桩、嵌岩桩等）、上部结构型式（连续结构、简支梁结构等）结合沉降类型来确定其预警值。不同的基础或不同的上部结构决定了其预警值的不同，应通过数值计算及研究等方法分类确定预警值。
　　4、监测仪器的精度可根据监测预警值大小来选择，但必须达到可靠预警的目的。
　　在开展施工监测过程中，应定期形成监测报告，对于监测中出现的较大突变数值，形成及时汇报机制，以便解决存在的问题。通过实施监测工作，对突发事件能起到很好的事前预防作用。
　　七、结束语 
　　在该扩建工程岩溶区拼宽桥冲孔桩施工中，通过施工风险评估，有针对性的地质补充勘察，划分桩基施工危险等级并制定审慎的溶洞处治方案，严格执行逐桩方案审查制度，严控施工现场管理，至目前，已完成拼宽桥200多根桩基施工，未出现不可遇见的安全或质量事故，并为后续施工积累了丰富的经验。
　　参考文献
　　[1]公路桥涵施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2011
　　[2]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册《桥涵》[M].北京：人民交通出版社，2000

《岩溶区拼宽桥冲孔桩施工探讨》

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