摘要：白坭河特大橋為新建廣州至珠海鐵路正線,于DK4+444.75～DK10+141.465之間，該橋為鐵路雙線橋，橋中心里程為DK7+293.10,橋全長5696.715m，共設有157墩2臺158跨。本文筆者主要分析論述了白坭河特大橋基礎施工之鉆孔灌注樁技術，可供同行參考，不足之處望請指出。
　　關鍵詞：特大橋，溶洞，鉆孔樁，施工技術，措施
　　前言
　　白坭河特大橋所經區域土層主要為第四系種植土、人工填筑土，第四系全新統以沖擊為主的海陸交互相層的淤泥、淤泥質粉質粘土、粉質黏土、黏土、粉土、粉砂、細砂、中砂、粗砂、礫砂、細圓礫土；石炭系的灰巖、角礫狀灰巖、粉砂巖、泥巖、石英砂巖、炭質頁巖、炭質灰巖、白云質灰巖等。地質鉆探資料和以往該地區其他工程施工資料揭示，特大橋所處灰巖土區，巖溶發育較為普遍，地表下溶洞、土洞較多且分布規律性差，充填情況不一，個別溶洞有豎向多發育特征，對特大橋樁基礎施工安全影響很大。
　　1基于特大橋鉆孔樁采用沖擊鉆成孔的分析
　　1）沖擊鉆構造簡單、操作方便、鉆頭提升靈活，在溶洞處理施工時較其他鉆機能更快速、更安全的做出有效反應。
　　2）白坭河特大橋鉆孔樁設計要求樁全截面嵌入完整弱風化泥灰巖層一定深度，樁長一般大于30m，成孔中需穿越較復雜覆蓋層和較厚泥灰巖層，沖擊鉆較其他鉆機對這種條件有更強的適應性。
　　3）沖擊鉆能擠土堵塞溶洞和裂隙，鉆進過程中可對部分溶洞進行有效處理。
　　根據白坭河特大橋所經區域以往工程建設中和在建武廣客運專線，巖溶發育地區鉆孔樁成樁施工經驗和相關資料，結合白坭河特大橋自身地質特點和以往施工經驗及現場條件，對鉆孔樁施工中的溶洞處理主要采用以下方案：當溶洞有填充物時采用巖溶注漿法、溶洞為空洞且洞高3m以內時采用拋填片石法、溶洞為空洞洞高3m以上時采用護筒跟進法。
　　2特大橋鉆孔樁施工技術分析
　　2．1巖溶注漿法
　　地質鉆探資料揭示有填充物的溶洞，可采用巖溶注漿法，在鉆孔樁施工前先進行預處理，通過注漿孔向溶洞內注漿，利用漿體固結填充物和流砂，或用漿體填滿溶洞。在固結體達到一定強度以后再進行鉆孔施工，防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發生，保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。具體施工方法及工藝如下：
　　1）由于溶洞的不規則性，選擇比較經濟有效的靜壓化學注漿法。
　　2）在有溶洞的樁位四周均布4個注漿孔，孔徑80mm，孔深要求達到最深溶洞的底部。材料：普通硅酸鹽P32.5水泥與化學漿。
　　3）漿材的特點要求：能在幾秒或在幾十秒內瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內且不流失，材料的利用率高，比較經濟。漿材的結石率為100％，即1m3體積漿材可得1m3結石體。對溶洞中的砂、礫等土體，漿液通過滲透作用板結砂和礫；對于溶洞中的稀土、亞粘土等土體，漿液通過劈裂、擠密作用加固土體；對半填充溶洞的空間，漿體通過充填作用填滿溶洞。
　　4）注漿時進行全孔注漿，要求少量多次、反復注漿。
　　2．2拋填片石法
　　拋填片石法，操作簡單，效果明顯，在工程實踐中被廣泛應用，施工方法和工藝較易掌握。拋填片石可分為兩個階段，一是溶洞頂板擊穿前，二是溶洞頂板被擊穿后。
　　鋼護筒難以下沉至理想深度，埋設較淺時，鉆進中接近溶洞頂板1m左右時，向孔內回填2～3m高片石，采用小沖程，將片石擠壓至孔側壁內，如此反復幾次，在溶洞頂板以上形成相對穩固的孔側壁，以免擊穿溶洞頂板時，孔側壁土體隨泥漿流失造成坍塌。溶洞頂板被擊穿后，鉆孔樁內泥漿面會快速下降，為保證孔內水頭，應立即向孔內補漿，并同時用挖掘機向孔內拋填片石和黏土，進行堵漏，待孔內泥漿面穩定后，重新開鉆，如此反復幾次，片石和黏土組成的混合物在溶洞內形成固壁，完成護壁和堵漏工作。如下圖1所示。
　　圖1鋼護筒護壁及堵漏示意圖
　　2．2．1施工就緒工作
　　每根鉆孔樁開鉆前技術人員對該樁位的地質情況進行技術交底，并組織施工人員和樁機手進行學習，做到人人了解溶洞位置、大小和構造，充填情況、頂板巖性和厚度，以及溶洞的描述等。選擇在處理土（溶）洞方面有著豐富施工經驗的施工隊伍負責樁基施工。
　　施工前在孔口附近儲備一定數量的片石和黏土，數量視溶洞大小而定，片石和黏土重量比例為1:1。儲備足夠長的鋼護筒，以備處理突發事故用。挖掘機1臺，用于向孔內投放片石和黏土。同時采用大泥漿池，增加泥漿制備量，較正常施工時多出50m3的泥漿，以備漏漿時使用，同時加大泥漿稠度，采用優質膨潤土或黏土現場造漿。
　　2．2．2鋼護筒施工
　　鋼護筒采用8mm厚鋼板卷制，其管徑比樁徑大10～20cm，采用打樁機或45kw振動錘下沉鋼護筒。鋼護筒理想打入深度應下沉至巖層，當覆蓋層較厚，摩擦阻力過大，下沉有困難時，下沉至機械能打入的最大深度。樁機沖孔過程中可能會使得鋼護筒下陷，遇到此類情況應及時跟進鋼護筒，直至護筒沉陷達到穩定狀態。
　　2．2．3鉆孔
　　穿越一般地質按正常施工速度鉆進，當鉆至距溶洞頂板1m左右時，如果鋼護筒未下沉至此深度，按“溶洞內拋填片石示意一”處理，改為小沖程快頻率，提繩高度控制在1m以內。
　　2．2．4擊穿溶洞頂板
　　這是溶洞施工的一道關鍵工序，存在著地面塌陷、鉆機傾覆、人員傷亡等危險。在擊穿洞頂之前，應派專人負責觀察鋼護筒內泥漿面的變化，一旦出現泥漿面迅速下降，應立即向孔內補漿，同時提出鉆頭，用挖掘機按1:1的重量比例向孔內投入現場儲備的片石和黏土，進行堵漏。待泥漿面不再下降并穩定后，用小沖程輕打擠壓，慢慢將片石、黏土擠壓到溶洞中，堵塞溶洞通道，如此反復操作，直至不再漏漿為止。再轉入小沖程沖孔固壁成孔，以順利穿越溶洞。
　　2．3護筒跟進法
　　護筒跟進法的核心是利用鋼護筒做護壁，鋼護筒應具備足夠的剛度，以抵抗擊穿溶洞時鉆孔側壁土壓力。對于大型溶洞和多層串聯溶洞，實際施工經驗表明，采用護筒跟進法，能取得較好效果。施工中鋼護筒跟隨鉆頭進尺，直至穿越溶洞。如圖2所示。
　　
　　1）對于護筒跟進法施工中，穿越小溶洞時（高度3m以內），可直接拋填片石和黏土混合物，按照拋填片石法進行處理，以減少鋼護筒跟進級數，從而降低施工難度和節約成本。
　　2）護筒級數以10cm遞減，根據樁徑和計劃下鋼護筒級數，確定最初開孔直徑。下沉內層鋼護筒時，鉆頭為D+10cm的鉆孔，由于沖進中擴孔原因，可以安裝外徑D+10cm的內層鋼護筒。
　　3）由于溶洞底部巖面傾斜，護筒刃腳處有可能與巖石接觸不嚴密，導致泥漿流失，施工時應盡量下沉鋼護筒，直至不能下沉為止。
　　3溶洞區域施工常見問題分析
　　溶洞區域施工常見問題主要表現在：
　　1）沖孔中穿透溶洞頂板，泥漿就會大量流失，從而喪失泥漿的護壁和平衡作用，從而引起塌孔，若處理不及時，還可能引起大面積塌方。
　　2）穿越溶洞時，溶洞頂和溶洞底巖層有傾斜或者巖層厚度不均勻，還由于巖溶地區，本身存在基巖面高低起伏，壁面陡峭，因此鉆進時易發生偏孔。
　　3）卡錘、掉錘、埋錘
　　卡錘的原因和形式多種多樣，由于灰巖硬度高，故在某斷面上不能很快開成圓形，而是類似于梅花形，錘體在升降過程中是自轉的，當錘體斷面跟樁孔梅花形斷面不吻合時就被卡住了。當錘底一角正好碰到斷面中的突起處，錘體猛然傾斜，就會出現橫卡現象。又由于石灰巖基巖表面起伏凹凸不平，如果錘體在類似“>”形巖溝中沖擊，就又可能出現卡錘。掉錘、埋錘是由于樁錘突然沖穿溶洞頂板，錘體懸空，瞬時拉力過大，鋼線繩被拉斷，造成掉錘。如隨即產生塌方就造成埋錘。另一種掉錘情況是由于卡錘時提錘用力過大，拉斷鋼絲繩而掉錘。
　　4）灌注水下混凝土時，混凝土或者混凝土中的水泥漿從未堵塞住的縫隙流失，造成混凝土超灌嚴重，水泥漿流失樁身混凝土質量偏差。
　　4溶洞區域施工技術措施
　　由于巖溶發育地區地質情況異常復雜，樁基礎施工中存在著較多不確定因素，雖然施工前進行逐樁鉆探，也難以保證準確全面了解樁基地質情況，對溶洞處樁基礎施工時，應密切關注現場變化，以對出現的異常情況及時發現并迅速做出處理。
　　4．1溶洞處理施工以預防為主
　　對已探明的大溶洞，樁基礎施工前進行注漿處理。用拋填片石法和護筒跟進法處理溶洞時，預先備足填料和鋼護筒、足夠量的泥漿和施工機械。
　　4．2沖孔至溶洞頂板1m左右時，適當加大泥漿的比重和泥漿制備量，每個孔位配備2臺或以上的泥漿泵。采用小沖程快頻率進尺，同時派專人觀察樁孔內泥漿面變化。
　　4．3擊穿半填充、溶洞內填充物為軟弱性黏土或淤泥等，進入溶洞后，均應立即向樁孔內投入片石和袋裝黏土，超出溶洞頂面2～3m，然后用小沖程的方法沖擊投下的混合物，使其擠入溶洞、裂隙中，如此反復操作來堵塞溶洞通道以固壁。
　　4．4鉆頭在擊穿溶洞頂板時，可能會滑落溶洞中，而提錘時又易被溶洞頂板巖石卡住而造成埋錘。施工時在溶洞范圍內，嚴禁打松錘，應繃緊鋼絲繩，采用小沖程進行低打緊擊，發現漏漿時，立即講鉆頭提升至孔口。巖溶水一般呈酸性，在鉆孔過程中一旦進入泥漿則會使泥漿呈酸性而導致沉淀，這是可投入小蘇打進行中和，以保證泥漿質量，避免塌孔。
　　5結束語
　　建筑產品的質量事關社會的公眾利益和公共安全。因此，作為建設工程的參與者，施工企業必須以對國家、對人民、對子孫后代高度負責的精神，切實增強質量責任意識，從施工過程的各個環節、各個方面落實質量責任，確保建設工程質量。白坭河特大橋在溶洞處理施工全程中統一指揮、密切配合、按部就班取得了良好的工程效果。