浅谈桩基工程采金洞病害及治理方案

2020-11-26周文峰

商品与质量 2020年31期

周文峰

甘肃万泰建设工程有限公司甘肃兰州 730000

钻孔桩基础是桥梁结构中应用最为广泛的一种基础结构形式，在部分库区及沿河两岸的桥梁桩基施工过程中会遇到采金洞病害，在施工过程中遇到此类采空区往往会发生塌孔、漏浆等问题，甚至在灌桩过程中发生塌孔导致断桩或成桩质量差等现象，对成桩效率及质量造成极大影响，因此采用合理方案处置采金洞病害对桩基质量至关重要。

1 工程概况

G345线峰迭至代古寺公路工程属于新规划的G345线国道在甘肃境内舟曲至迭部公路的一段，项目位于高山峡谷，两岸山体陡峻，地形受限严重，桥隧占比高，沿白龙江两岸布设31座大中桥梁，桩基数量多。白龙江两岸临河二、三级阶地砂金储量丰富，采金洞分布密集，一般沿阶地卵石层和基岩基座面交界处垂直河流方向向里开挖，为不规则的圆形洞，直径一般1～1．5m不等，埋深一般在15～25m之间。后因修建水库蓄水，水位上涨，江水倒灌进采金洞，造成洞室坍塌，形成松动空腔，对桥梁工程桩基施工造成较大质量病害[1]。

2 采金洞病害问题分析

项目桥梁桩基设计为端承桩，桩基必须深入持力岩层达到设计要求，项目所处地区采金洞深度为5m-25m之间不等，处于桩基深度以内，施工中多次遇到采金洞，主要包括以下方面：

2.1 漏浆

桩基范围内遇到采金洞会导致孔内泥浆流失、护壁脱落，为保证桩基泥浆护壁质量，需采用质量较好的红黏土来制造循环用泥浆及其护壁，成本方面较为高昂。

2.2 塌孔

漏浆后泥浆护壁脱落情况严重者会导致塌孔，尤其在地层变化处塌孔更为频繁，若处理方法不得当，采金洞封堵不密实，甚至会在水下灌注桩过程中发生二次塌孔，从而导致废桩。

2.3 卡钻

遇到规模较大的采金洞或在施工人员来不及操作钻机提起钻头的情况下发生大规模塌孔，或塌孔后部分岩石进入孔内，则极易出现将钻头卡在孔内的情况，对后续施工造成极大延误。

2.4 成桩质量问题

采金洞一般处于砂层中，采金洞处泥浆护壁较为薄弱，在施工及灌桩过程中扰动较大时部分砂石杂质容易进入桩内，导致出现沉渣过厚或夹泥现象，会对端承桩的成桩质量造成较大影响[2]。

2.5 工期问题

桩基对桥梁工程整体进度制约极大，遇到采金洞病害，对桥梁施工工期会造成较大延误，对项目整体进度影响极大，控制极为不利。

3 采金洞病害治理方案

针对不同情况下的桩基工程采金洞病害，结合施工现场实际情况，制定一整套相应的有效治理方案，保证成孔过程中不漏浆，或虽漏浆但不会塌孔，保证桩基顺利成孔。具体治理方案如下：

3.1 浅层采金洞且规模较小、地质情况较好时

采金洞位置较浅，可采用开挖回填方式，将施工机械设备转移后使用挖掘机对采金洞进行开挖，将地下采空区完全挖除后采用回填反压重新填筑桩基施工平台，填料可利用原地面料源或采用砂砾土，回填完成后使用液压强夯机对桩位处进行补强夯实，并在埋设护筒时在护筒周围浇筑一圈C15混凝土进行二次巩固措施。

采金洞位置相对较深，开挖工程量较大时，可采用回填片石砂砾土对小规模采金洞进行封堵回填。在遇到采金洞并漏浆后对采金洞规模进行观察，若采金洞规模较小，可将强度≥30Mpa的片石与砂砾土直接填入孔内，片石直径宜为30-50cm，回填高度应高于采金洞顶部1m以上，在回填完成后尽快使用钻头对孔内进行锤击夯实，将片石砂砾土充分挤入采金洞和裂隙中，确保采金洞洞口位置封堵密实。

3.2 浅层采金洞且规模较大、地质情况较差时

采金洞内没有水存在，可采用浇筑片石混凝土方式对采金洞进行封堵回填，根据桩基直径使用C15混凝土直接浇筑至孔内，并在浇筑过程中添加直径30-50cm的片石对采金洞洞口进行封堵，浇筑高度应高于采金洞顶部50cm，浇筑完成后在孔内回填砂砾土，待混凝土凝固后使用钻头对孔内进行锤击夯实，保证后期桩基施工不会二次漏浆。采金洞内有水，空腔较大且地质情况差，不易开挖回填的，采用安装长直钢护筒跟进方式处理。制作比设计桩径大30cm的长直钢护筒，护筒长度根据采金洞位置确定，确保深入采金洞以下至少2m，使用吊车吊装振动锤对钢护筒进行安装，确保钢护筒深入地层至采金洞以下位置。若地质情况极差可在安装钢护筒前采用片石混凝土回填后再进行钢护筒安装作业[3]。

3.3 深层采金洞病害治理

桩基施工中在孔口以下10m甚至更深处遇到采金洞并导致漏浆情况发生，由于采金洞位置较深，无法清晰观察到采金洞的规模、大小及周围地质情况，及时进行片石砂砾土回填施工，避免由于泥浆迅速漏完后孔内压力失衡而造成塌孔，回填高度为采金洞顶部1m以上，回填过程中切忌使用钻头进行锤击夯实，防止由于孔内无泥浆而扰动较大造成二次塌孔。回填完成后尽快补水，采用人工控制钻机进行短距高频次冲击钻进方式对回填物进行锤击夯实。一段时间内未发现二次漏浆，说明采金洞规模较小且地质情况较好，可在孔内添加泥浆进行循环，进行后续施工。重新钻进过程中还可加入水泥、烧碱与锯末，以增加孔壁的自稳能力，掺入黏土等其他材料时采用水泥袋包装后分层间隔投放于采金洞顶以上1m处效果更佳。在回填片石砂砾土并导入泥浆循环后仍出现二次漏浆，甚至塌孔的，说明采金洞规模较大且地质情况较差，可浇筑片石混凝土方式回填，浇筑高度应高于采金洞顶部50cm，浇筑完成后在孔内回填2m以上的封层砂砾土，并补水进行泥浆循环，添加一定的水泥或锯末。待混凝土凝固后使用钻头对孔内进行锤击夯实，保证后期施工不会二次漏浆。