中铁二十一局集团第五工程有限公司 重庆市 400000
摘要：本文结合岩溶地基“先探后灌，探灌结合”的处理原则，提出了桩板墙处岩溶地基处理优化方案，介绍了桩板墙处桩周岩体加固及路基本体覆盖型岩溶地基处理施工要点，总结出桩板墙处岩溶地基处理技术，可为今后类似工程提供参考和借鉴。
关键词：桩板墙 岩溶 注浆 检测
引言
桩板墙是利用埋入稳定地层的桩体和桩周岩土的相互嵌制作用，将上部土压力传递至稳定地层，利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来抵抗悬臂段的土压力（下滑力），因此对锚固段地层岩土特别是桩周岩土的要求是比较高的，若锚固段桩周存在岩溶空洞，则直接影响到桩板墙的锚固力，导致上部桩体（悬臂段）变形过大和坡面局部垮塌，影响桩板墙结构的正常使用，因此除了对路基本体岩溶地基处理外，还应对路堑桩板墙处桩周岩溶进行加固处理。
一 工程概况
新建黔张常铁路位于渝鄂湘交界地带，自西向东穿越武陵山区、丘陵区、冲积平原区等地貌，沿线地质构造复杂。该线路正线全长336.274km，其中DK259＋901～DK259＋958段属丘陵阶地区，位于钟家铺向斜南翼靠近核部附近，向斜东段窄，向西渐宽，宽约4～8km，轴向N70～80°E，受褶皱构造影响，岩层有揉皱扭曲现象，产状较为杂乱，局部岩体较为破碎。该段路基右侧路堑边坡较陡，设6根2*3mT形桩板墙进行挡护，桩距6m，桩长20m。同时该段路基分布有0.7～12.4m页岩，下部灰岩有岩溶发育，发育有溶洞，属不易塌陷区。
二 方案优化
按常规施工方法，路堑开挖至桩板墙桩顶位置后，按设计开挖支护桩孔至桩底高程，再通过钎探等方法进行验底，仅能验证孔底以下一定范围内是否有空洞，而不能验证桩周是否有岩溶空洞。然而，该段地质结构复杂，岩体破碎，且山体陡峻，若不能及时发现和处理桩周岩溶空洞，则使桩的实际有效锚固长度减小，直接影响到桩的锚固力，在下一步路堑开挖悬臂段产生临空面过程中，易使桩变形过大甚至失稳。鉴于此，对该地段施工方案作出如下优化：桩孔开挖前，先对桩前后、桩底部的岩溶地基进行钻孔探查，发现空洞后先注浆加固，待注浆加固处理28天且检测合格后，在桩周岩体密实的条件下再进行桩孔的开挖，确保了施工安全及结构物的正常使用。
（1）桩板墙处钻孔布置
桩板墙处钻孔分为三种类型：桩前孔、桩后孔、桩中孔，孔径110mm。桩中孔钻至桩板墙桩底高程下10m，如发现溶洞，则钻至溶洞底板下2m。桩前、桩后孔钻至桩板墙桩底高程处，且低于路基面10m。当桩中孔发现溶洞后，周边4孔的孔深不低于此桩中孔的孔深。桩孔具体布置见图1。
图1.路堑桩板墙岩体注浆加固平面布置图
（2）注浆加固
桩周注浆的目的主要是加固桩周岩土，充填可能存在的岩溶空洞，以确保桩体锚固力。
采用水泥浆或水泥砂浆，通过试验确定水灰比、外加剂类型及掺量、注浆压力、注浆速度等参数，根据查明的注浆范围、深度，预估注浆量。
现场采用水泥浆液，水灰比为（0.8：1.0）～（1.0：1.0）。注浆过程中的参数根据现场注浆效果实时调整，参数取值的参考范围如下：①注浆机械为L300型搅拌机、注浆泵及自动记录仪；②注浆速度20～30L/min；③注浆压力0.2～0.5MPa，初期可先自流注浆，接近孔口时再有压注浆。
注浆终止标准：注浆压力逐步升高至0.5MPa，而10min持续注浆量在5L/min以下时，可认为该孔已达到充填要求。
三 路基本体岩溶地基处理
对于裸露型岩溶（地表出露可溶岩层，或可溶岩层上覆土层较薄）地基，一般直接将覆盖层揭开，铲除表面溶蚀部分，换填合格材料，如砂石、片石混凝土等。
覆盖型岩溶路基采取“先探后灌，探灌结合”的处理原则。下面从岩溶探查、钻孔布置、注浆、空洞处理及效果检测等五个方面，阐述路基本体覆盖型岩溶地基的处理措施。
（1）岩溶探查
桩板墙岩体注浆加固28天并经检测合格后，进行桩板墙施作，包括桩孔开挖、钢筋绑扎、混凝土浇筑、挡板预制安装、路堑及桩间土开挖等。开挖至路基面后，以地质雷达、高密度电法进行普查，找出物探异常区域，然后对物探异常区域采用二维瞬态面波法进行详查，进一步查明岩溶发育程度及发育区的位置、范围等情况，核查工程地质条件和水文地质条件，再布置先导孔进行验证。
（2）钻孔布置
本段属覆盖型岩溶地基，钻孔布置见图2。
图2.覆盖型岩溶地基路堑钻孔布置图
以①序孔作为先导孔，进入土石界面以下不小于10m，如发现溶洞，则深度进入溶洞底板以下不小于2m。②序孔在①序孔正方形中心内插加密，一般情况下进入土石界面以下不小于5m，但当①序孔发现溶洞时，其周边的4个②序孔孔深不得小于此①序孔孔深。
（3）注浆
对钻孔均没有探到溶洞、土洞的岩石完整段落，不需注浆。其他情况下，注浆上顶面为土石界面上3m、注浆下底面为土石界面下5m，当发现溶洞后，注浆下底面为溶洞底板下2m。
注浆工艺流程：注浆孔检查→安装注浆设备管件→注浆→注浆结束效果检查→封孔。按先外后内，先低后高的顺序进行。
（4）空洞处理
当遇到岩溶空洞，采用交替式灌浆方法，即先灌浆液，再灌砂砾，然后再灌浆液，如此反复，直到托底为止。最后用标准浆加压灌浆，灌浆时严格控制灌浆压力，直到压力稳定，托底固结灌浆终孔。
（5）效果检测
采用地质雷达、二维瞬态面波法、压水试验、钻孔等方法，通过和探查阶段资料对比，分析得出岩溶处理效果结论。检查应符合下列规定：①钻孔取芯及压水试验孔数不少于注浆孔总数的2%；②瞬态面波法检测点数不少于注浆孔数的5%；③电测深法检测长度不少于整治段落长度的10%；④不足20孔的注浆工程，检测点数量不少于3个点。
结束语
根据桩板墙处岩溶地基处理的优化方案，对路堑桩板墙处岩溶和路基本体岩溶地基分别进行了探查和处理，经检验评估，效果良好，可为以后类似地质条件下的工程项目施工提供经验。
参考文献：
[1]TB10106-2010，铁路工程地基处理技术规程[S].
[2]中交第二公路勘察设计研究院有限公司.公路挡土墙设计与施工技术细则[M].北京：人民交通出版社，2008.
[3]孙健家，汪水清.铁路岩溶路基与注浆技术[M].北京：中国铁道出版社，2014.
论文作者:郝胜利
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/6/4
标签：岩溶论文; 注浆论文; 地基论文; 路基论文; 溶洞论文; 钻孔论文; 锚固论文; 《基层建设》2018年第9期论文;