大凉山复杂地形、不良地质桩基施工标准化技术研究

大凉山复杂地形、不良地质桩基施工标准化技术研究

叶健

四川路桥桥梁工程有限责任公司  四川 成都 610000

摘要：山区陡坡岩溶地区桥梁桩基施工受山区地形高差较大、沟谷纵横、稳定性差等因素影响，与平地桩相比有很大不同。当前山区陡坡桥梁桩基施工技术尚属起步阶段，较多的是参考平地桩，忽视了山区陡坡地形地貌复杂特性，缺乏一套系统的施工标准与管理措施，造成大开大挖现象比较普遍，桥位处岩土环境破坏较为严重，特殊地质未深入研究采用的不合理的施工工艺导致成桩质量难以满足设计要求，且因施工造成的坡面扰动，又给桥梁正常运营埋下安全隐患。

关键词：山区；陡坡；岩溶；桩基施工；标准化

引言： 在高速公路建设项目,应充分考虑地形地质条件对施工技术影响的基础上,对陡坡桩基施工标准化技术进行分析研究,并提出适用于山区陡坡地段的桩基施工工艺,桩基质量控制标准和施工事故防治措施,同时为避免及减轻坡面水冲刷与坡面失稳对桩基稳定性造成的影响,提出有针对性处治方案,形成一套山区陡坡桩基标准化施工技术。一方面为山区陡坡桩基施工提出合理有效的评价方法,提供重要的设计施工依据与技术支持,确保成桩质量；另一方面为山区陡坡桥梁的安全运营,维护,加固提供可靠的技术依据,具有一定的工程实用价值和理论意义。因此，深入开展山区复杂地形、地质桩基施工标准化技术研究十分必要。本文结合作者参与的大凉山高速公路项目建设经历，将相关研究和技术创新进行总结和阐述。

1. 陡坡坡面桩基施工安全防护标准化研究

本项目桩基绝大部分处于山体半山腰上、坡度40°～70°之间，地形高差比较大，存在沟谷纵横、稳定性差等情况，严重影响山区陡坡桥梁桩基的整体化建设，地质多为灰岩，岩性较硬且部分为顺层，建设好运输便道是桩基施工的必要保障。对于便道施工工艺、安全防护措施结合现场实际情况进行分析与研究，通过本次研究总结相关成果，为以后陡坡便道施工与防护提供类似的经验。

2. 山区陡坡桩基施工平台建设标准化研究

桩基施工的前提需要三通一平，在实际施工过程中由于山区陡坡桥梁桩基的设计初期阶段受到多种因素的影响，导致设计线路地形地貌特征比较复杂。对于陡坡坡面上要满足桩基施工缺乏必要的施工准备标准和管理措施，进而造成开挖情况严重，很难瞒住施工工艺的准备要求。结合桩位地质、地形条件，采用挡土墙半填半挖、通过搭设装配式钻孔平台等方式等进行研究，并通过合理的施工布局有效提高场地利用率。同时对于桩基孔口防护、人员安全防护、设备安全防护进行危险源辨识，制定切实有效的标准化防护措施，在今后的施工形成安全防护标准常态化。

3. 桩基施工工艺标准化研究

山区桩基施工常规的施工工艺主要是人工挖孔、冲击成孔，对于大型设备旋挖机运用较少。人工挖孔由于风险较高已成为落后工艺，对于难度较大不得不采用人工挖孔的桩基需要对其施工工艺进行研究与分析，人工挖孔主要工艺有爆破施工工艺和水磨钻施工工艺，结合设计图纸、地勘资料以及现场实际情况确定挖孔工艺，再通过开挖试验桩总结分析最终制定一套标准化工艺流程。

4. 桩基岩溶、溶洞处置分析与研究

大凉山地质多属于喀斯特地貌，岩溶、裂隙、溶沟、溶漕、溶洞均比较发育，桩基溶洞处治是一大难题。岩溶、溶洞对桥梁建设造成一定影响，很大程度侵害桩基完整性，削弱其最大载荷值，威胁到桩基基础的可靠性。通过在施工现场的实地勘查和研究,针对不同的岩溶地貌,总结岩溶地区桥桩基础施工的地基处理原则和要点，并对岩溶地区桥桩基础施工工艺选型进行分析,然后对岩溶地区桥桩基础施工过程中常见的问题加以探讨,给出相应的对策。针对岩溶地区各种不良的工程地质现象,分析出岩溶地区桥桩基础可能产生的质量事故,总结出其产生的原因,给出相应的预防措施,通过研究并提出了几种处理岩溶地区桩基处治的有效方法。

5. 桩基质量控制分析与研究

桩基工程的施工现场条件复杂,工序繁多,工艺要求高,桩基的质量主要取决于勘察,设计,施工等诸多方面。工程地质勘察报告的是否详细准确,设计取值是否合理以及施工中的材料,工艺,设备等等都是影响桩基础工程质量的因素,稍有不慎,便会造成质量问题或事故。若处理不及或不当,就会给工程留下隐患，所以对质量问题(或事故)的分析与处理是否正确得当,通常都会影响到桥梁的安全使用,通过本次研究分析，得出桩基施工质量受影响参数，形成成果报告，指导类似桩基施工。

6. 桩基施工环境保护标准化研究

山区陡坡桩基施工常常带来对山体植被的破坏，且大量的孔渣、泥浆排放难度极大，目前环境保护要求逐步提高，进行桩基施工环境保护标准化研究是非常必要的。山区高速建设桥隧比几乎达到95%以上，桥梁桩基密集，采用机械成孔难免造成泥浆无处排放的问题，通过建设标准化泥浆排放池，配套砂石分离系统、污水净化系统进行泥浆处置达到循环利用。人工挖孔陡坡亦造成山石滚落损坏植被等。通过本次研究，采用科学合理的新技术确保施工过程环境保护达到要求，并形成相关技术成果。

7. 核心技术和创新点

核心技术：

（1）钻孔灌注桩施工技术；

（2）地质钻探施工技术；

（3）水磨钻施工技术；

（4）混凝土施工质量控制技术。

创新点：

（1）在陡坡坡面上搭设装配化施工平台，采用钻孔灌注施工工艺降低施工安全风险；

（2）采用超声地质雷达、桩顶地质钻探对桩基岩溶发育程度进行验证；

（3）采用污水处理器、污水净化系统进行泥浆净化达到循环利用；

（4）桩基溶洞采用3D红外扫描成像技术，进行溶洞探测，研究讨论处治方案。

8. 技术路线及应用方案

在调查和收集国内外山区复杂地形、地质桩基施工有关资料的基础上，通过实验研究和理论分析，结合工程现场实际和试验检测数据，深入掌握桩基施工工艺技术，从便道修筑标准化、施工场地标准化、安全防护标准化、成孔工艺标准化、不良地质监测处治方法总结出一套完整的山区复杂地形、地质桩基施工标准化技术成果。

（1）施工便道、平台合理选择及稳定性监测

充分考虑地形、地质条件，通过无人机航拍形成3D模型，合理优化便道选线施工平台修筑方式。采用北斗边坡稳定性监测系统进行数据收集分析自动预警，施工平台采用挡土墙或刚平台，边坡采用挂网喷锚或喷播植草进行防护，通过对比选取最优的方案，降低施工安全。

（2）桩基成孔工艺技术

根据桩位实地放样调查，结合施工便道，对桩基成孔工艺进行深度研究，梳理施工工艺流程，加强技术管控措施确保安全，编制一套科学的作业指导书。区分人工挖孔、冲击成孔、旋挖成孔等所适用的范围，同时尽量通过技术手段在陡坡地带创造机械成孔条件，减少人工挖孔落后工艺的适用。

（3）桩基不良地质调查与处置

通过地质钻探、物探确定桩位下方是否存在溶洞，若岩溶较小则采用机械成孔，若岩溶较大则选用人工挖孔便于处置，针对较大溶洞需通过技术手段探明具体情况，分析研究得出解决方案。

结束语：在调查和收集国内外山区复杂地形、地质桩基施工有关资料的基础上，通过实验研究和理论分析，结合工程现场实际和试验检测数据，深入掌握桩基施工工艺技术，从便道修筑标准化、施工场地标准化、安全防护标准化、成孔工艺标准化、不良地质监测处治方法，总结出一套完整的山区复杂地形、地质桩基施工标准化技术成果，在今后应用于同类型桥梁建设中提供理论数据支撑和科学依据，具有较好的社会效益和经济效益。

参考文献：

[1］安航．贵州山区复杂地质条件下高速公路的桥梁基础施工［ J ]．交通世界，2018(14).

[2］王林峰，何静，傅奕帆，等．峡谷地区裸岩陡坡桥梁桩基筑岛施工技术研究［ J ]．人民长江，2021,52(11):141-145.

[3］王林．山区高速公路桥梁桩基施工技术研究（ J ]．工程技术研究，2022,7(2):80-83.

作者简介：叶健，（1988——），男，工程师，本科，从事施工管理。