一、工程概況
廣州新白云機(jī)場(chǎng)位于廣州花都區(qū)花東鎮(zhèn)與白云區(qū)人和鎮(zhèn)交界處，距廣州中心約25km，西面有京廣鐵路、107國(guó)道和106國(guó)道，東側(cè)有105國(guó)道，交通便利。
廣州新白云機(jī)場(chǎng)橋梁工程一標(biāo)段包含1＃和3＃兩座滑行道橋、部分引橋和擋土墻。兩座滑行道橋位于飛行區(qū)南端，是供各類飛機(jī)于東西飛行區(qū)滑行的，橋?qū)?5m、長(zhǎng)92m。
滑行道橋?yàn)?跨連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，沖孔灌注樁基礎(chǔ)，W形薄壁造型墩，有4跨分別跨越上下行南主進(jìn)場(chǎng)道路(主車道單向4車道；副車道單向2車道，預(yù)留1車道)，中跨跨越綠化帶(綠化帶下面是輕軌地鐵線)。
兩座橋的樁基采用沖孔灌注樁，共有296根，其中橋臺(tái)下有168根，直徑為1200mm，樁間距為3.2m；橋墩下有128根，直徑為1500mm，樁間距為4.0m。樁長(zhǎng)視地質(zhì)情況而定，有34.46m~11.21m不等。灌注C25水下混凝土共7828.4m3。
二、地理、地質(zhì)概況
工程場(chǎng)區(qū)位于廣花盆地西北部的盆地邊緣，屬珠江三角洲北部邊緣；場(chǎng)區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫21.5℃，年降雨量1739mm；地震烈度為Ⅵ度。
根據(jù)最初詳勘資料，1＃橋的30個(gè)鉆孔位和3＃橋的51個(gè)鉆孔位有土洞或溶洞分布。后經(jīng)超前鉆復(fù)查，又發(fā)現(xiàn)了很多新溶洞，因此，遇土洞、溶洞的樁基數(shù)量由1/5發(fā)展到1/3。
場(chǎng)區(qū)底層主要由沉積層和基巖組成。沉積層為第四系沉積，有表土、粘性土、砂性土等，其中粘性土為具弱脹縮性的膨脹土；各層土的埋深和厚度變化較大。在沉積層下部有土洞(分空土洞和有堆積物土洞2種)分布。
場(chǎng)區(qū)地處珠江三角洲巖溶發(fā)育地段，有2/3為石灰?guī)r，巖層分布相對(duì)較淺，但巖面起伏較大，有人形象的說整個(gè)場(chǎng)區(qū)下面就象“桂林山水”。石灰?guī)r為巖溶含水層，有多層溶洞發(fā)育，溶洞也有空溶洞和有堆積物溶洞之分。
三、樁基施工
1、樁基設(shè)計(jì)
樁基由中國(guó)民航機(jī)場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院設(shè)計(jì)，樁均為端承嵌巖樁，即樁底嵌入微風(fēng)化巖深度為1.5倍樁徑，樁底持力層厚度不小于樁徑的3倍；φ1200樁的設(shè)計(jì)承載力為3400kN，φ1500樁為5850kN。一樁一鉆地質(zhì)柱狀圖的巖面情況和土溶洞情況很不詳細(xì)，于是業(yè)主對(duì)3＃橋7根樁進(jìn)行超前鉆詳勘決定補(bǔ)充進(jìn)行了大量的超前鉆，
要求采用預(yù)埋聲測(cè)管檢測(cè)樁基質(zhì)量，并輔以少量高應(yīng)變檢測(cè)。聲測(cè)管為φ50mm鋼管，對(duì)φ1200樁，對(duì)稱布置2根聲測(cè)管、φ1500樁布置3根，120°分布。
2、施工方案
由于地質(zhì)情況復(fù)雜，土、溶洞有4種情況：①覆蓋層中的土洞內(nèi)一般有充填物，但不密實(shí)，空洞范圍一般也不大；②基巖中的小溶洞，且洞內(nèi)無充填物，或有充填物，但不密實(shí)，即小空洞；③基巖中的大溶洞，且洞內(nèi)無充填物，或有充填物，但不密實(shí)，即大空洞；
我們從實(shí)際情況考慮，制訂了先易后難的總體施工原則，即把巖面情況較平、無溶洞或只有單只小溶洞的先施工成孔，等基本摸清溶洞情況并采取加固措施后，再解決那些大溶洞。
(1) 對(duì)①、②兩種情況，采用常規(guī)的溶洞處理方法，即洞頂打穿后拋填粘土、碎石、整包水泥后沖擠壓密實(shí)，凝固后復(fù)沖。
(2) 對(duì)③、④兩種情況，則先進(jìn)行溶洞內(nèi)的充填加固，把土、溶洞用水泥、粉煤灰漿填滿，養(yǎng)護(hù)7天后再進(jìn)行成孔。對(duì)少量上面覆蓋層地質(zhì)較差的、砂礫層很厚的、一旦漏漿會(huì)塌孔的第④種情況，則采用加打鋼護(hù)筒護(hù)壁措施。
3、樁基成孔施工的注意事項(xiàng)?
(1) 在成孔過程中，要特別注意快到土洞、溶洞的洞頂時(shí)，應(yīng)低錘沖擊，防止卡錘、掉錘現(xiàn)象。
(2) 遇較大的土洞、溶洞時(shí)，先在孔口附近準(zhǔn)備好足夠的塊石、粘土、水泥。在洞頂打穿時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)漏漿，要迅速填堵，防止塌孔。一般土洞、溶洞洞頂擊穿后，樁孔中泥漿會(huì)很快下降，此時(shí)要用鏟車及時(shí)將準(zhǔn)備好的塊石、粘土、水泥按適當(dāng)?shù)谋壤龗伻?，直至孔中的泥漿停止下降，并慢慢上升，此時(shí)可用沖錘進(jìn)行適當(dāng)擠壓，反復(fù)拋塊石、粘土、水泥，直至把樁基兩側(cè)的溶洞都填滿或堵死為止，最后補(bǔ)充滿泥漿再重新成孔，溶洞較大的最好等1～2天后再重新沖孔成樁。
(3) 如果遇較大的土洞、空溶洞時(shí)，則先注漿，后成孔，這樣可防止地面下陷和發(fā)生卡錘、掉錘現(xiàn)象，又能加固地基。
(4) 有土洞、溶洞的地段，特別是那些土、溶洞覆蓋面較大的地方，包容數(shù)根樁基，施工時(shí)要先施工深的樁基，由深至淺，保證安全。
(5) 如果巖面是斜面，要多次拋塊石糾斜，因?yàn)榇蛐睅r比打全巖要多花3～5倍的時(shí)間。
(7) 終成孔后，一定要用5m以上的鋼籠探孔器進(jìn)行探孔，清孔換漿一定要徹底，特別是二次清孔后的沉渣一定要符合標(biāo)準(zhǔn)。
(8) 混凝土坍落度以18~22cm為宜；澆筑導(dǎo)管必須密閉良好，澆筑時(shí)先放置隔水塞，澆注混凝土必須連續(xù)、快速；澆筑混凝土備料應(yīng)不少于10m.3。
四、土洞和溶洞的注漿加固
1、工藝流程?
超前鉆孔完成后，立即在鉆孔內(nèi)下注漿塑料管至洞底；并用純水泥漿封堵，待封閉漿凝固后，在塑料套管(1節(jié)長(zhǎng)33cm)中插入雙向密封注漿芯管，開啟注漿泵進(jìn)行注漿，控制注漿量；當(dāng)注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)量時(shí)，上拔注漿管，直至結(jié)束；注漿結(jié)束后，清洗注漿設(shè)備，防止殘留漿液凝固，堵塞管路。
2、注漿主要技術(shù)參數(shù)?
注漿壓力：0.1～0.2MPa?
注漿流量：8~10L/min?
漿液配比(重量比)：?水泥∶粉煤灰∶水=1∶0.6∶1
水泥∶膨潤(rùn)土∶水=1∶0.03∶0.6
封堵料配比(重量比)：水泥∶粘土∶水=1∶1.5∶1.88
3、注漿施工?
對(duì)有充填物的土、溶洞進(jìn)行高壓劈裂注漿；無充填物的進(jìn)行灌填注漿，并在洞頂布置透氣管。
待塑料注漿管全部安放完畢后，開始注入高壓水泥漿，壓力為0.3~0.4MPa，利用漿液的流動(dòng)性，在壓力作用下，充滿空洞及裂隙。
觀察透氣孔返漿情況，便可基本掌握洞內(nèi)充填情況是否滿足要求。若土溶洞體積較大，考慮到漿液固結(jié)密實(shí)，則可利用塑料管進(jìn)行多次注漿，以保證洞內(nèi)完全被水泥漿液所充填。
五、套管鋼護(hù)筒
φ1200mm樁的套管鋼護(hù)筒的內(nèi)徑為1350mm，φ1500mm樁的套管鋼護(hù)筒內(nèi)徑為1650mm，分別采用10~12mm厚的鋼板卷制而成。采用的鋼護(hù)筒長(zhǎng)度為24~32m，分節(jié)運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)。
有大溶洞需要打鋼護(hù)筒的樁基，先用φ1350mm或φ1650mm的樁機(jī)錘成孔至溶洞頂，并采用高密度護(hù)壁泥漿，然后移開樁機(jī)，采用60kW以上的振動(dòng)錘和25t以上的吊機(jī)配合打設(shè)鋼護(hù)筒。鋼護(hù)筒采用分節(jié)吊裝焊接，分節(jié)高度為8.0~10.0m，孔口對(duì)焊，振打入樁孔內(nèi)，一般每節(jié)振打只需5~20分鐘(不包括吊裝焊接)。
六、實(shí)施情況
樁基工程由2001年10月底開工，到2002年2月底結(jié)束。施工過程中，曾發(fā)生過以下幾方面的情況：
1、原設(shè)計(jì)樁底巖層不好。多次遇到?jīng)_孔快到終孔標(biāo)高了，但巖樣不是微風(fēng)化巖，不能終孔，需超前鉆取樣重新確定樁底標(biāo)高。
2、未探出的小溶洞。有幾次快到終孔時(shí)，突然進(jìn)尺很快(達(dá)50~60cm)，超過樁底標(biāo)高，估計(jì)遇到了未探出的小溶洞，只能超前鉆取樣重新確定樁底標(biāo)高。
３、意外跑漿。地質(zhì)資料揭示無溶洞或只有很小的溶洞，但突然發(fā)生跑漿，估計(jì)是擠破了旁邊大溶洞的洞壁，或小溶洞與旁邊的大溶洞是相連的。
４、遇到地質(zhì)勘查時(shí)的鉆桿和套管。地質(zhì)勘查時(shí)往往發(fā)生鉆桿和套管掉到鉆孔中取不上來的現(xiàn)象，成孔時(shí)發(fā)生了偏孔，還損壞了沖錘。
?。?、卡鉆、掉鉆現(xiàn)象。
七、結(jié)語
盡管地下情況千變?nèi)f化，但通過我們的認(rèn)真分析，采取有效的對(duì)策、措施和嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理，整個(gè)樁基的質(zhì)量是符合設(shè)計(jì)要求的，達(dá)到優(yōu)良級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(超聲波檢測(cè)結(jié)果一類樁占98%以上，其余也均為合格樁)。通過本工程的實(shí)踐，我們認(rèn)為：采取注漿加固是對(duì)付土溶洞最有效、最經(jīng)濟(jì)、最合理的施工技術(shù)措施，而鋼護(hù)筒由于費(fèi)用較高，不宜多用。