浅析桥梁桩基溶槽处理技术

张少锋

(贵州省公路工程集团有限公司)

浅析桥梁桩基溶槽处理技术

张少锋

(贵州省公路工程集团有限公司)

加强对桥梁桩基溶槽处理技术的研究，主要介绍了溶洞探测技术和桥梁桩基溶槽的相关处理技术。

桥梁;岩溶;桩基;溶洞;探测

1 引言

石灰溶岩地区桥梁桩基的持力层为石灰岩，岩质一般较坚硬，岩层中裂隙、溶洞、溶槽、石笋发育，岩面倾角大且不规则，给施工带来很大的困难，轻者会导致出现各种施工问题，比如掉钻、卡钻、埋锤、梅花孔、漏浆、塌孔等，重者会威胁人们的行车安全和桥梁的运营安全。因此，要充分了解桥梁桩位所处地区溶洞，评价岩溶地基的稳定性，并在施工过程中采取稳妥地防治措施，才能保证施工顺利进行、桥梁运营安全。众所周知，岩溶是由可溶性岩石长期受含有侵蚀性CO2的动态地水下作用而形成的，具有化学溶蚀和机械破坏作用成因。在附加荷载或振动作用下，如果建筑物地基岩层内存在溶洞，将对地基的稳定性产生确定性的影响，主要表现为以下几个方面，溶洞顶板坍塌导致地基突然下沉;溶洞顶板不断坍塌导致地基产生不均匀沉降;基础之下的岩层沿倾斜的软弱结构面向溶洞方向滑动，导致地基失稳;出现涌水及淹没等突发事故，使地基条件恶化。因此岩溶地基的破坏，将是严重的，甚至是毁灭性的。

2 溶洞探测技术

2.1 超前钻探

在工程地质勘测工作中，钻探是广泛采用的一种最重要的勘探手段，科韵获得深部底层的可靠地质资料，因此在施工首根桩时，应该按照设计桩底标高，采用逐桩超前钻探，加深5m。通过超前钻探，揭示溶岩的发育情况、溶洞的分布位置、地下水特征等。

2.2 地球物理勘探

地球物理勘探简称物探，是以各种土、石物理性质的差别为基础，采用专门的仪器，观测天然或人工的物理场变化，来判断地下地质情况的方法。在工程地质勘探中，与调查测绘、挖探、钻探配合使用，对指导地质判断、合理布置钻孔、判断溶岩地区的地质状况有很大的作用。目前常用的物探方法有:电法勘探、地震勘探、声波探测、重力勘探、磁力勘探、放射性勘探与地质雷达等，恰当地运用多种物探方法，相互配合，进行综合物探，效果会更好。

2.3 电磁波层析CT探测

电磁波层析CT探测方法是80年代发展起来的一门新技术，将医学CT的原理运用于地学，派生出一系列的层析成像技术。目前国际上发展了3种井间层析探测技术:地震波井间层析探测技术、电磁波层析成像和电阻率成像。

2.4 三高测量技术

三高测量即高精度、高密度、高分辨率。三高测量采用GDT高分辨率地质探测仪，对探测地质体的分辨率高，可达3%(层厚与埋深之比)。该技术是将单个的GDS测点以一定的密度，即点距等于极距差，测出的数据有高密度DS电测深曲线图、高密度电阻率等值线图(常规高密度)、高密度GDS曲线图，三种图形呈等深度的正方或长方形排列，不同于常规的倒梯形或三角形。其中高密度GDS曲线，对探测地质体的分辨率高，在探测岩溶石可以明显而直观的反映出岩溶发育分布情况及形态等特征。

3 桥梁桩基溶槽的处理

3.1 固结灌浆

利用气压、液压或电化学原理，把某些能固化的浆液注入各种介质的裂隙、空洞中，以改善地基的物理力学性质，达到防渗、堵漏、加固、建筑物纠偏等目的而进行的灌浆工程即为固结灌浆。固结灌浆适用于水工隧洞、混凝土重力坝、混凝土拱坝或重力拱坝，已建建(构)筑物地基的不均匀下沉及加固，其中水工隧洞在衬砌后常进行岩石固结灌浆。坝基全断面固结灌浆在混凝土重力坝上面得到广泛应用。对于受力较大的坝肩拱座岩石，要对混凝土拱坝或重力拱坝进行固结灌浆。在破碎岩层中开挖隧洞时，为避免岩石坍塌或集中渗漏，可在开挖前进行一定范围内的斜孔或水平孔超前固结灌浆。设置混凝土垫层时，如果在土石坝防渗体底部进行固结灌浆，则能保证垫层下部岩石的稳定性。当岩基表面有一定厚度的混凝土或浇筑混凝土盖板后，进行固结灌浆，可以保证灌浆的质量。固结灌浆处理岩溶地基见简图1。

图1 固结灌浆处理岩溶地基

3.2 一般小溶洞、溶槽、裂隙的处理措施

对于桥梁桩基施工过程中，如果遇到一般的小溶洞、溶槽、裂隙，需要明确这些情况的具体表现形式，加强施工前的地质勘查工作，严格根据施工设计的相关要求，结合一定的地质资料，正确判断它们的性质，科学分析，从而采取合适的处理措施，避免了给工程带来较大的损失。在冲孔的过程中，如果桩底有小溶洞、溶槽、裂隙，就会出现浑水现象，同时泥浆冒出大量气泡，造成泥浆面缓慢下降。一旦遇到这种情况，就需要向孔内不断补充泥浆，投放小直径片石和袋装粘土，也可以加投袋装粘土包裹锯木屑或短草根，反复冲压，进行堵漏，保证了孔内具有一个稳定的情况，为桥梁穿越溶岩区的施工提供了有效保障。

3.3 压浆法处理

桥梁溶槽处理时，还可以采用压浆法。这种方法是利用钻机，用高压泥浆泵，注浆管钻穿岩层溶洞，确定位置，高压喷射水泥浆液，然后提升钻杆，从注浆管底部、侧面喷出，以强力，不断冲击溶洞，最终形成一个固结体，起到充填溶洞的作用。

(1)设计要求

①布孔:当溶洞面积小于2 m时，在溶洞中央布一个孔;当面积大于2 m，按2 m间距布孔。

②孔深:钻至溶洞底0.5 m以上为限。

③注浆材料及配比:浆液以水泥为主剂，为提高灌浆速度掺用水玻璃、减水剂，主要可以采用42.5#普通水泥。

(2)施工工艺

①布孔钻进:根据勘探资料，了解溶洞位置、深度，进行布孔及确定钻孔深度，然后进行钻孔，并控制钻进深度、垂直度。

②试喷:钻孔到预定深度后，清孔，保证孔内无沉碴后安装注浆设备，起拔钻具，下注浆管，达到一定深度后，开泵试喷。

③注浆:根据成孔地质情况，遵循由稀到浓的原则，通过分析不同渗透系数下的浆液配合比，确定灌注速度，灌满整个溶洞。如遇多层溶洞，这样就需要在灌注过程中，逐级灌注，先灌注底层溶洞，再提升钻杆。

④清洗:起拔注浆器封孔，刷洗注浆管，以便畅通。

⑤在处理完后，再进行钻探，以探明岩溶、溶洞水泥浆充填情况，固结是否良好，有无空隙。

4 结语

对于地处岩溶区的桩基施工，地质构造是复杂且多变的，处理方案不是单一的，应视实际地质情况结合技术、经济、工期要求等因素综合考虑。选择较为合理有效的处理方案，以达到设计的处理效果，尽量降低工程造价。

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