高速公路桥梁溶洞桩基施工技术

何培楷

（河北省交通建设监理咨询有限公司，河北 石家庄050091）

0 引言

在某些地区进行桥梁基础施工时可能会遇到溶洞问题。而对于桥梁基础施工来说，桩基施工是一个隐蔽工程，因此溶洞的出现给桥梁桩基的施工也会带来困难。如果对溶洞问题处理不当，在施工中可能会出现掉桩、卡锤、漏浆和塌孔等严重的工程事故。本文将结合某市一高速公路桥梁桩基工程所遇到的特殊熔岩地质问题，根据岩溶地质的发育形态，详细介绍桥梁桩基施工的具体过程，并分析在施工中应该注意的问题。

1 工程概况

本工程为某市一高速公路中的一段，工程的完成可以完善当地的高速公路网络，并带动当地的经济发展及与其他区域的经济交流，促进该区域的整体协调发展。与本工程相近的路段设计中出现了溶洞，而这在地质探测中未发现，因此在图纸设计中没有对溶洞进行考虑。根据设计图纸，在前面几部分的桩基施工中，采用旋挖钻机钻孔的方式顺利完成了施工，而在剩下几部分的桥段桩基施工工艺与前几部分相同，但是在施工过程中，遇到了塌孔和泥浆面下降的现象。因此，怀疑地层中出现了溶洞问题，但是由于地质勘察中未发现溶洞，加上本工程的监理是当地人，也同样否定存在溶洞的可能，所以当时认为地层中不存在溶洞，可能是流砂层或暗河的问题。根据这个判断，当时施工中采取的措施是加大泥浆比重，同时降低旋挖钻机的钻进尺度速度，在灌注过程中混凝土上升高度与混凝土灌注量成正比，在混凝土面上升至地面十几米时，混凝土面不再上升甚至下降。本工程中桩基的设计采用的直径规格有两种：Φ1.2m 和Φ1.4m，其中1.2m 的桩主要用于桥台和过渡墩，两种直径的桩一共使用了37根。

2 地质情况

根据地质勘察情况，该地区的土层情况为：粉细砂、黏土及粉质黏土、淤泥质土、粉细砂、细砂、圆砾、泥岩。但是在施工过程中，发现实际的地质情况与地质勘察结果有所不同，因此在征得业主同意的基础上，组织单位对问题段的地质情况进行再次钻探勘察。此次的勘察结果表明，地质中反映部分桩基存在灰岩、有单溶洞、有多溶洞成串珠形，部分地质层由上而下为填土、弱风化泥岩、强风化灰岩、溶洞、中风化灰岩，溶洞内无充填。

3 施工方案的确定

本工程中桥区存在的溶洞较多，而且溶洞较大，溶洞形式多为串珠型，结合以往的工程实践经验，这种类型的溶洞会对工程桥梁桩基的施工增加很大的难度。根据这一情况，为了确保工程能够按质按量完成和保证工程的施工安全，将溶洞桩基施工列为重中之重。

为此，组织专业技术人员对该情况进行了细致分析和讨论，同时详细学习和了解了有关溶洞地区桩基工程的知识，并邀请了有关专家进行指导。最终确定溶洞地区桥梁桩基施工方案为冲击钻成孔，对于溶洞的处理采用的措施是片石加黏土回填以及采用钢护筒跟进穿越。

4 溶洞下的桩基施工技术

4.1 施工前准备

（1）逐桩探明地质情况。在桥梁桩基施工前，首先细致探查每根桩的地质情况，探查过程中主要关注溶洞大小和分布情况。根据探查结果，采用相应的施工方法进行桩基的施工。

（2）人员组织。组织相关的技术人员对溶洞地区桩基施工的处理方法进行系统学习和了解，并在施工过程中成立专门的溶洞处理应急小组，发现问题及时上报，采取有效的措施进行处理。在开钻施工前，每个施工人员和技术人员都应详细掌握该桩位的具体地质情况，特别是溶洞的大小及位置分布等。对于施工中可能出现的问题，应采取措施进行预防，做到心中有数。总之，对于人员的组织工作，应确保各尽其责。

（3）主要材料准备。在进行桩基施工时，对于每个不同大小和规模的溶洞，提前准备好足够数量的片石、黏土以及钢护筒等材料，确保能顺利完成对溶洞的处理工作。

（4）主要机械配备。根据本工程的规模大小，确定使用的机械设备为：冲击钻机7 台（套），装载机1 台，吊车1 台，挖掘机2 台，运输车2辆，应急发电机2台（100kW）。

4.2 桩基施工过程

根据本工程的溶洞情况，确定采用冲击钻成孔、水下灌注桩基混凝土的施工工艺。但在实际工程中可能遇到的问题有溶洞、裂隙、漏浆、斜岩等不良地质问题，因此根据施工的具体情况和工艺要求，对于不同的地质问题所采取的施工方法也有所不同。

（1）溶洞问题的处理措施。当桩基处存在溶洞时，应根据具体的溶洞情况，当钻孔施工达到溶洞顶板约1m 的位置时，应加大泥浆的比重，同时适当降低冲钻的施工速度，减小钻机的冲程，缓慢地将溶洞顶板击穿，并且在一锤穿顶后，注意保护钻机，不要出现卡钻的问题。在钻孔的过程中，还应安排人员对筒内的泥浆面进行观测，在整个施工过程中时刻注意泥浆面的变化情况，一旦发现泥浆面出现突然下降的现象，应立即采取措施进行处理，通常所采取的措施为快速提起钻头同时进行补浆。

（2）裂隙发育地区的处理措施。当在钻孔的过程中遇到岩层裂隙发育问题时，可能出现漏浆现象，同时造成钻孔桩无法正常工作。此时，应考虑采取提高泥浆比重的处理措施。如果仍无法解决问题，可以采取下钢护筒的方法进行处理。

（3）斜岩的处理措施。斜岩的存在会严重影响施工进度，一旦遇到，应根据不同的斜岩类型采取不同的措施。在钻孔施工中，如果出现的偏孔问题不大时，可以采取回填片石的方式进行处理，同时降低钻进的频率，在孔位修正完成之后，才可正常进行钻孔。

（4）串孔和贯通的处理措施。在钻孔完成之后，在清孔的过程中如果发现有两个钻孔存在串孔和贯通的问题，应先采用黏土对其中的一根桩进行回填，接着对另一跟桩进行混凝土灌注，当灌注完成且混凝土达到规定强度后，即可以对回填的桩孔进行重新钻进以及混凝土灌注。

4.3 工程实施效果分析

结合以往成功经验，本桥梁桩基在溶洞情况下，通过采取有效措施，对岩溶地质桩基采取溶洞处理方案，最终经过桩基质量检测，表明桩基达到Ⅰ类桩标准。

5 结语

溶岩地区由于地质情况复杂，对桥梁桩基施工来说是一个较大的难题。结合工程实例，针对该桥梁桩基存在溶洞情况，提出了溶洞下桩基施工中应当注意的问题，同时提出可采取的桩基施工处理方案。工程实践效果表明，所采取的方案具有可行性，为同类工程提供了参考借鉴。

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