浅谈桥梁桩基施工中溶洞处理技术

摘要：对于路桥建设项目而言，为了确保社会各界人士出行交通安全及保持国家路网建设的交通运营功能，促进国家路网建设密度达到全方位覆盖大、中、小城市这一艰巨目标，并为市政基建改革进程加快提供充足动力，加强桥梁桩基础施工采取经济适用的技术工艺就显得现实意义重大。基于此，本文以路桥桩基础施工作为阐述视角，结合某A工程实例设定对桩基施工涉及到的溶洞处理应用技术有关内容展开了必要性探讨。

关键词：溶洞处理技术 桥梁 项目 质量

由于建筑产业科技发展会随着建筑经济的提高而不断完善，故而当前激烈竞争市场要求下的建筑项目质量要求也日趋提升。同样，对于处在当前建筑产业背景下的路桥施工项目而言，为了高度协调产业经济体制发展要求，保全桥梁项目在建质量及投产的多样性运营功能实现，就务必要加强施工技术工艺研究。因此，本文以桥梁桩基础处理技术中较为常见的溶洞施工技术有关内容进行了必要探讨，以期望有关责任单位能深知该项技术的应用价值，采取合理技术工艺保障桥梁项目尽快在工期进度内实现高效投产。

1 A桥梁工程地质概况分析

A桥梁项目严格意义上属于A高速路桥工程中的一个合同施工段工作内容。起始梁起路桥桩号为K270+862.948，终止桩号为K272+127.08，且桥长总共距离为1264.281m；在空心板设计上采用的是20m预应力板梁以及40mT梁为主；同时，A项目段所处地质环境为冲洪积平原，水体平稳，流速一般，但碍于考虑洪水影响因素，上部基础主要运用的是亚砂土辅以卵石土为主材，下部基础主要以基岩结构为主，且埋深设置为5.2m-15.4m；此外，溶洞穴内沉积物体系中的土质属性主要以亚粘土参杂碎石为主；而洞内河床结构多以冲断裂的破碎带性质的河床结构为主。因此，结合项目切实施工要求，选用的冲击成孔工艺则明确为冲击锥成孔方式。

另外，结合该溶洞处理所处位置的上述土体地质、水文环境，也可予以选用挖孔成桩的技术施工法。不过，该技术施工法运用时对深度需求有着一定制约，即结合本工程实际需求不能超出25m。

2 A工程溶洞技术处理实例方案提出

因为关于项目桩基础采取的溶洞处理技术有着较多方法能够予以采用，某路桥项目在作业阶段却意外遇到了大规模溶洞，故而在项目按照设计需求完成工期作业时遇到了难题使之处于被动形势。但工期进度计划目标却必须完成，并达到质量计划控制标准，就需要折中采取适用实际需求的组织作业方案。

为此，该项目方案研究课题给出了先后三种可行性方案：第一种，桥梁跨域；第二种，钻孔压浆；第三种，强夯处理法。总体而言，第一种技术方案造价投入较高，这是由于桩基设计要求为36根，且预制梁有260细目，需求钢筋、砼料等也细目众多；同时，工期进度相对紧张，作业场地狭隘导致预制梁置办无处堆放。所以该第一项方案则不予通过。然后是第二种钻孔压浆处理可行性充分，但其所适用的作业范畴则是以规模较小的场地进行施工，对于规模较大的溶洞则施工进展缓慢，需要耗费大量砼料，成本控制相对较高。最后，则是强夯法处理应用方案。该方案应用优势明显。具体结合如下所示的表1可得出如下结论：强夯击溶洞处理更为经济适用、节约施工原料、施工作业量较小。

总体而言，经过三种方案筛选、评估及比较，可知强夯技术法在处理溶洞问题时优势较多。另外，就强夯技术法的实际研究理论而言，其在保持路基均匀、沉降控制、造价投入等方面也切实有着显著优势。因此该工程应用了强夯技术法处理了相关溶洞问题。

3 A桥梁工程桩基溶洞处理的有关技术工艺探讨

3.1 强夯可行性试验工艺控制要点

3.1.1 强夯加固深度的确认

在确认作业参数之前，需要提前将加固深度丈量好。因此，这就结合不同土体所处地质环境、项目作业目的、组织规范以及技术工艺需求等，以有效评估所欲采用的检测手段及相应控制标准。比如，处在软薄土地基土层之间建设规模较大的储罐则是为确保其基础荷载，控制不规则、不均匀沉降发生；对于饱和状态的砂土则需要去控制其所在震级下的液化性；对于湿陷性地基土则要控制其湿陷性，以保持该黄土性质的地基土强度可靠。基于此，有效加固深度强调的是夯前状态下的地基土地面标高开始算起，直至达到满足工程实际需求的深度则有效加固深度。

当然，这一过程中伴随的是测试土体的结构强度检验，以及极限变形允值等参数计算等，从而才能将夯击过程中的夯击能充分激发出来，达到安全击穿溶洞顶板这一目的。

3.1.2 强夯加固处理控制要点

①利用动能固结特性原理，将深度较浅的溶洞采用击穿、回填、夯实等的往复动作开展相关作业，逐渐使得灰岩及其上部分的土体构造力学性能得以发挥；同时，要迅速处理好下卧软土层结构的排水固结问题，以保障地基土整体强度参数，将控制其不规则沉降出现。

②增强土层的均匀性、紧密性，以控制不规则、不均匀沉降发生并减少其沉降量。

③待加固之后要设立隔水性能良好的隔水层，以有效阻挡地下水渗入灰浆之内，使之溶洞能控制再次发育。

3.1.3 试验参数的设定

强夯参数设定需要以基本的加固地基土厚度及其性质特性作为主要客观评估因素。待厚度、性质明确后进行分析并予以最终设定其试验参数。依据当前路桥项目桩基础施工的有关技术指导规范，以及结合该实例处理要求来解决夯击次数、夯点布设等参数设定问题，达到控制施工作业质量，经费投入合理控制到最小化这一目的。

3.1.4 点夯参数调整

依据强夯法本身固有的排水固结及动能固结特点，头一、二次的夯击所提供的作用则是排水固结作用。此时，夯击以后地基土内的水分会逐渐随时间推移以及固排水作用而消散掉。而除却头一、二遍的夯击以外，第三、四遍的作用则更倾向于固结动能作用，从而才可以控制其水分和土质颗粒间隙。因此，最后两击的要确保其夯沉量指标不变。endprint

3.2 桩基溶洞击穿工艺控制要点

A桥梁项目由于桩基所处的基础环境不良，通常主要体现为溶洞规模较大、洞孔较深以及溶洞密度相对集中，并且相互间也存在联通。因此，对于其溶洞所处结构地表覆盖较为薄弱、洞穴所之处较浅等的溶洞则能够选用钢护筒贯穿引入的方法控制其柱体荷载性能体现；A工程大桥结构所处环境具备一定特殊性，即溶洞规模相对集中加剧了作业难度。所以，结合工程组织方案设计要求，即分别合理采用了重量级为3.5-4.5T/Φ1.5的钻锤，以及重量级为5.5T-7.6T/Φ2.2的钻锤。

3.2.1 钻孔控制要点

在钻孔作业进行阶段时，当钻孔作业工序进度钻至离溶洞顶棚相距1m左右时，应控制钻孔行进速度，并集中加强其钻击频率，采用短冲程的高快频率冲击其顶部结构达到迅速击穿的效果。如若在击穿洞顶结构以后或者碰到破碎带时则要注重回填控制事项，即采用1：1的土石混料将其回填到溶洞之上的0.5-1.0m之间，并采取慢速轻压的执行原则完成冲击过程。同时，该项步骤应如此反复多回，直待回填进程速度和卵石固结的进程速度相配套时才能继续往下钻孔。不过应当熟知的是，反复回填并予以冲击的目的是为了保障是混合浆料充分填充洞穴，并达到密封破碎带这一控制效果，以控制漏浆发生。

3.2.2 严控水泥浆参数指标

在钻孔作业初期，先后发生了一些桥梁项目常见的质量病害问题。如，桩基失水过多导致的结构失稳现象。因此，出现这类通病问题应能采取针对性处理措施，即先期初始作业阶段，应能确保泥浆质量及基本密度参数得以控制，以逐渐稳定其胶体率，保持稳定性能，避免失水严重。同时，对于选用的优质泥浆应配套质量控制标准合乎要求的红粘土，并要适度添加水泥和锯末，从而才能使泥浆悬浮能力得以体现。

3.2.3 卡钻及掉钻的工艺技术措施处理

如若在打孔行进作业进行时遇到诸如探头石、岩溶层或溶沟的洞内顶棚击穿卡钻现象，宜抛填片石，并采取低程高频的作业形式予以冲砸。此外，一旦发生卡钻现象也应首先评估卡钻形成机理，摸索出具体成因何在，并不得妄动钻头，从而才能有效控制越钻越紧的卡钻事故发生；如若卡钻时钻头能够动弹，则需要以垂直上下角度踢动钻头，并维持该动作行为往复多遍，尽可能尝试同一角度、同一方向的扭动钻头，以有效促进卡钻的钻头被提动。此外，还要采用小冲击锤头在桩身孔一端予以冲击，且要利用高压水喷射的辅助条件将钻头取出。迫不得已与必要时还可以尝试爆破法、吊车法将卡头取出。

4 结语

本文结合某工程应用实例所处的地质环境设定对溶洞底层下的地基土桩基施工涉及到的溶洞钻孔、强夯等涉及到的相关内容进行了一定可行性研究，并通过这些技术有效提升了坍孔控制效率，避免了钻头卡头、砼浇筑浆液流失等问题。不过值得说明的是，对于当前相关工程作业的施工责任单位，也应极力重视路桥建设的桩基础溶洞处理技术相关内容的深入研究，以不断保障各类质量病害、病患控制在可控状态之中，提高项目运营价值。

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作者简介：

戈小尊（1974-），男，湖南衡阳人，工程师，研究方向：施工。endprint