基于岩溶复杂地质的高速公路桥梁桩基施工技术研究

刘艳灵

摘  要：在高速公路桥梁的施工过程中，为了提高桥梁基础的承载能力，确保桥梁的稳定和安全，一般都会采用桩基基础，而在桩基施工中，岩溶地质是一种普遍存在且难以处理的地质类型。文章结合相应的工程实例，对岩溶复杂地质下高速公路桥梁桩基施工的难点进行了分析，并对其施工技术进行了探讨。

关键词：岩溶复杂地质;高速公路桥梁;桩基施工技术

中图分类号：TU473.1     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2014）35-0021-02

在经济发展的带动下，我国的城市化进程不断加快，人们的出行范围也在不断增大，推动了交通运输行业的发展。高速公路桥梁工程的数量迅速增加，对于复杂地质条件下基础的施工和处理也受到了相关部门的重视。岩溶地质作为一种普遍存在的地质条件，表现形式多样，规律性不强，很容易影响高速公路桥梁桩基施工，给施工带来很大的不确定因素，需要引起施工人员的重视并解决。

1  岩溶地质对于高速公路桥梁桩基施工的影响

岩溶地貌又称喀斯特地貌，主要是具有溶蚀力的水对可溶性岩石进行溶蚀等作用，从而形成的地表与地下形态的总称。除了溶蚀作用外，还包括流水的冲蚀和潜蚀，以及塌陷等机械侵蚀的过程。根据发育强度的不同，岩溶地貌可以分为强烈发育、中等发育、弱发育以及微弱发育四种。在强烈发育地区，岩溶地貌的主要表现为大型的地下暗河、廊道以及规模较大的地下溶洞。对于此类岩溶地质，在对高速公路工程进行地质勘探的过程中，很容易被发现，并以其工程勘探人员和设计人员的充分重视，对其进行针对性的处理。而其他三种发育强度的岩溶地质更为常见，一般表现为溶蚀、溶沟以及小型洞穴等，针对此类岩溶区域，由于岩溶表现形式的多样性以及复杂性，很难对其进行全面细致的勘探，也就难以切实做好施工准备和防范工作，从而给施工带来很大的不确定因素，影响桩基施工的顺利进行，影响整个高速公路桥梁的施工质量和安全。

2  基于岩溶复杂地质的高速公路桥梁桩基施工技术

以某高速公路桥梁的施工为例，对岩溶复杂地质条件下高速公路桥梁的桩基施工技术进行分析和探讨。

2.1  工程概况

该高速公路桥梁全长412 m，属于大跨度桥梁，桥跨组合为6×35 m+6×35 m，桥面宽度约为26.4 m，桥梁上部结构为预应力混凝土连续箱梁，下部结构为桩基础，双柱墩的形式。在对施工现场进行地质勘察后，经分析和探讨，决定采用人工挖孔灌注桩和钻孔灌注桩基础。

2.2  地质状况

为了确保施工的顺利进行，保证桥梁基础的稳定性，在对工程施工方案进行确定时，需要对施工现场的地质情况进行全面分析。通过地质钻孔的方式，对该区域的地质情况和地层结构进行了分析，分为以下三类：

①地层分布：现场的地层分布依次为耕植土、亚粘土、粘土，土层厚度为8～16 cm不等。石灰岩层从上到下依次为全风化、强风化、弱风化岩层，岩溶发育。

②岩溶发育：在该区域内的地下溶洞大致可以分为4类，及空溶洞、多层溶洞、大型溶洞以及存在有填充物的溶洞，填充物多为淤泥质土和粘土、砂砾等。

③地下水：施工区域的地下水主要是岩层中的裂隙水，接受大气降水补给，而且溶洞孔的水位普遍偏低。

2.3  桩基施工技术

岩溶地质对于高速公路桥梁桩基施工的影响，主要是由于受到勘探技术以及资金条件的限制，很难对溶洞的大小、走向、分布等进行准确的勘测和反映，因此，在成孔过程中，很容易出现一些意外情况，如孔壁坍塌、漏水跑浆等，如果遇到地下孤石或者石笋，则可能造成钻孔倾斜、卡钻、掉钻、埋钻等，处理起来非常困难。因此，结合地质勘察的结果，主要采用挖孔桩成孔，对于难以进行连续挖孔作业时，则采用钻孔法成孔。在使用钻孔法成孔时，需要对钻孔设备进行合理选择。在该工程中，由于岩溶地质相对复杂，岩石强度较高，因此为了确保工程的顺利施工，选择大型冲击钻作为钻孔设备。

2.3.1  挖孔桩施工

该工程中，大部分区域岩溶发育强度较弱，孔深较浅，地下水量也不大，因此，主要采用人工挖孔桩，其施工流程包括：场地平整→桩位放样→井口开挖→井口混凝土浇筑→第一节桩孔开挖→支模、浇筑护壁混凝土→对桩体标高和轴线进行检查→安装提升设备→第二节桩孔开挖→第一节护壁模板拆除，第二节模板支护→护壁混凝土浇筑。按照这样的形式进行循环作业，直到桩体达到设计标高。

2.3.2  桩孔开挖

在对桩孔进行开挖时，应该以1 m为1节，如果桩体穿过软弱土层，则减为0.5 m。在挖孔过程中，需要适当保持孔壁的凹凸不平，以增加桩体的摩擦力。如果地下岩层较硬，风镐掘进困难时，则可以采用浅眼松动爆破法进行开挖。

2.3.3  护壁施工

采用C25钢筋混凝土对护壁进行施工，机械拌制，吊桶运输，人工浇筑。混凝土模板采用的是自制钢模，每一节模板由三块拼装而成，使用U形卡连接，在混凝土浇筑过程中，采用循环施工的方式，对模板进行自上而下的周转使用。

2.3.4  溶洞处理

对于溶洞的处理是桩基施工的关键和重点，在处理过程中，应该注意以下方面：①做好安全防护措施，以确保施工安全。现场作业人员必须系好安全带，并将其另一端与安全绳牢固连接。如果挖孔的深度超过10 m，则应该使用鼓风设备，向孔内鼓吹新鲜的空气，并检测溶洞内是否存在有毒有害气体，如果有，必须做好防护措施，并减少井下作业的时间。②当挖孔至溶洞顶面1 m左右时，应该对溶洞内部的情况进行检查，看是否存在承压水，如果存在，则应该等到水位稳定后，将其抽空，之后才能继续开挖。③当挖穿溶洞的顶盖后，如果溶洞内不存在填充物，则可以将洞内给水抽干后，使用砖对外圈进行砌筑，然后立模，浇筑钢筋混凝土护壁;如果存在填充物，则应该针对填充物的种类，采取相应的措施。例如，如果填充物为粉细砂或者中粗砂，应该浅进尺、强支护，在上层护壁的外围，每个20 cm左右，钉入直径20 mm的钢钎，在钢钎上绑扎草袋作为防护;如果填充物为软塑性粘土或者含有碎石的粉质粘土，则可以采用铁锹进行开挖，每开挖1 m就需要设置相应的护壁。

2.3.5  灌注桩施工

在成孔后，进行清孔，然后对制作好的钢筋笼进行安装，并进行水下混凝土的灌注工作，要保证混凝土灌注的连续性，确保灌注桩的施工质量。

3  结  语

总而言之，在岩溶复杂地质条件下进行高速公路桥梁桩基施工时，需要做好地质勘探工作，采取针对性的应对措施，切实做好桩基的施工工作，并加强检测，切实保证施工的进度和安全，确保高速公路桥梁工程施工的顺利进行。

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