对岩溶地质条件下桥梁桩基施工质量控制分析

周衡

【摘 要】岩溶地质具有一定的特殊性，在桥梁桩基施工中，应根据岩溶地质特点实施质量控制措施。现以深茂项目溶洞钻孔项目为例，从勘察、施工角度总结桥梁桩基施工质量控制方法。

【关键词】岩溶地质；桥梁桩基；施工；质量控制

桥梁施工中，桩基础施工是重中之重。由于岩溶地质条件具有一定的特殊性，在桥梁桩基施工中存在很多潜在的隐患[1]。因此，在岩溶地质条件下进行桥梁桩基施工时，要充分掌握岩溶地质的特点，并识别岩溶地质中的安全隐患，并一一给予排除。也就是说，在桥梁桩基施工中，必须要结合岩溶地质的特点，采取相应的措施来保证质量。现主要分析岩溶地质条件的特点，并以深茂项目溶洞钻孔为例，分析施工中常出现的质量问题以及质量控制方法。

1 岩溶地质条件特点分析

岩溶地质主要存在于岩溶发育地区，如喀斯特地貌地区、岩石熔岩蚀地区等。从岩溶地质的形成特点来看，其上部通常有亚黏土、黏土、亚砂土等土层覆盖。由于溶洞和地表间存在黏土、亚黏土，使地表水无法进入溶洞。岩溶地质表面的砂砾层、粉砂属于强透水层。岩溶地质条件中，溶洞按深浅程度可以分为浅层溶洞、深层溶洞。从溶洞的填充物质来看，溶洞也可以分为完全填充溶洞、半填充溶洞和空溶洞。溶洞内填充物质有黏土、泥质土、砂砾、碎石等等。从个数上来看，岩溶地质还可以分为多层溶洞和单层溶洞两种。岩溶地质中，溶洞的发育往往会存在缝隙，其大小会直接影响到溶洞的处理。尤其是某些缝隙发育较大，使多个溶洞联通起来，该桥梁桩基施工带来很大的困难[2]。桥梁桩基施工时，必然会进行钻孔，在岩溶地质条件下进行钻孔，通常会遇到溶洞。如果这些溶洞处理不当，将会直接导致桥梁桩基施工质量存在隐患。 如以往的溶洞处理中，通常采取防水帷幕封水、用黏土和片石充填溶洞等。但采用这些方法时，桥梁桩基工程不仅工期延长，而且存在塌孔、桩径变小等隐患。

2 岩溶地质条件下影响桥梁桩基施工质量控制

2.1 桩基钻孔中的质量控制

桩基钻孔施工之前，应勘探施工区域以及周边地形的情况，掌握钻孔部部位有无溶洞，并预先制定处理措施。确定钻孔位置，钻机就位，为防止钻机倾斜、移位、倾倒，应在钻机上安装防雷设备。按照操作规范进行钻孔，勤抽渣。并严密观察钻孔深度是否到达溶洞，并及时进行处理。

2.2 混凝土施工中的质量控制

开盘之前，监督人员必须要检查混凝土材料，并完成石料的实验。严格按照灌注方法进行施工。混凝土浇灌完成后，每周要检查桩基的情况。

3 工程实例

3.1 工程概况

白沙水特大桥全长4170m，中心里程为DK189+927.64。本桥主要为跨越白沙河而设置。本桥为本标段最长的桥、结构形式复杂，混凝土现浇量大，工期较紧，跨越白沙河，需要施工水中墩，并保证在水中施工河流环保安全，施工安全风险较大。因此，白沙河特大桥是本标段的重难点工程。基础采用钻孔灌注桩，共设置桩基础1047根。设计有1.0m、1.25m两种直径的桩基础，并以桩径1.0m为主、1.25m为辅。桩基类型为柱桩、摩擦桩。桩位地表上覆淤泥质粘土局部软塑粉质粘土、灰岩十分发育，溶洞呈独立或串珠状分布，且为空洞或半充填溶洞。

3.2 岩溶地质情况

3.2.1 地形地貌

桥址区地貌以河流冲积平原为主，地形平坦开阔，平原地带多辟有农田、鱼塘等养殖场，地表水系发育，分布有白沙水为主的水系。桥址尾端进入丘陵地带，分布少量缓丘，场地相对高差1.50～15.00m。根据勘察揭示，桥址区的岩土层分类主要有：①人工填土层；②冲洪积土层；③残积层；④下伏基岩为灰岩、砂岩、炭质页岩、砂岩、花岗岩等。

3.2.2 不良地质与特殊岩土

本工程中不良地质与特殊岩土主要为软土和岩溶。场地广泛分布有软塑状淤泥质黏土，局部分部软塑粉质黏土，上述土层属软弱地基土层，强度及承载能力较低，工程性质较差，此类软土地基在上部加载、侧边开挖或振动等活动下容易产生地面不均匀沉降、沉降过大、坑壁坍塌等事故。场地内部分里程段基岩地层为可溶岩地层，基岩在地下水作用下可产生溶洞，溶洞的发育可使周围基岩岩体的承载能力及稳定性均大为降低。

3.3 桥梁桩基施工质量控制

3.3.1 溶洞处理中的质量控制

通过对溶洞类型进行判断后，根据溶洞大小有针对性的采取相应处理措施，由于施工场地位于鱼塘、沼泽、稻田，因此该区段桩位施工先下钢护筒。（1）一般溶洞采用常规处理，钻孔过程中抛填片石、粘土，水泥和回填素混凝土等。（2）大型溶洞采用超前充填注浆，预处理充满空洞及裂隙。钻孔过程中抛填片石和粘土，钻孔成孔效率高。（3）特大型溶洞采用超前充填注浆和护筒跟进法施工。单层特大型溶洞，采用一层护筒跟进法施工，多层特大型溶洞，根据具体情况下2～3层护筒（层数在2层以上且首层溶洞层高在5m以上的溶洞）。大溶洞区因为施工困难，施工过程中极易出现反复漏浆或者塌方情况，因此桩基施工工期一般较普通桩长的多，因此只有在施工过程中加大对现场钻进过程的管理力度，对大溶洞进行预先注浆，及时处理出现的各种漏浆塌方事件以及采取打设钢护筒等措施，方可最大限度的缩短溶洞桩的成桩时间。

3.3.2 桥梁桩基钻孔中的质量控制

1）施工技术质量控制

溶洞地质同一般地质相比较，其特点表现在它的非均质性和非密实性，反映在钻孔施工中的形式为空隙漏浆造成塌孔、成孔质量不符合标准、卡钻等。对于漏浆、塌孔的情况，一方面应加强管理，要求司钻人员随时对照地质钻探资料检查孔内水头高度、泥浆稠度和钻头负荷是否正常，并持续进行长护筒跟进。采用将坚硬片石、粘土及水泥作成混合物，视漏浆程度反复抛填冲击。成孔质量不符合主要表现在偏孔、孔径大小不合格等。处理方法是在钻孔穿过覆盖层或溶洞填充物接触溶洞顶板时，钻孔速度会明显降低，主绳摆动大，遇此情况应马上提出钻头，抛入坚硬片石、碎石和块状黄土，以小冲程冲击，待冲到原位后第二次抛入相同配备的混合物以大冲程冲击，反复进行，直到不偏孔为止。以加入大块片石为主，并适当降低泥浆比重，回填后以小冲程钻进，钻头平稳后再加大冲程造孔，直至孔径符合标准。卡钻时司钻人员随时观察钻机负荷和主绳摆动情况，发现卡钻征兆及时提起钻头进行抛填处理。在距溶洞顶板以上30-50cm处改变钻孔冲程和冲击次数，采用慢打轻击，进入溶洞后反复抛填片石、黄土及水泥。改变钻头形式。在原十字形钻头上焊圈，把十字形連接起来，使之减慢钻进速度，一次成孔并圆顺。

2）桩底嵌入岩层深度的质量控制

钻头应用优质45号铸钢制造，几何形状要能避免铸造时产生热拉应力和使用时应力集中现象，现场补焊以履带板、钢轨头做补焊材料，用铸钢焊条堆焊，施焊部位先预热，由技术娴熟的电焊工施焊，确保补焊质量。钻孔各阶段应采用不同的泥浆比重及粘度。清孔前将水泥、锯末、烧碱、黄土混合物抛入孔内冲击60分钟，使泥浆比重达到1.6以上，这对减少更换钻头、补焊次数，提高成孔速度极为有利。

4 结束语

岩溶地质条件下溶洞的类型较多，各种溶洞的大小、发育情况等直接影响到桩基施工的质量。因此，在桥梁桩基施工中，要根据溶洞的类型来采用适当的处理措施，消除溶洞对桥梁桩基质量的影响。我国喀斯特地貌溶洞较多，在某些地区的桥梁桩基施工中必然会面临各种类型的溶洞，出现很多问题需要施工人员去克服。因此施工人员要积累和总结溶洞处理经验，为岩溶地质条件下桥梁桩基施工提供借鉴。

【参考文献】

[1]刘艳灵.基于岩溶复杂地质的高速公路桥梁桩基施工技术研究[J].四川水泥，2016（1）：228.

[2]杨云龙.公路桥梁桩基在复杂地质条件下的施工要点[J].科技创新与应用，2016（14）：246.

[责任编辑：朱丽娜]