分析岩溶地区桥梁桩基处理技术

曾贵海

摘要：随着交通基础设施建设发展，岩溶地区建设项目逐渐增多，文章以实际工程项目为例，分析了岩溶地区桥梁桩基的施工技术相关措施，并提出了岩溶地区桥梁桩基施工质量控制方法，以确保岩溶地区的桥梁安全与质量。

关键词：岩溶地区；地基处理；桩基施工技术

引言：

岩溶地区，是阻碍各类工程项目施工建设水平正常发挥的复杂地质条件。因为溶洞的存在会使得桩基的承载能力受到影响，竖向变形变得难于控制，变形过大会影响桩端岩溶顶板的稳定性，可能造成溶洞坍塌，有损桥梁质量。因此，施工技术人员应从问题角度出发，明确问题产生原因基础上，对可实现技术的运用效果控制。

一、工程概况

武广（韶关段）高铁沙园特大桥和新街水特大桥工程采用的钢筋混凝土桩，以及本标段路基，部分地段设计采用CFG桩基加固基础，本标段位于岩溶地区，根据水文、地质资料和地勘资料，本段落溶洞发育。高铁地基基础要求高，要求达到“0”沉降，为使岩溶地区高铁桥梁和路基达到设计标准，在施工建设过程，施工人员需在明确工程地基处理原则的前提下，对采取的地基处理与桩基施工技术进行质量控制。

二、岩溶地区桥梁桩基的施工特点与施工方案的确定：

（一）岩溶地区桩基施工过程中主要有以下特点：

1.溶洞分布较广，几乎每个承台均分布有溶洞，且大部分为串珠状，在钻进过程中会出现多次反复漏浆。

2.溶洞不整齐，顶板和底板上下交错，高低不平，钻进溶洞顶板及底板时存在偏孔甚至于卡锤、埋锤的情况。

3.有些溶洞中有裂隙水流动，在钻进过程中一旦漏浆会出现投入孔中大量片石及粘土，有些溶洞需回填大量水泥进行填充，但泥浆面上升不明显的现象。

4.混凝土浇筑过程中，混凝土面上升不明显，且超方量较大。

5.桩基混凝土浇注完后混凝土面出现沉降。

（二）实践证明在处理高铁桥梁工程岩溶地区地基环境时，相关人员需对涉及地区的地质钻探情况进行掌握，并通过实地考察，对岩溶地区地基的具体施工环境有个全面的了解。在此勘察后确定施工方案如下：

1.根据设计图纸及地质资料将溶洞划分等级分别为：小于5m小型溶洞；5m-10m中型溶洞；10m以上大型溶洞，并报监理、设计单位核实。

2.当桩顶土层多为细砂、中砂、粗砂、砾砂、细圆砾土、粗圆砾土等时，桩孔口钢护筒可加长至6m。

3.根据不同的溶洞等级采取不同的施工处理措施：溶腔高度大于10m时，直接钢护筒跟进，直至穿越该溶腔底1m后停止跟进，钢护筒直径按钻孔桩直径增加10cm确定，壁厚14mm；当溶腔高度在5-10m时，参建四方现场踏勘后协商确认是否采用钢护筒跟进或采用灌注C15水下混凝土封闭，砼添加速凝剂；溶腔高度小于5m时，采用回填片石、粘土、水泥进行填充。

三、岩溶地区桥梁桩基施工处治措施

（一）溶洞处治措施。

片石黏土封闭法是岩溶地区溶洞桩最常用的溶洞处理方法，特别是针对溶洞内为空洞、半填充、流塑状全填充或软塑状全填充时（溶洞高度小于等于5m），效果非常明显，采用片石黏土（7∶3）填塞；溶洞内为硬塑状全填充时，不论溶洞多高，均不处理。在施工过程中应当对照地质图进行施工，当钻至距溶洞顶1m左右时，减小冲击钻冲程，控制在0.5～0.8m，通过短冲程快频率冲击的方法逐渐击穿溶洞，溶洞一被击穿，孔内水头迅速下降，这时立即向孔内补充泥浆，泥浆比重宜控制在1.4以上，同时提钻至孔口，并向孔内投入片石、黏土块，必要时可掺入适量水泥、烧碱和锯末，使回填物以最快速度沉入孔底，冲锤挤压，封堵裂隙，使孔底形成黏结力较强的混合料填充溶洞并起到护壁作用。待孔内水头稳定后，继续钻进。

（二）裂隙处置措施。

在裂隙发育的段落，施工过程中有可能出现漏浆现象，如果回填不及时就会出现塌孔现象，因此在桩基钻孔施工过程中务必严密监控孔内水头，当发现水头出现下降时，迅速提钻2～3m，同时向孔内投入黏土块和少量水泥来调整泥浆稠度；当水头下降较快时，需要迅速采取补水来保证孔内水头压力，然后将片石黏土按照体积比为1∶1的比例往下投2～3m，待孔内水头稳定后，继续钻进。

（三）采取合理钻孔方式。

在进行桥梁桩基地层钻孔的过程中一定要科学的选择钻孔的方式，在钻孔过程中如果遇到裂缝或者溶洞，应当时刻的关注钻孔的进度，控制好钻头与溶洞之间的距离，当钻孔距离溶洞顶部2m左右时，应当降低钻机的冲程，并且在钻孔过程中增加泥浆的比重、降低钻孔的速度，这样能够一点一点的将溶洞顶部钻透，避免溶洞顶部因为钻头冲程过大而引发卡钻。

在进行桩基钻孔的过程中，有时候会遇到斜岩，斜岩一旦处理不当将会导致孔桩的施工工期受到极大的影响。在进行斜岩的施工时一定要控制好钻孔的过程，其是孔桩施工中的一项重难点，在施工时应当根据斜岩的地质状况来制定恰当的处理方案。在钻孔的过程中应当注意桩孔的钻进情况，一旦发现存在偏空过大的情况应当立刻进行纠正，一般可以在孔洞内回填一些较大并且较为坚固的片石。与此同时还需要对于孔洞钻进的速度进与频率进行调整，并控制好提锤的高度，一般而言提锤高度控制在0.5～0.7m之间最为适当。修正偏孔后，按正常方式进行钻孔。

（四）單层钢护筒跟进法。

单层钢护筒适用于高度在3～5m之间的溶洞，溶洞顶以上覆盖层厚度在20m以下的单个溶洞；或串珠状溶洞，溶洞间岩层总厚度小于3m，溶洞内为空洞、半充填、流塑状全填充或软塑状全填充时，单层钢护筒施工法。在应用单层钢护筒跟进法进行施工时应当对照地质图，采用符合钢护筒外径的冲击钻头钻孔至距溶洞顶1m左右时，下放钢护筒至钻孔底，再换符合桩基直径的冲击钻头，采用小冲程继续冲砸，直至击穿溶洞，然后利用导向振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部。为防止灌注的桩基混凝土流失，同时防止溶洞内的水流对混凝土冲刷造成混凝土离析后断桩的事故，应先采用C15混凝土进行水下灌注封底，灌至溶洞底以上2～3m，待达到一定强度后，重新冲孔至设计标高，成孔。

（五）科学变更桩基形式。

当挖、钻孔桩在穿插溶洞进入桩基岩层中，其深度至少大于5倍的桩径，如果真实值小于该标准要求时，应结合实际地质资料来进行验算或加深。如果桥梁桩尖出现下伏溶洞的情况，在进行穿插溶洞或将桩尖置于溶洞上顶面之前，应当根据经验和验算设计。在一般情况下如果基岩完整上顶面板厚度大于15m，溶洞与顶板厚的孔径比不小于2时，不必处理桥梁桩基的基底溶洞，应该将桩基直接穿插溶洞。

四、岩溶地区桥梁桩基质量控制

（一）塌孔、缩孔。

如果在具体的施工阶段，发现存在着泥浆大幅度流失导致塌孔现象，应该第一时间进行补浆补水處理，同时要留有适量的水头，以最快的速度进行堵漏处理。在其中加入足够的黏土、片石，同时借助于钻头进行挤密处理。当所有的漏浆消失之后，可以进行钻进。

（二）钻孔偏斜。

施工阶段经常会遇到溶洞分布不均匀以及裂隙不规则的问题，在钻机的时候，会出现钻孔偏斜问题，在钻孔时，一旦发现冲击钢绳有规律的向另外一侧偏移的时候，应该及时往其倾斜的地方进行片石的抛填处理，同时借助于小冲程进行冲击处理，直到钢丝绳恢复到正常状态。如果采取这种办法还是不能够将偏斜问题排除，可以采用水下爆破的方式进行纠偏处理[1]。

（三）漏浆。

如果孔内的泥浆大范围流失，则可以断定其属于漏浆现象，一旦发生漏浆现象，应该第一时间把钻头提出，同时以最快的速度往孔内补浆或补水，从而确保孔内浆面的高度。假如浆面还是在不断地下降，则应该利用片石、黏土与水泥混合，混合完成之后，第一时间进行抛填施工，然后再对漏浆情况进行认真仔细的检查，抛填是可以循环往复进行的，直到漏浆问题完全解决到位。

五、结束语：

在岩溶发育地区进行桥梁钻孔桩施工的时候，要做好认真仔细的地质调查工作，应该熟悉的掌握岩溶具体的发育情况，进而结合工程的具体情况，制定出最为科学合理的施工方案，将溶洞的处理工作做到位。在具体的施工阶段，一旦发现任何问题，应该及时进行分析与研究，尽快采取措施进行处理，从而更好的确保桥梁桩基工程的施工质量。

参考文献：

[1]龙泉.试论岩溶地区桥梁桩基的处治措施[J].大科技，2017（01）.

[2]高武喜.岩溶地区桥梁钻孔桩施工技术[J].山西建筑，2009，35（10）：311-312.

[3]李英强.岩溶地区不同刚度桩复合地基处理技术工程实例[J].福建建筑，2016（06）：44-46.

[4]梁毅.岩溶地区的地基处理和基础设计探讨[J].建筑知识，2016，36（05）：17-24.

[5]李重阳.岩溶地区地基处理及桩基施工技术[J].资源信息与工程，2016，31（02）：122+124.

[6]崔小平，艾德春，杨军伟，秦趣.岩溶地区的地基处理[J].水科学与工程技术，2012（02）：55-57.