岩溶地区高铁桥梁桩基施工技术

李崇

（中交一公局集团有限公司，北京 100024）

1 引言

我国地域广阔，在许多特殊地区都有岩溶现象。高铁桥梁施工时经常会遇到岩溶问题，给施工建设带来困难。因此，对岩溶地区高铁桥梁桩基施工技术进行研究，探寻有效的岩溶控制技术，对促进高铁桥梁工程发展具有积极作用。

2 工程概况

顺安河特大桥为宁安城际铁路正线的一座跨河桥梁，该桥为双线桥，主要跨越新桥河、顺安河，桥梁全长8 090.375m。本桥桥址区下伏了较为发育基岩岩溶，据钻孔揭露，岩溶主要以溶隙、溶沟、溶槽及溶洞形态存在。本区属覆盖型岩溶区，地表被覆盖，仅靠钻探揭露，在已钻的1 094个钻孔中，见溶洞总数997个，见溶洞的钻孔687个，钻孔见洞率为68.91%。钻孔揭露可溶岩总进尺2 0511.40m（含溶洞深度），见溶洞总深度2 933.19m，钻孔总线性岩溶率0.14%。其中，最大洞高32.05m，溶洞材料的填充方式为半填充以及全填充方式，填充的材料选择黏土材料。

3 岩溶地质形成背景

该施工区域的岩溶地质包含石灰岩成分，由于岩溶地质具备化学特性，岩溶地质受到水的影响后会使孔洞扩大，且岩石本身有裂隙与空隙，给流动水提供了渗水渠道，岩石缝隙若扩大则存在的透水力度就越强，所以，需要采取有效的措施进行控制。

4 施工技术要点

4.1 施工准备

4.1.1 钻孔平台搭建施工

在桥梁桩基工程施工中，为了给钻孔工程施工人员提供方便，应将钻孔平台与山区地形和地质研究的基本条件有机结合。除了确保钻孔平台的稳定性外，大型平台还能切实地将机械设备的稳定性提升。搭建平台时，选择的材料一般是钢材、木材，并且搭建时在大平台的顶面上竖起桁条、立柱和支撑框架。此外，当平台用于水钻时，应充分考虑泥浆循环和污染物排放所需要的相关条件。

4.1.2 测量放样

首先，测量并确定桥墩位置的中心线，然后测量并确定每个空桩的中心线，将保持桩设置在相对稳定的位置。

4.1.3 埋设护筒

埋设护筒时，其内径需要比外径大，在实践阶段，当钻机采用的是旋转井平台时，它的内径钻头需要比外径钻头大20cm；如采用的是冲击钻，那么钻头比内径的钻头要大出40cm。

同时，在埋设护筒阶段中，针对保护柱顶面要比施工场地高出50cm；埋设完成后，需要采取防护措施，以提升护筒的质量，要特别注意对钢护筒的垂直度进行确定[1]。

4.1.4 制备泥浆

在钻孔灌注桩施工中，湿泥浆的整体性能会对墙体理想的防护效果产生很大影响，而且还会间接影响成孔质量。因此，在制备泥浆时，必须严格控制关键性能指标，以保证成孔质量。黏土也是水化因子土壤，具有水化加速快、黏度高、制浆技术能力强的特点。制备浆料前，需将黏土中的整个块粉碎，在混合时尽可能快地制浆，使混合时间缩短，提升浆料的质量。

4.2 施工技术

4.2.1 旋挖钻孔

1）正式钻进前，可以在钢护筒中放入一定量的泥浆，然后以低速再次钻孔。当钻至护筒下1m左右时，方可采用正常速度；在软岩地层中成孔时，为避免塌孔，施工时不仅需要控制施工工艺进度，同时还要做好泥浆密度的控制；在砂土中钻进时，可选用高钻杆控制冲程，并以各种方式低速、厚泥浆和使用增压器钻进。

2）在砾石层的一端钻孔时，砂层的硬度分布不均匀，很容易导致偏斜问题的出现，严重地影响工程的进行。对于这种泥层，可以用高质量的泥浆和相同的低速、使用增压器钻进。

3）在正负重复循环旋转钻进中，是否以多种方式使用传统循环，都应在释放压力下钻进，使钻杆始终保持垂直于自身方向的拉力，以保持钻削力，控制杆始终垂直。钻头可以在孔中稳定旋转，降低并避免钻杆折断、斜孔等问题。

4.2.2 冲击钻孔

施工阶段中，若遇到鹅卵石，则需要选择冲击钻成孔的方式进行施工。打开孔时，应使用标准较小冲程，当钻孔宽度达到钻孔设计高度时，采用普通冲程；当用强冲击头进行钻进时，孔中的低水位应比地下的高水位高1.5～2.0m，同时，需要做好护筒顶面的距离控制，另外，还需要及时补充浆液[2]。

4.2.3 制作与安装钢筋笼

1）制作钢筋笼

在钻孔桩的施工中，钢笼的质量与现浇桩的整体质量有关。因此，应注意每个环节，以确保钢制保持架的安装质量。除质量证明书外，钢筋笼制造中使用的优质钢还应具有性能试验和分析报告。使用前应抽样检查，并按照标准用于钢筋笼的制造；按照施工规范进行宽度装卸；采用吊机进行吊装；针对长桩钢筋笼要将材料运输到施工现场后进行组装，并严格执行点焊工艺，以保证点焊的整体质量。

2）钢筋笼的安装

在进行钢筋笼的安装过程中，采用吊机进行吊装施工；具体操作阶段的技术要点内容为：钢柱笼可分段吊装。为保证钢筋笼的垂直面在孔内，需与孔位对齐，并缓慢减速，避免接触孔壁。如果在下降过程中有任何障碍物，应查明原因，不要试图强制降低下孔，以免损坏孔洞。将钢筋笼插入孔中后，未经允许禁止旋转。延伸钢筋笼时，应将上部和下部的主杆对齐，以确保2个延伸部分的纵向轴线在同一直线上。同时，将钢筋笼降低时，可以将支架放在孔位置并固定；将钢管笼放入孔中后，需要对结构的规格进行检测，相关的偏差值要≤10mm。在通过相关的检测，确定误差内容控制后，方可进行钢筋笼的固定工作[3]。

4.2.4 混凝土灌注

1）安装导管

导管安装时，需要对导管管道进行清洁，连接牢固。混凝土的浇筑速率应与所选管道的直径大致相同。安装前，需要测试导管的水密性，并且，在安装时相互的误差不能太大，当导管完成安装后，需要在导线的位置上预留间隙。

2）二次清孔

在浇筑水泥混凝土前，应检查孔底沉积物的总厚度。清孔时若厚度太厚，则需要进行二次处理，以提升整体工程质量。

3）混凝土灌注

钻孔灌注桩用于水下水泥混凝土灌注时，应严格控制第一批保护层水泥混凝土的总量，保证水泥混凝土在跟踪时具有较强的冲击能量，能顺利地使体内导管中的泥浆排出，并将导丝埋入砂浆，将端沉渣处理。在进行混凝土灌注施工时最好采用连续浇筑的施工方式，缩短浇筑的停留时间。导管宜埋深于混凝土中3～6m处，混凝土浇筑完毕后，应按有关规定及时养护，防止后期发生裂缝[4]。

5 质量控制措施

5.1 编制合理可行的施工方案

在具体工程施工环节中，为了提升高速铁路桥梁桩基的施工质量，需要结合改造工程的突出特点，为工程的施工单位做出更加合理的方案来指导项目的建设[5]。施工单位和有关管理人员应当严格按照计划规范实施，以确保建设项目计划具有针对性，并可以以多种方式运作。

5.2 做好培训与技术交底工作

在钻孔灌注桩施工前，考虑到施工地形较为复杂，具体施工过程很容易受到外界因素的影响，为保证建设工程质量，应对相关从业人员进行基础的培训和安全技术培训，对施工人员的操作技能与施工安全意识进行培训，提高施工人员的技能和责任意识。

5.3 做好材料质量控制工作

施工材料质量优劣直接影响到桥梁基础工程建设的进度与质量。如果所选的基本材料质量不达标，即使采用先进的施工技术也很难达到项目建设的基本质量标准。因此，必须严格控制主要材料的质量。如钢管和砂浆等，可以通过招标选择在基础概念项目中广泛使用的材料，供应商必须确保材料的可用性以及订购的质量和及时性。

5.4 击穿溶洞处理方式

在溶岩区域施工过程中，击穿溶洞后，设备在施工时的进度会加快，该过程泥浆的指标会扩大，这种方式称之为溶洞。在溶洞施工时，冲击钻反复冲击就会落空，无法达到设计方案的要求。基于此，针对此类问题，在冲击施工时，需要对冲击钻的冲程进行控制，同时，还可以对溶洞填充后进行二次钻孔，通过反复的施工处理来达到工程的施工效果。

6 结语

简而言之，要做好在岩溶地区架设桥梁的灌注桩施工，需要认真开展水文地质调查，掌握岩溶地貌的正常发育规律，采取最佳方案。结合工程建设实况，制定和实施工程建设计划，进行科学合理的工程建设，实施地下岩溶洞穴治理。在建设项目具体内容实施期间，要及时发现问题，并采取相关措施解决，以更好地保证岩溶地区桥梁桩基项目的施工质量。