桥梁溶洞地段处理技术研究

张晓雯

（江西通威公路建设集团有限公司，江西赣州341000）

0 引言

在桥梁溶洞地段施工会出现结构下沉以及难以施工的情况，应用好溶洞地段处理技术，对桥梁工程的顺利开展有很重要的帮助。目前，在溶洞地段的阶段，采用混凝土灌注桩的方式施工，可以提高结构的整体质量。了解该技术的工艺过程、掌握技术要点，对提高桥梁工程的施工质量有重要帮助。

1 溶洞地基处理方式

对于溶洞地段，应该先分析溶洞的形状，了解溶洞的范围、深度等要素，确定溶洞的实际情况，进而选择最佳的施工方案。溶洞深度较小的情况下，可使用高压水枪对淤泥、杂质进行清理，符合要求后，再注入混凝土材料，做好溶洞填充处理；如果溶洞深度较大、宽度较小，需要采用打入混凝土桩的方式进行处理。溶洞内没有填充物或者填充物的量较小的情况下，需要在内部填充砂。选择符合要求的孔位，并直接放入固定钢套管，对注砂管和钢套管进行有效管理，在注浆作业之前进行灌砂处理。根据成桩的直径、维护的最小直径和堆积体形的规律，计算出砂量参数。使用压风机将干砂压入，为避免洞内高压阻止灌砂，可利用其他孔进行减压处理，确定压力达到稳定要求后，才能停止施工。岩溶位于基础面的情况下，需要制作混凝土盖板以封闭岩洞。深度较深且内部有较多黏土的情况下，应该先应用钻机进行钻孔处理，并在孔内注入砂石混凝土封闭施工。溶洞范围大、深度深的情况下，开挖与注浆难度较高，要通过钻孔或者沉入桩体的形式处理，以达到工程要求。

2 溶洞处理的基本原则

明确现场施工方案，即预处理为主、冲孔处理为辅的方案，保证质量符合要求，工期及项目施工成本合理[1]。处理溶洞时，针对不同的溶洞桩基类型，要采用不同的处理方法。针对无填充溶洞桩基，可采用水泥浆法处理，填充后要保证其固结到一定强度，避免现场施工出现漏浆或者塌孔等问题。针对半填充或者部分填充溶洞桩基，如果顶部地表厚度较小，需要使用钢护筒进行相应处理；如果顶部地表厚度较大，可通过灌砂法施工，部填充完毕，再根据无溶洞桩基工艺开展项目施工。溶洞内存在较多软塑状物体的情况下，可通过旋喷帷幕的方式进行处理；地表有较多卵石层时，需要选择注浆加固处理方式。

3 桩基工程在岩溶地区的不利因素

在公路桥梁桩基施工中，如果现场为岩溶地貌，溶洞容易给施工造成不利影响。在开挖桩基的过程中容易出现塌孔问题，主要原因是桩基或者钻井施工到溶洞部位上，泥浆经过孔会流失，液面不断降低，使得内部压力快速下降，泥浆护壁在受力条件不均匀的情况下，会发生塌孔问题。如果钻孔环节发生偏孔的情况，也可能是溶洞导致的。因溶洞洞壁的分化程度不同，不同位置的洞壁厚度、硬度等有明显的差异，施工过程中便可能导致钻孔偏斜。溶洞还极易造成卡钻的问题，如果冲程确定不合理，会非常危险，钻头容易卡在溶洞顶板的底部。

桩基失效一般也和溶洞有关。如果填充环节的密实度不足，则容易出现桩基水位降低的情况，进而引发桩基失效问题，此外，若是对溶洞的处理不彻底、存在残留，桩基也会因受到侵蚀而影响自身的承载性能，长期影响之下也会导致桩基失效。综合以上各个因素，在岩溶区域开展桩基施工，溶洞会对其产生严重影响，所以要大对强溶洞的处理力度，确保桩基的质量合格，保证岩溶地带的公路项目施工不会受到任何影响。

4 工程背景

为将这一技术在实践中的应用解释得更清楚，结合某一具体的工程展开论述。某桥梁溶洞地段的施工作业位于我国南方，在工程施工过程中，需要设置嵌岩钻孔桩。根据该工程的施工地段和施工总量的分析，明确在施工过程中需要设置96 根嵌岩钻孔桩，该桩基的范围控制在24～60m。该桩基下层设置软土层，设置完成之后，需要在其表面覆盖一层粉质黏土层。对施工现场的自然地理环境进行勘察，发现该地区的岩溶发育状况良好。因此，应当做好准备工作，减少当地的自然地理环境对桥梁工程造成的不利影响。经过充分的现场勘察，施工团队决定在施工初期使用抛填法填补溶洞。但是，在施工过程中，由于当地特殊的自然地理环境，导致施工现场出现了钻孔坍塌的问题。以此为背景，对桥梁桩基溶洞地段的施工技术进行分析。

5 溶洞处理技术

5.1 施工流程

在施工过程中，按照如下程序进行施工作业：

溶洞处理施工部署—钢护筒施工—钻孔施工—内护筒切割—清孔施工—混凝土浇筑平台构建—二次清孔—水下混凝土灌注。

5.2 具体施工内容

5.2.1 钢护筒施工

在施工过程中，首先需要进行钢护筒施工作业。按照以下方法进行施工：第一，确定安装的位置，否则位置的选择出现问题会影响到施工的效果。第二，做好工作人员的管理工作，保证工作人员的操作符合施工要求。在施工过程中，应当将护筒埋入地下1m 深的位置。第三，在安装完毕之后，需要对护筒进行保护作业，需要在护筒的周围安装导向架。该设备的安装可以浅于护筒在地下安装的位置。按照上述工作流程进行施工，能够切实保证安装效果。在溶洞施工过程中，进行到最底层时可以对钢护筒进行二次加固。此外，在施工过程中，如果发生意外状况需要采取有效的应对方法及时止损。可以选择合适的回填材料重复作业，直到解决问题。

5.2.2 钻孔

钻孔施工应当严格按照施工步骤进行[2]。第一，做好原材料准备工作，保证泥浆的比例符合工程施工需求。第二，在施工过程中，如果发现问题要及时与技术人员进行沟通，保证施工安全。举例说明，在施工过程中，极有可能出现漏浆现象。如果出现这一现象就要求助技术人员，技术人员应当采用技术方法及时解决问题。一般而言，如果产生漏浆现象，可通过灌入高黏性浆液的方式加以解决。

5.2.3 内护筒切割

一般而言，在内护筒切割施工过程中需要采用自下而上的方法进行切割，鉴于这一环节的施工难度比较大，在该施工环节应当做好安全管理工作。第一，做好人员培训工作。该操作对工作人员的要求较高，需要工作人员拥有较强的工作能力，同时要具备潜水能力。第二，应当做好人员储备工作，保证工作人员的工作能力符合工程要求，为工程顺利施工提供保障。

5.2.4 清孔

切割工作完成之后，需要立即进行清洗作业，为后续工程的施工提供良好的施工环境。需要对施工现场进行有效管理，当泥浆的比重达到标准（小于1.1）时，才能进行钢筋笼吊装作业。在钢筋笼施工环节，需要保证钢筋笼的质量，保证焊接的质量。焊接的方式可以自由选择，但必须保证焊接的质量。具体而言，接头面积应＜50%，接头距离应＞1m。

5.2.5 搭建混凝土浇筑平台

上述工作完成之后，需要搭建混凝土浇筑平台，为后续工作的开展提供施工现场。而后，需要对施工导管进行试验。必须保证施工导管的质量符合工程需求。在检查过程中，应当首先检查导管的长度和高度是否符合施工现场的实际需求。一般而言，对导管的长度和高度进行检查，可以分为长度检验和高度检验两部分。第一节导管的长度应当控制在3～5m，其他导管的长度可以控制在4.1～4.7m。对其高度进行检验，应当以导管的下端为参考，保证导管的下端与桩尖的位置相对应。

5.2.6 二次清孔

上述工作完成之后，需要对泥浆进行检查。如果发现泥浆的参数不符合施工要求，需要进行二次清洁作业。在这一过程中，需要使用泥浆泵，泥浆比重小于1.1 时，才可以结束施工。

5.2.7 灌注水下混凝土

由于施工环境较为特殊，应更加严格按照施工标准灌注混凝土[3]。一般而言，必须保证灌注混凝土的连续性。质量检验标准有二：坍落度在19～21cm 范围内；导管埋置深度范围为2～4m。

5.3 特殊地质构造溶洞的地基处理要点

除了上述各项处理措施外，还有些特殊地质条件要采取合理的处理措施，如裂隙多、分布广、隐蔽性较强等情况。传统的处理方式是应用混凝土浇筑的施工方式把裂隙封闭好，在封闭难度高的情况下，采取注浆加强的方式要注意以下要点。

一是分析了解地质条件，确定每一个桩体的位置，在钻孔的同时，做好对地质条件的进一步分析，一般是采取芯检测的方式，其厚度要根据溶洞位置的填充物确定。

二是在注浆泵的注浆施工中，要随时关注压力变化，做好压力的控制，确保注浆施工的压力值保持在0.5～1MPa 之间，具体的压力参数值，应该根据工程现场的具体情况确定，主要是现场试验后确定，以达到正常标准；在注浆施工中，速度在15～20L/min，保证浆液材料能够直接进入填充位置。还要加强对填充物的控制，保证渗透后能够完全达到固结的要求，一般来说，渗透的最小直径为3m，从而保证冲钻成孔时有足够的固结体。

三是采取必要的措施避免出现浆液流失的问题，以免产生浪费，灌浆施工采取间歇注浆施工方式，从而使首先注入的浆液、砂子、碎石等达到初步胶结性要求，胶结结束后及时注浆施工，反复多次注浆施工，最终达到工程技术要求，并且保证注浆压力在合理的范围内，这对工程质量的提升有重要影响。

四是每次注浆施工完成一个孔位后，要立即开展下一孔位的注浆施工，保持连续性施工，但是也要注意，注浆的孔压力要进一步提高，在注浆结束后及时进行封孔处理，确保结构总体性达标。

6 溶洞地段处理施工质量管理

6.1 施工中的常见问题

6.1.1 漏浆

在施工过程中，极易发生漏浆的现象，如果出现这些情况就要及时补救，防止施工过程出现意外。问题出现后，要及时与技术人员沟通[4]。其次，在技术人员到达现场进行补救之前，应当观察泥浆的情况，尤其是观察泥浆面的高度。一般而言，如果其高度迅速下降，就要立即停止施工，及时采取补充浆液的方法或采取注水措施等。如果护筒下沉，就要及时挽救下沉的情况，可以将黏土填充在护筒周围。

6.1.2 埋钻

在施工过程中，可能会有不可抗力因素的影响，导致施工现场出现埋钻的问题。管理和解决这一问题，可以从两方面进行。一方面，在施工过程中，应及时关注钻孔内部的水压变化情况。另一方面，在施工过程中，应当严格管理钻进进度。

6.2 施工质量控制方法

6.2.1 建立施工质量控制小组

在施工过程中，为了保证工程施工质量，应当组建专业的质量管理小组，对施工现场进行监督和管理，有效保证工作人员充分发挥其工作效能。在施工过程中，质量管理小组应当严格监督各个部门的工作，帮助全体工作人员明确自身职责，同时可帮助不同的工作部门进行沟通协调，提高各个部门的工作效率，为施工质量提供保障。

6.2.2 原材料质量控制

做好原材料的质量监督和管理工作，对整体工程施工质量有十分积极的意义[5]。具体而言，可以从原材料的采购环节出发，对原材料的质量进行监督和管理。同时，应严格监管原材料的运输、进场和保存等环节，保证原材料的质量，为工程质量提供基础保障。

7 结语

综上所述，在桥梁工程项目施工中，经常会遇到溶洞类型的地质，此类地质很容易影响工程的开展。针对溶洞地段，要根据项目的具体情况，采取相应的技术手段，妥善处理，推进桥梁项目顺利实施，保证工程质量。