摘要：广西贵隆高速公路桥梁岩溶桩基施工困难程度非常大，所以对专业技术方面的要求比较严格，如果无法有效处理溶洞，必然会对整个工程进度以及造价造成很大干扰和影响。本文对岩溶桩基以及施工处理措施进行了分析，从而保障桥梁桩基施工过程中的质量，为施工节约更多成本。
关键词：桩基；岩溶；施工；成本
岩溶地貌在我国分布比较广泛。由于岩溶地貌地质条件比较复杂，会对桥梁工程进行桩基作业时造成很大困难。所以在这类地形区域内开展桥梁桩基施工过程中需采用专门的施工工艺与措施，这样才能确保工程能保质保量顺利竣工。
一、桩基岩溶导致的问题
1、施工周期较长。一根桩基经过3个月的努力都不能成桩的情况在实际施工时比较常见，所以直接导致后期工程也随之延后。
2、塌孔。如果施工过程中遭遇溶洞，因为其漏浆频发从而造成坍塌范围会不断扩大，最终使得地面完全塌陷。塌孔的主要危害分别为：钻机歪斜，严重时侧翻，现场施工人员受伤或死亡，工期延误等。所以施工开始前必须制定出应对之策来预防坍塌这种可能。具体措施有：由钢护筒构成保护壁，而不再采用泥浆，这是由于泥浆如果遇到溶洞便会立刻流失而造成护壁暴露在外面，同时因为地下水影响，极易造成塌陷，这时泥浆则无法保护护壁。从安全角度来考虑，钢护筒是非常行之有效地施工措施。
3、卡钻和埋钻。若岩溶发育程度比较高，进行桩基施工时就会导致原有岩层失去平衡，进而产生地表变形、地层塌陷等一系列问题，最后导致桩孔内的钻具卡钻或埋钻。所以进行施工时必须要每时每刻观察钻头的具体情况，并注意有无出现异常，若出现异常，必须马上提钻并检查有无损坏，如有需要还需更换钻头，并向桩孔回填片石或者粘土。穿越溶洞时，应采取小冲程工艺控制钻速，进而降低因为震动而对桩孔壁造成更大影响。
二、岩溶桩基施工
1、加强超前地质钻探。对于岩溶地区，在桩位中心进行一桩一孔的地质超前岩芯钻探，以获取桩孔工程地质剖面资料。据资料呈现出的岩溶发育程度，提前准备片石、粘性土以及足够的泥浆，方便有漏浆出现时能够第一时间进行处理。
2、护筒埋设。正常桩位通常使用2m左右的护筒，若桩基施工位于河边，那么就需护筒穿过河床，填埋护筒过程中，必须将其与桩孔间缝隙用粘土或混凝土填满，并压紧。如果处于溶洞较发育地区，那么桩基施工时要求使用全钢护筒。
3、成孔工艺。进行冲击钻头作业时需要保持平稳，尽量减少碰到孔壁；选用圆形钻头，冲击尽量小些，当钻头重量增加时，悬距不要太大；遇到溶洞时，减小冲程和悬距，冲钻至溶洞处时，若孔内泥浆液面有所下降，应尽快使用大片石及粘土进行回填，当孔内浆面稳定以后重新冲孔，不断重复这一操作才能使粘土、片石封住溶洞，以免漏浆或者混凝土流失。
4、清孔。桩基钻至设计孔深时，应及时清孔，等到孔底泥渣清完后，用测锤沿桩孔环周逐点施探，如果察觉某一点触与完整岩石存在显著不同，那么就必须着重反复初探和对比以后作出判断，若终孔后判定孔底疑似溶洞，应继续冲击，如检验判断无误，应反馈给设计部进行桩孔加深调整，最后3m孔段连续记录小时效率＜0.15m时，才判定终孔。清孔后照前述方法探测，确信持力层可靠后，方可进行灌注桩基混凝土。
5、安装钢筋笼。制作钢筋笼的原料、工艺以及焊接均需满足设计规范施工规定。竖向间隔2m安装一个垫块，并沿圆周安排6个，用角钢把钢筋笼和钢护筒连焊在一起。
6、灌注混凝土。溶洞处进行灌注时，一定要保持匀速且适中，如果速度太快就会使压力太大而导致溶洞壁开裂，灌注需保持匀速且连续；掌握溶洞的位置和内部充填状况。参考地勘资料，对于漏失部位，最好采用水泥浆充填堵漏，减免灌注中的混凝土流失几率；在灌注中，要计算导管底端出口的停留孔深，若无流失现象，应迅速拆管，抓紧灌注直至桩顶。
7、质量检测。待灌注桩完成以后，必须对桩身采用超声波检测，确保桩基质量。
三、案例分析岜珠大桥岩溶桩基施工及成本
广西贵隆高速公路岜珠大桥全长100m（5×20m），全桥共设置桩基础32根，地质超前钻探显示该桥21根桩基为岩溶桩基，施工中出现如下情况：
1、岜珠大桥岩溶桩基施工
1）漏浆。泥浆流入溶洞或裂隙，孔内泥浆以最快速度流失，此时地表孔口处塌陷，进而形成一个漏斗，这时既无法继续作业，还极有可能使作业人员处于危险境地。对于小裂隙和小溶洞采取的措施：及时向孔内补充泥浆；加稠泥浆；用片石以及粘土进行回填，并反复冲击来增强护壁强度以及密实性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但对于裂隙以及范围较大的溶洞效果比较差，往往再次钻孔时就会发现刚刚添堵处又被破坏了，重新产生漏浆现象，或回填粘土不能产生效力。漏浆有小裂隙与大溶洞两种漏浆现象。溶洞发生漏浆以前应该提前备好充足粘土，并用包装袋包装封口准备待用。冲穿溶洞时，如果发生大量漏浆，需立即把粘土投入孔内，同时分段添加适量水泥包，回填超过漏浆位置后，先轻轻落下重锤压实粘土袋以及水泥包，从而充分填充至缝隙中，然后轻轻拍打使二者混合，并挤进桩基孔内四周粘土、岩石或岩溶缝内。如果孔内形成水泥土浆，就必须要及时停止施工，并待其凝固成水泥土浆护壁层，且存在适当强度时再实施钻孔成孔。如果是小裂隙漏浆，那么粘土就可以用装载机等设备直接倒入孔内，无需装袋，但是水泥还需成包抛入并沉底，所有步骤与溶洞操作一致，所要达到的目标就是堵住不继续漏浆，并造浆。如果是多层溶洞，钻穿下一层溶洞又产生漏浆问题时，需重复以上步骤。这样施工的结果是堵住漏浆，确保泥浆质量并能够顺利进尺，另外灌注砼过程中也不会产生超灌。如果对漏浆处理不及时就会产生塌孔，此时必须立即向孔内回填粘土，并抛填片石等直至孔口，要确保填料已经凝固，同时存在适当强度以后才能继续钻孔。若钻孔时出现泥浆渗漏严重或者无法回升时，可以使用添堵大溶洞漏浆方法，进行反复冲孔-回填操作，从而加快施工速度。
2）卡钻。本工程桩基施工过程中因为钻机人员缺乏足够经验，当出现卡钻时强制提拉，而导致钻机受损严重。如果施工工程中遇到卡钻问题，一定要先找出原因进行分析，进而采取对应措施进行解决：如果是卡于顶板岩石中间位置，此时可以慢慢地上下活动钻头，直到松动以后再缓慢将其提出；如果是斜着卡在顶板岩石内，此时可以制作一个简单易操作的正绳器，把钻头拉正，然后再缓慢提起；如果是卡于岩石底部，此时可以通过大钻头破掉岩石以后再提出。
3）斜孔。所谓斜孔就是进行桩基施工过程中，钻孔倾斜度超过设计以及规定。出现这种现象的原因在于一半是土一半是岩石的“斜坡岩”或者底层岩石软硬不均匀而造成钻头不能水平就位，如果不能及时进行处理，孔就会越来越斜。处理这种偏孔一般采用回填片石方式矫正，这样钻头便可保持水平，同时钢丝绳竖直，然后再继续钻孔。
4）联通孔。某一桩孔进行钻孔施工，临近的桩孔内泥浆面相应翻动的现象就是连通孔。如果情况不严重，可以向孔内回填加入适量片石，这样就可形成护壁来阻隔相邻孔而不能串通；如果溶洞比较大，且情况严重时，可以向孔内掷入适当水泥包和粘土袋，这样就可预防施工期间产生漏浆或者塌孔现象。溶洞发育地区，相邻桩基宜错开施工。
2、大桥溶洞桩基处理方法及成本
针对溶洞可使用抛入片石、粘土以及水泥包这些材料来回填，并反复充钻；而有些桩基还可以使用钢护筒护壁与抛填材料两种方法同时进行的方式来处理。发生费用主要项目包括：
1）抛填材料费用。施工时，用料数量根据现场实际发生且经监理签字验证的数量为准（登记的数量只是对溶洞进行处理过程中产生的增量，而钻孔使用的粘土不包含在内）。
2）溶洞处理折算桩长费用。在溶洞处理过程中，抛入各种材料填实以后，需不断反复冲孔，应该计入钻机重新钻孔费用中。根据现场施工实际情况，钻机在反复冲击成孔时发生的各种费用等同于正常冲孔，我部按溶洞处理前标高与抛填材料后标高的高差为主要依据，结合抛填材料数量，作为重新冲孔的桩长来结算。
3）机械台班费用。在溶洞处理过程中，为避免溶洞扩孔持续扩大而导致坍塌或者其它无法预知的事故产生，因此在溶洞回填处理、护筒埋设及钻机移位时需利用装载机、挖掘机及吊车等参与以提高工作效率；对溶洞抛填各种材料时，必须关闭钻机进行，由此产生的台班属于待机台班。
4）钢护筒制作及安装费用。如果溶洞发育，桩基孔产生严重漏浆、塌孔或者地面塌陷时，必须对溶洞桩基采取抛填片石、粘土与埋设钢护筒相结合方式来处理。钢护筒埋设在本桥为两层护筒穿过溶洞的处理方案，内、外层钢护筒内径分别使用比桩径大20cm和50cm，并通过厚钢板加工卷制而成，在实际施工过程中，钢护筒数量按照现场发生同时经监理签证数量为准。
5）超量灌注混凝土费用；溶洞多次塌方，多次冲孔，会增大实际扩孔系数，且存在缝隙、溶洞，导致在桩基混凝土灌注过程中亦常出现漏浆现象，从而会使灌注过程中使用的混凝土增加，这个超量要以现场实际发生并经监理签证的数量为准。因此，并采取相应的措施，加强施工成本管理提高了工程进度，整体上缩短建设周期，大大节约了业主投资。
桥梁溶洞桩基施工过程中产生的很多问题以及处理方法都具有特殊性，因为溶洞无法提前预见，再加之其相对复杂，所以，处理溶洞时应该从全局出发，综合考虑各种因素，从而采取科学、合理、有效且经济的方法进行处理，最终确保工程质量以及施工安全，在降低成本的同时，确保工程进度如期进行。
参考文献：
[1] 尹国荣.岩溶区勘察方法及桥梁桩基施工技术[D].长沙：中南大学，2015.
[2] 刘彦军，陈为.岩溶地区桥梁桩基施工加固处理方法研究[J].中国水运（下半月），2013，（9）：189-190.
[3] 肖雪强.岩溶地区桩基施工中种特殊处理措施[J].中国市政工程，2015（4）：63，66.
论文作者:范辉,樊磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：溶洞论文; 桩基论文; 岩溶论文; 粘土论文; 泥浆论文; 钻头论文; 冲孔论文; 《基层建设》2018年第5期论文;