中建三局第一建设工程有限责任公司 湖北 430040
摘要：本文围绕溶洞段桥梁桩基施工这一中心问题展开了较为详细的分析与阐述，希望能够提供一定的借鉴。
关键词：公路桥梁；溶洞处理；技术分析
一、工程概况
1.1工程简介
我公司施工的武汉市四环线起于K113+547.944，止于K119+617.889，正线全长6.070km，全部为高架桥。
1.2地质条件
地质为人工填土、第四系全新统湖积层淤泥质土、淤泥质粘土、中更新统冲洪积老粘性土、含碎石老粘性土、下更新统残积层组成，下部基岩为白垩纪泥岩或泥质砂岩及三叠系溶崩角砾岩。
1.3 地质补勘情况
设计图显示49#墩处溶洞较为复杂，左右幅49#均为4根群桩，桩径1.5m，左墩桩长为58m、57m、39m、52m；右墩桩长为60m、60m、44m、37m。对49#墩桩位进行了补勘，结果如下：
三、桩基施工
3.1溶洞预处理
3.1.1处理原则
在石灰岩、溶崩角砾岩区对岩溶发育的桩位采用注浆预处理至泥沙层、冲积层、残积层与基岩分界处，注浆厚度仅限上述地层层面。
对于特大型溶洞或半充填的溶洞，采取注浆填充的方法处理。连通溶洞，只须对最大的溶洞进行注浆加固。本项目采用单液注浆为主，双液浆注浆为辅的注浆方式。
3.1.2注浆参数
布孔要求：对于全填充溶洞桩位，沿桩身周边20cm处均布4个孔，开孔直径要求采用100mm，垂直精度小于1.5%。
3.1.3 双液浆注浆
本文只列出双液浆注浆，单液浆较常见不再赘述。
①注浆管：Φ51mm。②机械设备：ZMB-6型液压注浆泵、泥浆泵。③浆液体积比：水泥浆：水玻璃=0.5-1:1。④下管：下Φ51钢管，最底端（伸入溶洞以内）采用2m花管⑤注浆控制：压力由小逐渐增大到预定注浆压力1Mpa。⑥注浆结束标准：a、注浆压力达到设计值，吸浆量为50～100L/min，稳压20min；b、压力接近终压或达到终压的80%时，如出现较大的漏浆，间歇注浆后达到或接近终压值。
3.2钢护筒施工
3.2.1钢护筒施工工艺流程见下图
3.2.2钢护筒施工
具体步骤如下：
（1）钢护筒制作
钢护筒分为内、外护筒，均采用15mm厚钢板加工，焊缝为双面坡口，内护筒分3米一节。外护筒在施工前埋设至人工填土层以下，并对周边回填夯实，跟进护筒长度L=h+0.5，h为溶洞底板岩层（钢护筒可入岩层区域）至地面高度。施工参数见下表：
（2） 跟进钢护筒施工
采用D+10cm的钻头，冲进至最底部溶洞上方岩面1m处（如岩层层厚超过1m，可冲至岩面），采用35t汽车吊吊装内护筒，更换直径为D-2cm的钻头进行冲孔作业。
沉放方法
穿过溶洞顶部时要反复冲孔，当冲锤不明显受阻时，用钢丝绳活扣绑住内护管，用汽车吊把内护筒放至孔底。
②内护筒垂直度控制
采用专门支架并用全站仪辅助控制垂直度，具体如下图：
节间护筒焊接：第一节钢护筒采用垫铁调平，用水平尺检测后就位。各节内刚护筒连接采用双面开坡口焊接，并焊接50mm宽、δ=10㎜的加强钢带。
（3）跟进钢护筒下至溶洞处的处理
在靠近溶洞顶板1米处左右，改用小冲程（0.5～1.5m）冲击。
进入溶洞后，回填片石，如漏浆严重，按片石：粘土：水泥（质量比）=20：10：1比例投入混合料。
（4） 钢护筒刃脚的处理
钢护筒下沉至岩面后，岩面可能不平，抛填片石、粘土，用2-4m冲程进行反复冲压，整平工作面。
（5） 回填材料处理溶洞
冲孔过程中加入粘土调整泥浆比重，在桩锤冲破溶洞顶部岩层后，按照比例投入片石及粘土，粘土用口袋包装后整袋投入。如漏浆严重，可按照片石：粘土（质量比）=2：1比例投入。
（6）桩基成孔
钻头直径换成为D-2cm后继续钻进，当钻进的过程中出现漏浆情况时，处理方法同上。
3.2.3 施工过程中异常情况处理办法
由于溶洞地质特性，容易出现以下问题：
1 卡锤
原因：⑴ 桩锤磨损未及时修补；⑵ 在冲击时发生掉物、掉石；⑶钢丝绳冲放过多，致桩锤倾倒顶住孔壁；⑷ 溶洞底板倾斜或遇到半边溶洞。
处理措施：⑴ 慢试法：钻头卡在中间任何部位时，应将主绳徐放-收紧-徐放-收紧，反复进行使钻头旋转从原位槽道提出；⑵ 冲击法：将主绳放松3-5cm，用钻头副绳吊一重物向下冲击钻头，使之产生松动，主绳重复慢试法；⑶ 辅助提升法：用吊车、千斤顶或钻机副绳穿滑轮组加力提升。
2掉锤
原因：⑴ 垂体质量有问题，造成垂体断裂；⑵ 钢丝绳断裂；⑶ 冲击进尺时遇到大的溶洞，且填充物为软塑性土质或空洞时，因进尺过大，冲锤一下进尺数米，引起掉锤。
处理措施：⑴ 选用打捞钩、冲抓锥等合适的打捞工具将锤体捞起；⑵ 采用潜水员下孔内进行打捞；⑶ 认真按照设计地质柱状图进行施工，在快击穿顶板时，应低冲程快打，防止进尺过大而掉锤；
3塌孔埋钻
原因：施工时由于碰到溶洞或桩位外溶洞相连通的裂隙，引起突然间大量泥浆漏失。
处理措施：⑴ 发生漏浆时要及时补浆补水，维持孔内水头，防止孔内外产生过大的水头差，并迅速堵漏；⑵ 采用钢护筒跟进、填粘土片石混合物将溶洞填充，防止漏浆塌孔。
4斜岩
原因：因岩溶地质原因，造成斜岩。
处理措施：抛填片石、混凝土填补2米高度，使钻头受力均匀。
四、施工中应注意事项
（1）施工次序要先难后易，先长后短。
（2）埋深宜超过人工填土层并不小于2米，四周用粘土回填夯实。
（3）在岩溶中钻进时要加大泥浆比重，加强支护效果，准备泥浆保证漏浆时及时补充泥浆。
（4）溶洞地层冲孔桩孔深较长时，采用掏渣筒配合成孔效率更高。
（5）对小型溶洞，在钻至溶洞顶部1m左右时变换冲程，缓慢击穿，防止卡钻。对于空溶洞或半填充的溶洞，击穿洞顶之前，泥浆面下降时迅速补浆，向孔内投入粘土、片石和水泥。溶洞内填充物为软弱粘性土或淤泥时，进入溶洞前要投入粘土、片石冲砸固壁。控制钻孔倾斜度，倾斜时按比例投入粘土及片石至偏孔处0.5m以上，重新成孔。
（6）终孔后用5m以上的钢筋笼探孔器进行探孔，清孔换浆要彻底。
五、效果验证
通过前期大量的准备工作，施工过程中只出现少量漏浆的情况，施工正常进行，证明方案是合理的，措施是可行的
结束语：本文针对桥梁桩基施工中的溶洞处理做出了简要分析与说明，希望能够为今后相关研究与实践工作提供一定的参考和帮助。
参考文献：
[1]许锋. GA高速公路溶洞区域桩基低应变检测特征分析[J]. 公路交通科技:应用技术版, 2012(4):288-291.
论文作者:高波
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/17
标签：溶洞论文; 粘土论文; 注浆论文; 冲孔论文; 钻头论文; 泥浆论文; 桩基论文; 《基层建设》2017年4期论文;