（中铁十五局集团第一工程有限公司 陕西 西安 710000）
【摘 要】溶洞是以岩溶水的溶蚀作用为主，间有潜蚀和机械塌陷作用造成的基本水平方向延伸的通道。溶洞是岩溶现象的一种。岩溶是指可溶性岩层，如石灰岩、白云岩、石膏等，受水的化学和机械作业产生沟槽、裂缝和空洞。我国石灰岩分布较广，常会遇到溶洞。本文介绍大广高速公路（赣粤界）S09标项目部永兴围大桥桩基溶洞处理的措施，为其它同类型桥梁、同类地质施工提供借鉴。
【关键词】永兴围大桥；溶洞；方案
【中图分类号】U445.55 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）12-0252-02
1.工程简介
永兴围大桥桥跨组合为：2×30+11×40+12×30（左幅）/3×30+11×40+12×30m（右幅），桩柱式桥台，钻孔灌注桩。桥位区场地岩溶发育程度属强发育。
2.溶洞处理方案洞
2.1 处治原则
根据地质资料，本项目溶洞处理的的主要方法分为以下三类：一是回填片石和粘土反复冲钻；二是全护筒跟进；三是高压灌注水泥浆处理。根据溶洞类型、大小、填充状况具体处理原则如下：
（1）单个溶洞高度≤4.0m：
当溶洞为空洞、半充填、流塑状全充填时，采用粘土＋片石全填塞；
当溶洞为软塑、可塑状全充填时，粘土＋片石半填塞；
当溶洞为硬塑状全充填时，不处理；
对于串珠状全充填溶洞，各溶洞高度均≤4.0m，采用粘土＋片石全填塞或半填塞；
对于串珠状空洞、半充填，总高度＞4.0m，各溶洞间岩层≤3.0m时，当判定无联通通道时采用钢护筒一次性穿过；有联通通道时或溶洞顶板厚度小于等于1米时采用水玻璃+水泥浆进行预处理。
（2）单个溶洞高度＞4.0m，且溶洞内全充填：
溶洞为流塑状全充填采用粘土＋片石全填塞；
溶洞为软塑、可塑状全充填采用粘土＋片石半填塞；
溶洞为硬塑状全充填不处理。
（3）单个溶洞高度＞4.0m，且溶洞内为空洞、半充填：
判定无联通通道时，采用钢护筒一次穿过顶板、洞间岩层，直至护筒嵌入溶洞下岩层0.5m。当判定溶洞有联通通道时须采用水玻璃+水泥浆进行预处理。
2.2 钢护筒溶洞处理
（1）钢护筒准备
护筒采用厚14mm、12mm、10mm和8mm四种钢板加工而成，护筒内径及壁厚按以下原则选取：
①护筒壁厚
桩径≤1.6m时，（1）护筒长度＜10m，护筒壁厚采用8mm；（2）10m≤护筒长度＜20m，护筒壁厚采用10mm；（3）护筒长度≥20m，护筒壁厚采用12mm。
桩径＞1.6m时，（1）护筒长度＜10m，护筒壁厚采用10mm；（2）10m≤护筒长度＜20m，护筒壁厚采用12mm；（3）护筒长度≥20m，护筒壁厚采用14mm。
②护筒内径
设置单层护筒时，护筒内径采用比桩径大20cm。
设置双层护筒时，外层护筒内径采用比桩径大40cm，内层护筒内径采用比桩径大20cm。
③护筒长度
护筒长度根据施工需要，分节段制作拼装，当地表覆盖层为粉砂、卵石等不稳定土层时，设置外层护筒，穿过软弱覆盖层以下2～3m或至基岩顶面；内层护筒埋置深度要求穿过溶洞至基岩面。
（2）穿过覆盖层钢护筒的埋设
①采用比护筒直径稍大的冲锤，保证成孔直径比护筒外径大0.1～0.15m。考虑到基岩面处易发生漏浆，故冲至距基岩面1.5m左右时停止进尺，检孔并检查成孔直径及其倾斜度。
②逐段拼接，施放护筒，直至其不能自行下落，然后采用振动锤施打至预定深度。在护筒埋设过程中，需要注意：护筒逐段拼接时，段与段之间拼接的顺直度要控制好，以防止折曲；孔口定位，护筒口中心要保证与桩基中心基本重合，然后将其与地面开孔护筒用钢板连结固定；护筒底部刃脚处加强，以防止施打过程中发生卷刃。
③由于基岩顶面的不平整，护筒底部不可能周边全断面接触，这样就可能造成此处发生以下问题：振力过大时，护筒滑偏，底部变形；底部漏浆，坍塌。
为尽量避免此类问题发生，在护筒振打下落时参照地质资料控制好护筒的入土总深度，并加强护筒刃脚。护筒就位后，在基岩面附近反复回填粘土、石碴并掺加水泥，冲击造壁。
（3）冲孔
①泥浆比重的控制
由于溶洞外存在裂隙，且部分裂隙贯通，施工过程中会出现漏浆现象。所以在冲孔进尺过程中保持较大比重的泥浆，在遇到此种情况时可控制浆液的流失速度，并对裂隙的封堵具有较好的效果。
②冲程控制
由于地质情况的复杂性，钻探资料并不能完全反映出桩位处地质情况的完整面貌，冲程过大时极易突然冲破溶洞顶板，造成卡锤或偏孔事故。故在冲孔过程中，应采用不大于2m的中、小冲程进行岩层内的进尺，尤其是在接近溶洞顶板时，更要采用小冲程。
③溶洞内的造壁
进入溶洞后，要反复回填片石、粘土等，尽量将溶洞内的孔壁冲击坚实。同时多次回填的另一好处是减少了由于溶洞顶、底板的不平整，冲锤易产生滑偏的可能性。
（4）穿过溶洞的钢护筒
采用比内层护筒直径稍大的冲锤，保证成孔直径比护筒外径大0.1～0.15m，冲孔完成后，下放内层护筒穿过溶洞至基岩面，然后做混凝土封底，以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。然后进行清孔，下放钢筋笼。
（5）压力灌注水泥浆
①采用钢护筒处理溶洞的摩擦桩，在两层钢护筒之间、钢护筒与桩孔壁间，压力灌注水泥浆；施工过程应做详细记录，不得漏注。
②桩基础混凝土强度及弹性模量均达到设计值的90％，同时砼龄期不小于7天，方可注浆。
③直径大于1.8m的桩基，采用一桩一层四孔，二层八孔；直径小于等于1.8m的桩基，采用一桩一层三孔，二层六孔进行注浆。遵循先内层后外层、同排隔孔、邻排错开、跳孔分序分次的灌注顺序；单孔遵循注浆自下而上分段进行，注浆压力序次增加，压力自小至大提高的原则；单孔首注注浆管伸至桩底或钢护筒底。每个基础同时施工的注浆孔不宜超过1孔；注浆过程中需加强位移监测，避免因施工导致基础下沉或倾斜；注浆完成后，应对桩基础变位进行持续监测。
④采用C30水泥浆；灌浆速度不宜超过75L/min；注浆孔口稳定的压力宜为1.0~2.0MPa，在现场应通过试验，最终验证压力值是否合适。
⑤注浆终止条件：注浆时通过压力表和浆液来控制注浆量，终灌标准为在注浆压力下吸浆量<1~2L/min，稳压15min；若地面窜浆或桩基变位立即停止注浆，待浆液凝固后（25~40min）再对该孔补浆。
3.施工中出现的问题及处理
施工过程中加强监控，遇到坍孔、斜孔、漏浆、意外跑浆等意外情况及时处理。
4.结论
经后续施工的施工论证，本方案均能满足现场的施工要求。
同时，对于溶洞处理，施工单位一定要高度重视，做好人员、机械、材料的组织，以最快的时间进行处理，以免造成次生的地质病害。
5.结语
以上方案与现场实际施工情况基本吻合，希望给同类桥梁施工提供参考与借签。
论文作者:刘君玉
论文发表刊物:《建筑知识》2017年12期
论文发表时间:2017/7/14
标签：溶洞论文; 基岩论文; 粘土论文; 水泥浆论文; 注浆论文; 桩基论文; 冲孔论文; 《建筑知识》2017年12期论文;