广东省英德市白石窑水电厂 广东省英德市 513000
摘要：本文结合工程实例，通过对桥梁孔桩开挖过程遇到的溶洞为例，分析溶洞的处理方法，希望可以为类似工程的施工提供参考。
关键词：桥梁桩基；施工；溶洞处理
前言：
随着生活水平的不断提高,节奏的加快,人们对快速、舒适出行的要求也越来越高,因此公路建设如火如荼,公路里程快速增加。公路里程的增加,路网密度也越来越大,公路建设过程中经过岩溶等不良地质区域无法回避。由于岩溶区工程地质情况错综复杂,不同的岩溶地质,其处治方法各异,一旦处理不好,将直接影响到工程的质量、安全及公路的使用品质,轻则造成经济损失,延误工期,重则在施工及运营过程中造成重大的人员伤亡。故岩溶地区溶洞处理问题就一直困挠着工程界。这也激励着从事工程建设的人们对这个问题进行不懈的研究。
一、桩基溶洞处理主要方案
在不同地质条件下，针对溶洞的具体特点，桥梁桩基溶洞处理的主要方案包括以下几种：
1.挖孔桩施工方案。挖孔桩施工方案适用于桩基土壤没有较厚的砂石层或砂层，并且溶洞地下水位偏低。
2.钻孔桩施工方案。钻孔桩施工方案适用于桩基土壤中存有较多的砂石、中粗砂、碎石等，并且有大量地下水涌出。
3.护筒跟进施工方案。护筒跟进施工方案适用于桩基溶洞上方的砂砾层较厚的情况。以护筒跟进桩基，可以有效防止孔壁的坍塌。
4.挖钻结合施工方案。当地质条件较为复杂，无法掌握地下水位的具体情况时，可以采用挖钻结合的施工方案。
二、桩基溶洞处理施工技术
1.常规成孔法（按照无溶洞地质考虑）。当溶洞内有充填物，是可塑或软塑的亚粘土，并且溶洞不漏水，这时不管溶洞有多大，也不管溶洞垂向数量多少，都可以不考虑溶洞的存在，而按照正常的地质情况施工。采用冲击钻成孔，洞内的土质和溶洞外的土质没有什么区别，可以按无溶洞的情况施工。
2.片石粘土筑壁法。溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以内，但存在严重漏水，护筒内水头高度不能保持时，可采用片石、粘土和整包水泥（按1m3：3m3：0.75t比例，顺序为袋装水泥、袋装粘土、片石）回填冲击，用0.5～0.8m小冲程，不循环泥浆干打几分钟，使回填物充分密实，再加浆提高水头到正常高度，等水泥初凝具有一定强度，将漏浆处堵住后再使用小冲程继续钻进，形成人工泥石护壁。如此反复多次回填片石、粘土和整包水泥，反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止，这也是个比较成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工时，钢护筒必须穿透砂砾及卵石层等透水层，座落在不透水的亚粘土层上，这样可以防止由于溶洞漏水，水头高度急剧下降而造成的塌孔。严禁因为钢护筒短，没座在亚粘土层上，造成塌孔，导致钻头被埋在孔内，护筒埋置采用钢护筒跟进法。对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等，冲孔时采取投放片石、粘土，整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失，使钻孔顺利通过岩溶区。
3.钢护筒跟进法。溶洞较大（洞高>3m，单层或多层溶洞成垂直串珠状）采取钢护筒跟进法施工。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该方法就是一面冲孔，一面接高护筒，并且将其压到或震动下沉至已钻成的孔内。当桩孔穿过多个溶洞，并且均已成功造壁，但在溶洞下面冲孔时，上面已形成的泥石护壁坍塌，并且漏水较大时，可以采用钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏。
（1）钢护筒选择。内护筒长度和内径的确定：护筒长度L=（h+H）m（h为地质超前钻确定的溶洞高度，H为溶洞顶到地面加30cm的高度）；单层护筒内径大于桩直径10cm，多层护筒最内层护筒内径大于桩直径10cm，其外面一层护筒内径大于内层护筒外径10cm，并以此类推。钢护筒孔径要准确，连接要顺直，用卷板机成型。钢护筒要有一定的刚度，钢板厚为9mm为宜，单个大溶洞用单层护筒，两个大溶洞用双层护筒，并以此类推。
（2）内护筒的沉放。当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机（或桩机自身重量）把内护筒放入外护筒内沉至孔底，必要时用振动锤下沉。用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工时，施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。钻头直径大于钢护筒外径3～5cm，护筒到位后钻头改为满足成孔要求的钻头直径。
三、桩基溶洞处理防治技术措施
1.防止卡锤、掉钻措施：根据地质情况，不管溶洞上部采用人工挖孔还是冲击钻成孔，常规处理时，溶洞顶面以上部位的孔径按设计桩径加大20cm左右，冲孔时采用导向圈。钻至溶洞顶板岩层时，及时检测剩余厚度，不断补充片石等。
2.漏水、漏浆处理措施：漏浆严重时，采用片石加粘土、水泥回填，再冲击开孔，或用钢护筒法。采用钢护筒方案发生漏浆情况，则复打比上层钢护筒直径小的钢护筒，抛适量片石、粘土，用冲锤密击封堵钢护筒脚，以达到堵漏目的。为保证堵漏目的实现，采用注浆法施工。
（1）用注浆泵注浆，注浆压力不宜太大，控制在0.5～1.0MPa范围，具体压力值由现场试验确定。速度为15～2OL/min，其目的是使浆液渗透到填充物内（包含灌入的砂或碎石），然后固结，渗透最小直径定为3.0m，以保证冲钻成孔时有足够的固结体。注浆时注浆管必须插到填充物的底部，然后边注浆边缓慢上提，提管速度不宜太快，根据注浆速度确定，应使渗透半径控制在允许范围内。
（2）单花管注浆，管头花管段长度为100cm，孔眼直径和间距根据现场试孔后确定，注浆管外径为70mm，比钢套管内径要小。注浆时，通过注浆泵上的PQ仪分析确定注浆的速度和结束时间，压入量根据渗透半径、固结体积计算。
（3）为防止浆液流失太远造成浪费，采用间歇注浆方式，使得先注入的浆液与砂子（或碎石）初步胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定最小注浆量和注浆压力控制值为止。
3.漏混凝土的预防：我们在施工中，溶洞顶板冲透并在洞内形成封闭护壁后，再抛填粘土、片石、水泥等充填物，并超过溶洞顶板高度，进行复打，重新冲击形成强度更好、厚度更大、稳定性更好的护壁。影响全岩面判定的因素较多，而现有的桩基技术规范、规程等均未列出统一的判定标准，受地质条件复杂的影响，全岩面的判断往往意见不一，成为质量控制的一大难题。实际施工中，根据岩溶地区地质条件的特殊性、复杂性及工程特点，经过试桩检验，主要从4个方面来进行全岩面的综合判断。第一，以桩孔实际见岩高程时算起，至少进尺50cm后，可申报全岩面检验，超前钻孔柱状图揭示的岩面高程只作为参考。第二，查阅机台施工记录，可将基岩进尺速度0.1～0.2m/h作为进入全岩面的控制速度。第三，可观察井口钢丝绳的摆动情况，锤头触岩面时会出现轻微反弹。第四，使用细目筛网捞取岩渣，岩屑含量50%～70%，且含泥、含砂量小于4%时，认为入岩。
结束语：
在溶洞地区进行桥梁桩基施工是比较困难的，如何在施工中实施对桩基质量的有效控制显得尤为重要。溶洞处理是桥梁桩基施工中难度较大的技术问题，由于其具有不可预见性、复杂性、危险性等特点，在处理过程中应综合分析各种资料和数据，针对不同的溶洞类型制订相应的处理方案，对随时出现的新情况做好充分的准备。
参考文献：
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[4]兰贵竹.溶洞地区桥梁桩基施工经常出现的问题及其处理[J].新世纪论丛，2012（02）
论文作者:吕会财
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/19
标签：溶洞论文; 桩基论文; 粘土论文; 注浆论文; 岩溶论文; 地质论文; 冲孔论文; 《防护工程》2019年第1期论文;