岩溶地段桥梁桩基施工技术研究

张 宇

(山西路众道桥有限责任公司，山西 太原 030006)



岩溶地段桥梁桩基施工技术研究

张 宇

(山西路众道桥有限责任公司，山西 太原 030006)

从勘察设计、钢护筒施工、钻孔、内护筒切割、水下混凝土灌注等方面，介绍了岩溶地段桥梁桩基的施工工艺流程，总结了施工中的技术要点和注意事项，从而保证工程的施工质量。

桥梁，桩基，岩溶地段，注浆

以某省道的桥梁桩基施工工程为例，施工人员在项目工程现场施工的过程中发现桥梁桩基的钻孔中出现了跑浆的现象。从现场的地理研究结果和野外的地质勘探资料中，可以推断桥梁桩基的路基下层可能存在呈下伏状的岩溶洞穴。所以，该项目工程的施工方案改用全充填压力注浆法，在桥梁地基的不稳定处填充水粉煤灰浆，以此预防桩基塌陷和处理钻孔跑浆的问题。

1 岩溶地段桥梁桩基施工的具体流程

1.1 施工前的勘察准备

根据地质土层勘探和周边地理调查的数据结果，该岩溶标段溶洞的区域类型为高阻异常区，以充填型溶洞和严重溶蚀溶洞为主[1]。从岩溶洞穴的横截面图上可以清晰看到上下两层不同的岩溶层，而两层发育的总体深度在15.8 m～28.7 m之间。在填充型溶洞上钻孔的时候，很容易出现表层泥浆缓慢下降和溶洞进尺骤然加速的问题。一旦出现这些情况，钻头会在轻微的震感中产生明显的晃动，严重影响桥梁桩基的施工进度[2]。一般而言，施工队伍会选择粉质粘土对其进行填充、碾压与夯实。严重溶蚀的溶洞表面有着较为清晰的腐蚀沟槽。裂隙发育的相当完整，有的溶芯直接呈现为漏水的空洞。这种溶洞会导致表层泥浆的猛然下陷。钻机也会随之出现大幅度的摇晃，造成钻孔倾斜。通常情况下，施工队伍都会尽可能地避开这种溶蚀严重的溶洞。

1.2 钢护筒施工

钢护筒的施工需要提前测量出下开孔护筒的埋置地点，并确定好具体的入土位置。施工人员必须现场埋入第一节钢护筒，钢护筒进入岩溶土层的深度为1 m左右。在护筒上安装好导向架之后，操纵振动打桩机将钢护筒打入土层岩体0.5 m。当冲击钻钻到距离钢护筒底部0.5 m左右的位置时，将第二节钢护筒打入第一节护筒的内部进行接长，以此延长钢护筒的长度。然后继续钻孔，循环施工，直到钢护筒到达距离溶洞底部0.5 m的位置时，采用对焊加套箍加筋技术完成钢护筒最后的接长工作。

1.3 钻孔施工

工作人员应该将泥浆的比重控制在1.2～1.4的比例范围内。实施钻孔施工的时候，技术人员必须要保证孔内的基本水位，以便在岩溶地段的卵石层和斜岩地层采用低冲程。同时，施工人员还要及时向钻孔内部补充高粘型泥浆，以防溶缝出现漏浆的现象。如果条件允许，还可以向钻孔内填充粘连性极强的黄土和水泥，或是在补充性的泥浆中掺杂稻草和风干的芦苇[3]。这些举措都能有效保证钻孔内部泥浆的高粘合性。

1.4 内护筒切割施工

钻孔施工结束以后，施工队伍可以派遣专业的潜水员进行水下工作，按照由下及上的顺序对内护筒进行切割。在潜水员下水之前，施工人员应该在地面上配备和安装好起吊护筒的专业设备。当潜水员入水之后，则由技术人员指挥地面上的起吊工作，安排专人操作起吊机器，遵照相关章程中的施工规定，配合潜水员的动作进行水下护筒的切割与起吊。

1.5 一次清孔和下钢筋笼

切割完水下的内护筒之后，就要迅速开展第一次清孔工作，施工人员必须赶在孔内泥浆的比重下降到1.1之前完成钻孔的清理工作。进行清孔工作的同时，剩余的现场人员就要着手准备钢筋笼的吊装工作，将钢筋笼准确放置在指定的位置上并进行固定。第一次清孔工作结束后，就要尽快实施钢筋笼的下地和吊装。钢筋笼的接长工作采用的是双面帮条焊和闪光对焊的焊接技术，接头的距离必须控制在1 m以内，接头的面积则不能超过50%。

1.6 混凝土灌注平台的搭建

根据桥梁桩基施工的方案设计，混凝土搅拌混合的原材料是水泥、粉煤灰和水。水泥粉煤灰泥浆和水的配合比为1∶1。在灌注混凝土的施工现场，施工人员采用的注浆方式是帷幕注浆。为了配合这一灌注方式，防止混凝土浆液的流失与浪费，施工人员需要向浆液中投入溶液含量为3%的水玻璃速凝剂，以加快桥梁桩基中混凝土浆液的凝固速度。另外，灌注平台的搭建工作必须依据桥梁桩基设计方案上的具体数据，有序地开展施工。每一根固定在灌注平台上的导管，都要接受抗拉拔的试验和气密性的测量。第一节下地导管的埋入深度应该不小于4 m。当导管下到桩尖的位置后，操作地面上的起重机器将其向上提0.4 m左右。这时候，就可以将导管固定在混凝土的灌注平台上了。

1.7 下导管后的二次清孔

固定了下地的导管后，施工人员应该立即测量钻孔内泥浆的实际比重和钻孔底部沉淀土层的真实厚度。发现有不符合施工要求的情况或是出现了数值偏差较大的问题时，施工队伍必须马上组织进行第二次钻孔的清理工作。二次清孔采用的是泥浆泵反循环抽查技术。第二次清孔工作也必须赶在钻孔内泥浆比重降低到1.1之前完成。同时还要保证钻孔底部沉淀土层的厚度不会低于10 cm。

1.8 水下混凝土的灌注施工

水下混凝土灌注的施工系统主要有料场、水池、压力表、搅拌机、注浆管、注浆泵、供水系统和封孔装置等。其中，施工人员在前期建设料场的时候，必须要做好防潮防雨的保护措施，防止原材料因为受潮而变质，避免设备因淋雨而报废。施工系统压力表上的数值绝对不能大于10 MPa。搅拌混合混凝土的时间不能少于3 min。值得注意的是，虽然注浆泵实际所承受的最大压力不一定是前期设计的最大值，但也不能超过最大值的1.5倍。与此同时，施工人员必须按照水下混凝土的既定流程进行连续性的灌注施工。混凝土的坍落度要控制在18 cm～22 cm之间。埋置灌注导管的深度，在原则上要保持在2 m～4 m的范围内。如果处理溶洞问题时仅仅采用抛填片石和黄土的方法进行桩体的灌注，只要能够顺利地从地面拔起灌注的导管，埋置的深度就可以适当地增大。

1.9 后期的质量检测

灌注水下混凝土的施工完全结束之后，施工人员还要对所有钻孔桩柱身上的混凝土进行桩基无损的质量检测。按照前期施工方案和设计图纸上的要求，在安装钢筋笼的时候就应该预先埋下用于声测的管线。桥梁桩基的施工完成后，可以通过这些预埋的管线检测超声波。一旦发现质量不过关或是存在瑕疵的桥梁桩基，必须马上从柱身上钻取一些表层的混凝土，送往相关的专业部门进行技术鉴定。再根据鉴定的详细结果，分析出产生问题的主要原因，并酌情展开维护保养或是直接返修施工。

2 岩溶地段桥梁桩基施工过程中的技术要点

在岩溶地段桥梁桩基施工的建设过程中，钻孔灌注桩施工技术的具体作业有两个基础性的关键步骤，分别是合理布设注浆孔与科学选择钻机型号。首先是注浆孔的合理布设。桥梁桩基的注浆孔一般会分布在钻孔桩的桩侧四周。在岩溶地段桥梁桩基的设计图纸上，显示为需要钻孔完全穿过洞顶和洞底的灌注桩，一般会布置4个主要的注浆孔在桩侧的附近位置，也就是在4个对称的方向上布设注浆孔。显示为只需要部分溶洞深入孔桩内部的灌注桩，则会根据周边孔桩的具体地质环境，判断或预测出溶洞的成长趋势和发育方向，在溶洞成长速度较快和发育状况较好的一侧实施加密钻孔。然后是钻机型号的科学选择。岩溶地段的地质土层具有极为特殊的复杂性。所以，施工人员必须依据不同类型的溶洞成孔，准备好不同的钻机类型，并且将具体的钻机类型和溶洞成孔正确地匹配起来。

3 施工过程中的注意事项

本次岩溶地段桥梁桩基施工的地质勘探充分显现出了溶洞地区及其周边的地理性质和与之相应的施工规律。施工队伍在现场进行建设施工的时候，应该注意以下四个方面的问题：1)钻孔灌桩的施工工艺。施工人员必须重视施工前期的地质勘探资料，对岩溶地段桥梁桩基施工现场的桩位以及桩位所处的地理环境有着宏观上的整体掌握和微观上的精准认识。如果技术人员对施工现场的地质情况存有疑问，最好直接向负责前期勘探工作的设计单位提问和咨询。也可以向业主提出增加钻孔的要求，以便补充更多的地质情况信息。2)钻机的合理选择。技术人员必须综合而全面地考虑到现场的地理环境、地质情况和勘探资料等多种条件因素，选择出最科学合理、最符合施工要求的钻机。一般而言，施工人员在开机之前都应该准备好两到三套备用或应急的方案。一旦施工现场出现问题，也能灵活应对。3)对塌孔或漏浆等问题的处理。施工人员可以按照预案上的说明，采取回填冲击或是补浆填充的处理技术进行防治。通过预先准备的应急对策，确保工作人员在钻机平台上的基本安全。4)在整个钻孔、成孔与灌注的过程中做好完整的记录。竣工后，岩溶地段桥梁桩基施工总结和需要返工时所需的参考资料都依赖于这些数据记录。

4 结语

岩溶地段的桥梁桩基施工存在着诸多安全隐患。施工人员随时随地都面临着极大的危险。然而，只要施工人员能够在施工

过程中清楚地认识、掌握到岩溶地段真实的地质状况，应用科学的施工技术设计出合理的施工方案，并遵照设计方案实施，就能有效降低岩溶地基带来的危害性，保证桥梁桩基施工的安全性。

[1] 刘艳灵.基于岩溶复杂地质的高速公路桥梁桩基施工技术研究[J].企业技术开发,2014(35):21-22.

[2] 张长亮,王照伟.江门至罗定高速公路岩溶区桥梁桩基施工管理经验浅谈[J].河南科技,2014(11):193-194，199.

[3] 龙万学,凌桂香.贵州山区高速公路复杂地质条件桥梁基础设计[J].中外公路,2014(5):138-142.

On construction technique of bridge pile foundation in karst sections

Zhang Yu

(ShanxiLuzhongRoadandBridgeCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

From the survey design, construction of steel casing, drilling, cutting of inner casing, and underwater concrete grouting, the paper introduces the construction craft procedure for the bridge pile foundation in karst section, and sums up the technical points and precautions in the construction, so as to ensure the construction quality of projects.

bridge, pile foundation, karst section, grouting

1009-6825(2016)13-0187-03

2016-02-25

张 宇(1978- )，男，工程师

U443.1

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