浅谈岩溶地区桥梁桩基施工技术措施

张 兵

赣龙复线铁路有限责任公司

浅谈岩溶地区桥梁桩基施工技术措施

张 兵

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江西省瑞金市境内是典型的岩溶地质，随着交通基础设施建设发展，岩溶地区建设项目逐渐增多，本文从笔者亲自参与的瑞金市境内工程实例介绍岩溶地区桥梁桩基础施工，并对岩溶桩基施工方法进行概述。

岩溶;桥梁;桩基;施工

1 工程背景

赖屋特大桥，桥梁全长2319.91m，跨度形式为19-31m+1-24m+26-32m+1-24m+24-32m，共有桥墩70个，桥台2个，桩基687根，其中Ф1.0m为550根，Ф1.25m为137根。桥址区地貌形态为丘陵河谷地区，桥址区岩溶发育，属埋藏型，部分地区属浅覆盖型，主要以粉质黏土、含砾粉质黏土、圆砾土为主，厚1.8～36.5m，下伏基岩为二叠系栖霞组（P1q）与二叠系茅口组（P1m)灰岩，岩性差异较大，岩溶强烈发育，溶洞较多，密集成串且相互串通，同时溶洞形状各异，错落无序，有的溶洞发育规模大，溶洞内多为无充填及半充填溶洞，且溶洞分布高度及深度不具备规律性，大范围串通，呈多层立体分布。

在桩基施工过程中主要有以下特点：

(1)溶洞分布较广，几乎每个承台均分布有溶洞，且大部分为串珠状，在钻进过程中会出现多次反复漏浆；

(2)溶洞不整齐，顶板和底板上下交错，高低不平，钻进溶洞顶板及底板时存在偏孔甚至于卡锤、埋锤的情况；

(3)有些溶洞中有裂隙水流动，在钻进过程中一旦漏浆会出现投入孔中大量片石及粘土，有些溶洞需回填大量水泥进行填充，但泥浆面上升不明显的现象；

(4)混凝土浇筑过程中，混凝土面上升不明显，且超方量较大；

(5)桩基混凝土浇注完后混凝土面出现沉降。

2 施工方案的确定

根据桩基施工中容易出现的的各种风险，为了加强溶洞桩基施工的可操作性，避免工程效益的流失，特邀请专家对桩基施工进行现场指导，并组织召开岩溶桩基施工专项施工方案确定会议，确定施工方案如下：

(1)根据设计图纸及地质资料将溶洞划分等级分别为:小于5m小型溶洞；5m-10m中型溶洞；10m以上大型溶洞，并报监理、设计单位核实；

(2)当桩顶土层多为细砂、中砂、粗砂、砾砂、细圆砾土、粗圆砾土等时，桩孔口钢护筒可加长至6m；

(3)根据不同的溶洞等级采取不同的施工处理措施：溶腔高度大于10m时，直接钢护筒跟进，直至穿越该溶腔底1m后停止跟进，钢护筒直径按钻孔桩直径增加10cm确定，壁厚14mm；当溶腔高度在5-10m时，参建四方现场踏勘后协商确认是否采用钢护筒跟进或采用灌注C15水下混凝土封闭，砼添加速凝剂；溶腔高度小于5m时，采用回填片石、粘土、水泥进行填充。

3 溶洞桩基施工具体处理措施

根据施工方案确定的措施，对每根桩溶洞类型进行分析判定，并报监理、设计确定，并在施工之前，做好设备、物资材料的施工准备工作，深入的了解每根桩溶洞大小、位置、产状，岩层的构造、走向、厚度等地质情况以及施工场地的各种限制因素，因地制宜，制定合理的施工措施。具体施工措施如下：

3.1 小型溶洞的施工处理措施

对于高度小于5米的小型溶洞，主要采用抛填片石、粘土、水泥进行处理。对于溶洞内是否有地下水流主要判定方法为：当钻孔进入溶洞区时，如孔内泥浆突然下沉，加浆能保持孔内泥浆和水位稳定，说明此处溶洞没有地下水流。如反复加浆，孔内泥浆仍无法填满，且泥浆稠度不断变化，说明此处溶洞有地下水流。

3.2 中型溶洞的施工处理措施

对于溶洞高度在5-10m的中型溶洞，如果仅采用抛填片石、粘土、水泥的方法，通常会出现反复漏浆的现象，无法有效治理，因为片石护壁在冲击振动或灌注砼的作用下容易垮塌，一般采用回填砼或钢护筒跟进的方法进行处理。一般情况下在考虑施工进度、施工成本投入时，出现单个溶洞时要考虑进行砼回填处理，砼强度采用C15砼，砼灌注按水下灌注桩进行灌注，灌注高度高出溶洞顶面0.5m，特别是遇到偏孔桩基时回填砼即加快施工进度，又节约了成本。需要注意的是在处理中型溶洞时，回填砼与抛填片石、粘土、水泥同时进行处理，进行综合整治，这样效果会更明显。对处理中型溶洞特别是串珠状溶洞时，一般采用钢护筒跟进的施工措施，每节护筒长3米，将钢护筒移至孔口，利用吊装设备，将钢护筒沉入孔中，在钢护筒顶部垫10×10cm方木，用锤锤入孔中，沉入过程中，随时进行校正其垂直度，并随时纠偏。冲击钻机钻进、再下沉钢护筒第一节护筒下沉到孔口护筒顶面后，再将钻头下到孔中继续钻进，每进尺深度达到3米时，下沉下一节钢护筒，如此循环进行，直至钢护筒进入溶洞底板岩层1米为止；钢护筒与钢护筒之间采用焊接连接。

3.3 大型溶洞、特殊地段岩溶桩基的施工处理措施

对于大于10m的大型溶洞可以采用钢护筒跟进或溶洞预注浆处理的方法，通过现场实际施工得出预注浆的施工处理措施对于处理大型溶洞特别是特殊地段的岩溶桩基效果较好，但实际施工中根据具体情况确定具体施工处理措施，下面主要讲一下预注浆的处理措施。预注浆施工其目的是为了加固溶洞填充物和填满空洞。

（1）钻注浆孔。根据地质情况在每一根桩的中心位置钻注浆孔，通过取芯探明溶洞的高度及填充物的详细情况。开孔采用φ108mm岩芯管开孔，钻进分层采样，直至钻入基岩面0.5m以下后，下φ108mm套管，并嵌入基岩；套管露出地表0.2～0.5m。用M7.5水泥砂浆固结套管，并将孔口套管四周捣实封闭，防止浆液从套管周围串出，影响注浆效果。待固结套管水泥初凝后，继续钻进，循环水采用清水。根据取出的岩芯确定岩溶发育特征。洗孔后按要求做注水试验，拧上孔口盖。

（2）压浆。在压浆前先进行注水试验，确定单位长度吸水量。浆液选用水泥浆,用32.5级水泥,石粉水泥浆配合比为水∶水泥=1∶1。压浆时注浆压力不宜太大，控制在0.5～1.0MPa范围,具体压力值由现场试验确定。

4 结束语

对于高度小于5m的小型溶洞，一般采取抛填片石、粘土、水泥的方法处理，简单，方便、有效，经济。对于高度在5-10m的中型溶洞，可采用回填砼填充或钢护筒跟进的处理措施，如条件允许，建议钢护筒跟进的施工处理措施。对于溶洞高度大于10m，建议采取溶洞内注浆的预处理措施。