桥梁桩基底部溶洞的处理方法研究

摘  要：本文以某桥梁桩基底部遇溶洞的处理方法为例，结合工程实际，经过地质勘探、质量检测后，针对工程中桥梁桩基底部出现溶洞的问题，提出利用注浆法对桩基底部溶洞的处理措施，实践证明该措施具有一定的可行性，为桩基施工提供了参考。

关键词：桥梁;桩基底部;溶洞;处理

中图分类号：U445  文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2019）07-0000-00

0引言

桩基是桥梁施工中的重中之重，对桩基进行质量检测后遇到的问题，视情节严重程度必须及时进行处理。本文结合鹏坝通道工程桩基施工检测后发现的上新屋水二号桥0-4#桩基底部存在溶洞问题，就其解决桩基底部溶洞问题进行阐述，为工程实践提供了参考。

1工程概况

鹏坝通道工程位于深圳市大鹏新区大鹏半岛东部，是规划连接坝光到大鹏的主通道。线位呈近南北向展布，起于盐坝高速坝光出口，向南穿越坝光片区，在坝光片区以南，以隧道形式穿越排牙山，终于银滩路;等级为城市主干路。

鹏坝通道工程（坝光段）位于规划坝光生物谷范围内，起点位于盐坝高速坝光出入口，沿规划生物谷路布线，终点与规划环坝路相接。坝光段路线全长 1.96km，里程为 K0+000～ K1+960。结合工程沿线既有道路及规划河道的情况，鹏坝通道（坝光段）共设桥梁 3座，涵洞 1道。上新屋水一号桥、二号桥、坝光水桥分别跨越规划上新屋水干流、上新屋水支流、坝光水等河道。桥台均为柱式轻型桥台，桥墩为桩柱式桥墩。

2地质地貌

上新屋水二号桥处场地岩土层自上而下依次为：第四系人工填土（Q）（素填土①）、全新统新近冲洪积层（Q^al+pl）（卵石⑤）、上更新统坡洪积层（Q^dl+al）（粉质黏土⑥、含角砾粉质黏土⑥、含角砾粉质黏土⑥），基岩为石炭系白云质大理岩（Cs），分述如下：

2.1人工填土（Q）

混凝土（地层编号①）：浅灰色，为桩基桩身材料，由混凝土、砂、碎石等组成。

素填土（地层编号①）：灰黄、黄褐等色，主要由黏性土组成，不均匀夹少量碎石，粒径2～4cm，含量25%～40%。新近堆填，未完成自重固结，结构松散。场地范围内普遍分布，除ZK5外其余4个钻孔均有揭露该层，揭露层厚1.20～1.40m（平均1.25m）;层顶埋深0m，层顶高程5.77～6.71m（平均6.13m）。

2.2第四系全新统新近冲洪积层（Q）

卵石（地层编号⑤）：褐黄、灰白、青灰等色，混30～50%的砾砂和黏性土，松散～稍密。卵石多呈亚圆状，粒径5～8cm，局部大于20cm，原岩多为粗粒花岗岩、石英岩、花岗闪长岩及变质砂岩。场地范围内分布普遍，除ZK5外其余4个钻孔均有揭露该层，揭露层厚2.90～3.50m（平均3.23m）;层顶埋深1.20～1.40m（平均1.25m），层顶高程4.37～5.51m（平均4.88m）;层底埋深4.30～4.70m（平均4.48m），层底高程1.39～2.31m（平均1.65m）。

2.3第四系上更新统坡洪积层（Q）

（1）粉质黏土（地层编号⑥）：褐红、褐黄等色，含20%左右石英砂，似斑状结构。稍湿～湿，可塑～硬塑。干强度中等，韧性中等。局部不均匀夹卵石、滚石。场地范围内普遍分布，除ZK5外其余4个钻孔均有揭露该层，揭露层厚5.50～7.70m（平均6.38m）;层顶埋深4.30～4.70m（平均4.48m），层顶高程1.39～2.31m（平均1.65m）;层底埋深9.90～12.20m（平均10.85m），层底高程-6.25～-3.19m（平均-4.72m）。

（2）含角砾粉质黏土（地层编号⑥）：褐黄、浅黄色，湿，可塑～硬塑，土质不均，主要由黏性土不均匀夹角砾组成，局部夹大量碎石，角砾、碎石成分多为泥岩、砂岩等成分，角砾粒径0.2～2cm，碎石粒径2～5cm，棱角状为主（局部圆形、亚圆形），含量25%～40%。场地范围内普遍分布，除ZK5外其余4个钻孔均有揭露该层，揭露层厚11.80～31.30m（平均21.42m）;层顶埋深9.90～12.20m（平均10.85m），-6.25～-3.19m（平均-4.72m）;層底埋深21.90～41.20m（平均32.28m）。

（3）含角砾粉质黏土（地层编号⑥）：褐、深褐色、灰黑色，饱和，软塑。土质不均，主要由黏性土不均匀夹角砾组成，局部夹大量碎石，角砾、碎石成分多为泥岩、砂岩等成分，角砾粒径0.2～2cm，碎石粒径2～5cm，棱角状为主（局部圆形、亚圆形），含量15%～30%。场地范围内零星分布，仅钻孔ZK2揭露该层，揭露层厚2.10m;层顶埋深21.90m，层顶高程-16.13m;层底埋深24.00m，层底高程-18.23m。

2.4石炭系白云质大理岩（Cs）

系场地内下伏基岩，原为白云岩，经燕山期岩体侵入后的重结晶作用，均已变质成为白云质大理岩，细粒变晶结构，块状构造，主要矿物成分为方解石，次为白云石，方解石细脉发育，呈不规则网状分布，脉宽多为1～2mm。

微風化白云质大理岩（地层编号⑱）：灰、深灰、灰白色，裂隙较发育，岩芯多呈短柱～长柱状，局部呈扁柱、碎块状，锤击声脆。基岩顶部可见明显溶蚀现象。场地范围内普遍分布，所有钻孔均有揭露该层，所有钻孔均未揭穿，揭露层厚0.10～13.10m（平均4.38m）;层顶埋深24.00～50.80m（平均39.11m），层顶高程-44.71～-18.23m（平均-33.20m）;层底埋深37.10～52.00m（平均43.49m），层底高程-45.91～-31.33m（平均-37.58m）。

2.5溶洞（Q）

溶洞（地层编号⑫）：发育于白云质大理岩中。均为全充填，褐黄、褐色，充填物一般为软塑～可塑的黏性土（含角砾、碎石），局部为松散～稍密的砂土。场地范围内普遍分布，除ZK2外其余4个钻孔均有揭露，洞高0.20～7.70m（平均2.18m）;洞顶埋深38.20～43.80m（平均40.60m），洞顶高程-37.09～-32.25m（平均-34.59m）;层底埋深38.50～50.80m（平均42.79m），层底高程-44.71～-32.55m（平均-34.59m）。

3 桩基底部发现溶洞

2019年11月上新屋水二号桥0-4#桩基（下文均简称为：0-4桩基）在钻芯法检测中发现桩底持力层微风化白云质大理岩内存在溶洞（视洞高1.41m，全填充）。具体的内容如下：

该桩共钻芯2孔，第1孔钻芯长度为35.40m，0.00～35.40m为桩身混凝土芯样，芯样呈长柱形，骨料分布均匀，胶结好，断口吻合，芯样表面光滑。钻至35.34～35.40m遇一纵向钢筋，无法继续钻进，于35.40m处终孔，该孔桩长、沉渣厚度、桩底持力层无法明确。第2孔钻芯长度为43.62m，0.00～37.80m为桩身混凝土芯样，其中21.28～21.78m、25.30～26.60m芯样侧面局部蜂窝麻面，其余芯样呈长柱状，完整连续，骨料分布均匀，胶结好，断口吻合，芯样表面光滑。桩底未沉渣。37.80～43.62m为桩底持力层岩样，其中39.11～40.52m为溶洞，充填物为粘性土（含角砾），其余为微风化岩。混凝土芯样抗压强度检测值为38.0Mpa，如图1所示。

缺陷不满足设计要求：39.11～40.52m为溶洞，充填物为粘性土（含角砾），因此不满足设计要求（设计要求为微风化白云质大理岩）。

结论：该桩桩身混凝土芯样完整性类别为I类;检测桩长与施工桩长基本相符;混凝土芯样抗压强度检测值满足设计要求。桩底沉渣厚度符合设计要求。桩底持力层不满足设计要求。该桩不满足设计要求。

4 处理方法

由于上新屋水二号桥0-4#桩底发现溶洞，根据建设单位及监理单位的意见，建议对0-4#桩基底部溶洞采取注浆处理。建议方案如下：

（1）施工单位根据现场实际在桩身及周围布置压浆孔与出浆孔，其深度应达到溶洞底。

（2）用压浆泵圧入水灰比为0.8的水泥浆，待孔内水泥浆从另一孔冒出来之后，再用水灰比为0.7的浓水泥浆圧入。

（3）浓浆圧入时应使其充分扩散，当浓浆从出浆口冒出时停止压浆并封堵出浆口。

（4）最后再用水灰比0.6的水泥浆圧入，压力增大到1.0～1.2Mpa时，稳压压浆10min后，即可终止压浆。

在正式注浆前，现场应先进行注浆试验。再根据试灌的情况确定注浆压力、水泥用量、配合比、注浆次数等施工参数。以此获得的相关参数作为施工控制参数进行正式施工。具体施工时施工单位应根据现场注浆的情况并结合相关规范，采取合理可行的施工方案。

另考虑桩基不均匀沉降对桥台盖梁受力的影响，需加强盖梁钢筋布置。

5结语

桥梁桩基施工中难免存在一些问题，因此需早发现，早处理，并找到合适的处理方法，以上措施是桥梁桩基施工中必不可少的一环。在此过程中采取行之有效的桥梁桩基底部溶洞处理方法，可为今后类似工程施工提供宝贵经验。

收稿日期：2019-08-25

作者简介：袁振华（1984—），男，湖南邵阳人，本科，工程师，研究方向：土木工程。

Research on Treatment Method of Karst Cave at the Bottom of Bridge Pile Foundation

YUAN Zhenhua

（Beijing Huatong Highway Bridge Supervision Consulting Co.， Ltd.， Beijing  100024）

Abstract：This article takes the treatment method of karst cave at the bottom of a bridge pile as an example， combined with engineering practice， after geological exploration and quality inspection， for the problem of karst cave at the bottom of the bridge pile foundation in the project， the grouting method is proposed to use The treatment measures for karst caves have proved to be feasible in practice and provided a reference for pile foundation construction.

Keywords： bridge; bottom of pile foundation; karst cave; treatment