高速公路桥梁溶洞桩基施工技术

杨绅

中铁十七局集团第一工程有限公司 福建龙岩 364000

1 工程概况

京源口特大桥分左、右两线，左线40 跨为预应力混凝土连续T 梁，右线13 跨为预应力混凝土连续T 梁。桥梁全长为1561．5m。桥梁下部结构为柱式墩、空心墩+桩基础，0#、40#台分别为柱式台和板凳台，均采用桩基础。通过地质勘测单位进场逐桩钻孔勘测，发现该桥桥位区属低山区坡地间夹山间小盆地沟谷地貌，桥址区地质层以含砾粉质粘土（Qal+pl）为主，层间土洞分布较多。局部地层多分布碎块状强风化石英砂岩（C1L），裂隙发育明显。且左线1#桥墩-3#桥墩地址处于蚀变破碎带（F）及流砂层贯穿区。依据京源口特大桥地质勘测报告，同时结合现场实际情况，决定对该桥桩基采取相应措施对溶洞进行处理。现围绕本工程实际情况，对岩溶地区桩基础施工技术作相关分析[1]。

2 工程难点

岩溶地区桩基础施工过程中，最常见的问题同时也是工程的难点内容：钻孔击穿溶洞，桩孔内泥浆随即流失，泥浆面迅速下降，孔壁内外应力失衡，最终造成塌孔，严重会导致桩位处地表大范围塌陷。如果施工过程中遇到大型溶洞或串珠型溶洞，且当地表土质较差时，经常发生这类现象。此外，在施工过程中还会出现完成钻孔击穿工作后，因操作不当造成钻头卡住或者钻头掉入溶洞内部等情况。

3 孔桩遇溶洞的形式与处理技术

3.1 孔桩遇单层型溶洞形式处理技术

钻孔过程中，遇到单层溶洞时，依据地质勘测报告及现场实际情况，视所遇溶洞溶腔的大小，高度分情况采取相应措施进行处理。综合本桥桩基处理方式及结果，大致可以分为如下几类情况进行：

（1）当地层中存在小型溶洞（高度小于1m）时，可采用注浆加固的方法。通过对照地质柱状图，对桩穿过的溶洞进行填充和加固。为防止浆液流失太远造成浪费，应先注入浆液与沙子（或碎石）初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定的注浆量和注浆压力控制值为止。注浆完成后，应在桩基范围取芯检验填充效果，待溶洞完全填充且强度达到要求后方可进行桩基施工。

（2）当所遇溶洞高度小于3m 时，可采用片石回填的方法。孔桩钻进，钻穿溶洞漏浆时，反复投入黄土和片石，利用钻头冲击将黄土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中，还可掺入水泥、烧碱和锯末，以增大孔壁的自稳能力。

（3）对于大型溶洞（溶洞高度3米以上），先向孔内回灌浓泥浆，同时抛填片石和粘土，以此固壁，直至漏浆现象消失。

3.2 孔桩遇多层型溶洞形式处理技术

孔桩遇多层溶洞时，先对溶洞大小和是否为串珠状溶洞进行判定，如为串珠状溶洞，且漏水，则直接采用钢护筒跟进措施通过，如不存在这种情况，则采取向溶洞内直接充填片石和粘土，泥浆护壁措施通过。

3.3 成桩施工

首先，结合场地的实际情况决定钢筋笼制作方式。因为山区陡坡的特殊性，桩基钢筋笼的制作常采用预制场制作、孔外制作以及孔内制作等方式。可以结合具体的施工条件来确定制作方法。如果制桩处施工平台较好，但不方便运输材料，这时往往使用孔外制作，制作完后借助吊车安放，安放时必须确保钢筋笼是垂直的。对于施工条件好、便于机械施工的地方，往往在预制场制作钢筋笼。若施工场地交通运输不便，施工平台又狭窄，则需使用孔内制作法。其次，控制桩基混凝土的质量，确保桥梁质量和后期安全。合理确定混凝土的各项指标，使用性能优良、粗细适当的骨料，并在其中适当添加硅微粉、矿渣以及粉煤灰来调节混凝土的致密性；可以通过降低混凝土水灰比来提高混凝土的耐久性和强度，确保使用数量恰当的胶凝材料以提高混凝土的密实性。对于人工挖孔灌注桩，当积水很少时往往采用“干灌法”浇筑混凝土；当积水较多不好排出时，要结合积水情况使用水泥砂浆封底，再快速分层浇筑混凝土。灌注时首先要保证混凝土搅拌均匀，并且动作要连续；其次要保证灌注桩顶标高高于设计标高，凿除高出部分的混凝土和浮浆，以保证成桩质量[2]。

4 孔桩遇溶洞卡钻、吊锤相关处理技术

钻孔中钻穿溶洞，钻头卡住时，可采取如下方法：①慢试法：钻头卡在中间任何部位时，应将主绳徐放—收紧—徐放—收紧，反复进行使钻头旋转从原位槽道提出；②冲击法：将主绳放松3～5m，用钻头副绳吊一重物向下冲击钻头，使之产生松动，主绳重复慢试法；③辅助提升法：用吊机、千斤顶或钻机副绳穿滑车组加力提升；④水下松动爆破法：测准钻头被卡高度后，迅速将乳化防水炸药捆成两组，加配重对称放入钻头刃脚部位，之后将钻机主绳带紧或以吊机辅助紧提，采用电雷管起爆。

钻孔中钻穿溶洞，钻绳断裂，锤体掉入孔洞中时，可选用打捞钩、冲抓锥等合适的打捞工具，或采用潜水员下孔内进行打捞。如果确实无法捞起时，应强行冲击，将钻头冲碎。施工单位可以在施工过程中，根据工程施工情况和施工进度要求合理选择施工技术[3]。

5 结语

我国公路运输量逐年增加并且存在车辆超载现象，这对于公路工程施工的质量及安全性是一项很大的挑战。因此，在公路工程施工中，对桥梁工程桩基础施工技术的要求将会越来越高。本文在公路工程施工中，对桥梁溶洞桩基施工及桩基钻孔所遇相关事故处理技术的研究，有利于提高桥梁工程质量和使用寿命，为我国的公路交通事业的健康发展提供了有利的保障。