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岩溶地质条件下桩基施工探讨

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马钰

摘要：桥梁桩基作为地下隐蔽工程，在喀斯特地貌的施工中，遇到溶洞是非常普遍的。施工中如果处理不当，会造成漏浆、卡锤、埋锤和塌孔等事故的发生，使工程质量难以控制，不仅给施工带来很大困难，还会威胁到通车后桥梁的运营安全。因而，在充分了解桥梁孔桩施工遇到的溶洞的基本形态、规模大小、岩层结构和洞内充填物形状等资料后，采取有效的防范和处理措施，可防止施工事故发生，有利于节约施工成本，提高施工效率。

关键词：桥梁桩基；溶洞；施工方案；处理措施

：U443.15：A：2095-6835（2014）02-0065-03

黔桂铁路扩能改造工程位于贵州省黔东南州境内，管段内主要为喀斯特地貌，成因上表现为以岩溶作用为主导的溶蚀地貌系列，不良地质主要为灰岩和泥灰岩中的发育岩溶。如果在钻孔施工过程中发生漏浆、卡锤、埋锤和塌孔等事故，不仅会增加施工的难度，而且还会影响工程进度。针对施工中出现的各种事故，总结对于溶洞的处理方法，对以后提高工程质量具有十分重要的意义。

1溶洞形态和特征

根据勘察报告和桩孔的超前钻探资料可知，黔东南地区为典型侵蚀地貌系列和以岩溶作用为主导的溶蚀地貌，地质条件复杂，溶沟、漏斗、水溶洞、落水洞、空溶洞和地下暗河发育，多层溶洞分布在不同地层。当钻孔桩需要穿越溶洞时，成孔难度大，混凝土浇筑过程无法控制，极易形成断桩，无法保证成桩和桩体的质量。特别是位于溶洞边缘位置的孔桩，穿过溶洞后基岩面成倾斜状，当倾斜角度较大时，孔桩施工中的钻机钻头或冲锤会单侧受力，沿倾斜岩面一侧滑移，容易造成偏孔或卡钻等现象的发生。同时，溶洞为空溶洞或水溶洞时常常与地下暗河相连，会出现漏水、漏浆的现象，造成附近水源污染。根据以上溶洞发育特征、分布、大小和填充情况分析，主要有填充型溶洞、无填充型溶洞、连通性好的溶洞和连通性差的溶洞这几类。

2溶洞地段的施工方案和工艺

2.1施工方案的选择

由于溶洞范围较大、厚度较深，当采用挖孔桩施工时，如果没有可靠的措施就进行穿越，极易造成坍孔，还极易发生人身伤亡事故，并且挖孔桩作为落后的施工工艺，已经逐步被现场施工所淘汰，所以，挖孔的方案被否定。因此，在岩溶地区应先考虑采用冲击成孔的施工工艺。冲击成孔是在泥浆护壁条件下靠重锤下落重力冲击成孔，其特点是冲锤下落冲击力大，下落高度可控，发生塌孔、漏浆等问题时可快速提钻至孔口以上，避免埋锤事故。虽然在处理倾斜岩面、土层探头石等特殊地质情况时，会存在一定困难，但采取片石回填、水下爆破等有效措施后，便能够达到施工要求。所以，冲击成孔是处理岩溶地质条件孔桩施工的最优方案。

2.2施工准备

2.2.1钻孔前的准备工作

在施工前，技术人员应列出每个孔位的地质柱状图，包括溶洞的大小、位置、填充情况、顶板厚度、是否存在易塌孔地层等，为每个桩制订出相应的地表加固、溶洞处理方案和钻孔方法，还应做好溶洞地质处理的材料备料工作，在现场附近设置场地，准备足够的片石、黏土、袋装水泥等材料。同时，应充分准备现场所需的机械设备，例如挖掘机、水泵等应提前准备好。根据溶洞的大小配置备用泥浆池、排水沟、泥浆泵，如果桩孔漏浆，可以马上进行补浆。

2.2.2钻机就位处理

钻机安装就位前，应根据现场施工的实际需要平整场地，并对钻机就位的位置进行有效加固，防止钻机因震动或受力产生倾斜或移动，保证成孔位置的精度和垂直精度的设计要求。同时，在钻进工作中，要经常校核钻机位置和钻杆的垂直度等数据，发现问题及时校正。

2.2.3采取跳桩施工工序

钻孔桩混凝土灌注桩是先由冲击锤头冲击成孔，然后利用导管灌注水下混凝土成桩。在成孔过程中，周围土体对桩身产生侧向的土压力，特别是入岩前的土层标高，受土的压力和冲击震动影响，易产生坍塌或缩孔的现象。在钻孔桩成孔过程中，它是依靠孔桩内泥浆产生的侧向压力来平衡周围土体侧向压力的，这样可以维持平衡，防止塌孔。当连续作业或多台钻机在一个承台区域内同时作业时，采用跳桩施工可以有效防止冲击震动对这种受力平衡的干扰，减小对已经灌注但未达到设计强度的桩体混凝土的干扰，同时也可以防止孔桩在溶洞位置形成联通现象，避免在成桩灌注过程中出现“窜孔”。

2.2.4钢护筒使用

在施工过程中，考虑到成本因素，所以对高度小或为土质填充物的溶洞采用埋设2～4m的钢护筒围护孔口，防止土层地质坍塌；对发育规模大、层数多、溶洞内填充物性能差和存在暗河等特大型的溶洞，要考虑采用整体钢护筒跟进施工的方法。

2.2.5桩位测设

采用全站仪对孔桩定位后，在孔桩直径外设置外引控制桩，用于护筒埋设和施工过程中的复核。机械配合开挖后埋设钢护筒，并在埋设完成后复核护筒的位置，对护筒周围进行夯填，避免钢护筒移位。钻孔时，应加强对护桩的管理，严格控制群桩中心平面位置，位置偏差不得大