桥梁桩基施工中的溶洞处理分析杨水泉

桥梁桩基施工中的溶洞处理分析杨水泉

杨水泉

北京市市政工程设计研究总院有限公司佛山分院广东省佛山市528000

摘要：在进行桥梁桩基的施工建设中，常常会遇到溶洞，这种情况下，必须对其进行妥善的处理，桥梁桩基施工是一类隐蔽性工程，施工中存在极大的安全隐患，如果没有妥善处理，很可能会导致安全事故的发生，出现掉钻、卡锤以及漏浆等现象。为了避免出现上述问题，必须对溶洞进行全面、细致的了解，然后采取合理的处理办法，以保证施工顺利开展，保证桥梁的稳定性和安全性。

关键词：桥梁工程；桩基施工；溶洞处理

一、溶洞桩基施工方法

1.成孔法

如果溶洞中含有可塑或者软塑形式的亚黏土，不存在填充物，不存在漏水现象，则无论溶洞的尺寸和体积大小，不论数量多少，都应该按照常规的地质状况开展施工工作，不考虑溶洞存在的差异性影响。大部分溶洞并不填充内填物质，仅仅填充亚黏土，其具有极佳的物理性能，湿密度适当。洞内的土质和溶洞外的土质没有什么区别，可以按无溶洞的情况施工。

练屋中桥和横石水大桥在桩的上部采用人工挖孔，自地表挖至11-17m时，已经穿透了透水层和一些溶洞，施工没有受到溶洞的影响。再往下改为冲击钻成孔，也不会出现漏浆和坍孔现象，按照正常的地质情况施工。

2.片石粘土筑壁法

溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以内，但存在严重漏水，护筒内头高度不能保持时，可采有片石加粘土（按1：1体积比）回填冲击，使其形成泥石护壁。反复多次回填片石粘土，反复冲击直至形成泥石护壁不再漏浆为止。练层中桥和横石水大桥大部分桩基是采取这种方法成孔的，这也是个比较成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工时，钢护简必须穿透砂砾及卵石层等透水层，坐落在不透水的亚粘土层上，这样可以防止由于溶洞漏水，水头高度急剧下降而造成的坍孔。在地下水容易控制的地质情况下，也可以采取人工挖孔砼护壁的方法施工，并且要穿透透水层，坐落在亚粘土层上。练屋中桥、横石水大桥均采取这种方法施工。有些桩在施工中几次严重漏水，护筒内水头高度急剧下降，均未出现坍孔现象。练屋中桥第一次进场的施工队，就是因为钢护筒很短，没座在亚粘土层上，造成坍孔，导致钻头被埋在孔内。打油林小桥4＃桩、坝子中桥14＃桩也都由于这个原因造成坍孔。坝子中桥9＃桩坍孔时还将钻头埋在孔中。

3.钢护筒跟进法

溶洞较大，洞内无充填物或流塑充填物，漏水很严重，采取片石加粘土反复打密，仍然无法形成泥石护壁的，可采取钢护筒跳进法施工。该方法就是一面冲孔，一面接高护筒，并且将其震动下沉至已钻成的孔内，有以隔断溶洞内流塑充填物或水的活动。钢护筒跟进有两种施工方法。一是冲击钻成孔钢护筒跟进法。还有一种情况就是桩孔穿过多个溶洞，并且均已成功造壁，在下面冲孔时，上面已形成的泥石护壁坍塌漏水并且无法解决时，可以钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏，漏几个溶洞钢护筒跟到几个溶洞。在距孔口4-5m的位置设一个导向用的环形钢筋，内径也是大于钢护筒外径10mm左右，锚固在砼护壁上，钢护筒沿这两个定向装置下滑。上下钢护筒拼接时，用2台经纬仪（或2人持垂球）在两个垂直方向看护筒边缘均在竖直线上，护筒是竖直的。拼好的钢护筒沿导向装置下滑。为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔要竖直，无歪斜、缩颈。钢护筒孔径要准确，连接要顺直用卷板机成型。钢护筒要有一定的刚度，钢板厚为8-10mm为宜。由于钢护筒外缘与人工挖桩砼护壁或冲击钻的孔壁还有一定的问隙，桩顶在水平力作用下可能产生一定的水平位移，在施工中可采取一些措施予以解决。

二、合理选择施工方案

如果溶洞的体积较小，可以通过直接添加泥浆，来维护孔内部具有稳定的压力，避免出现塌孔，然后将石块抛出，当孔内部的水位处于一个平稳的状态时，再继续开展施工工作。第二，如果溶洞的体积数值较大，空间的垂直度数值不小于1.5米，具有厚度较大的覆盖层，大于十米，同时，地面没有出现塌陷状况，则可以通过在溶洞中设置钢护筒，来实现溶洞的隔绝，避免出现大量的灌注水泥的流失。第三，如果孔口的地面出现崩塌现象，则将出现崩塌位置的杂物进行合理的清理，然后采用土体填充，在测量出桩的位置，将钢护筒埋入，然后进行再次钻入。

三、应用的技术措施

1.避免卡锤、掉钻

结合地质状况，对溶洞上部的孔径进行冲孔处理，溶洞上部可能为人工挖孔，也可能是冲击钻成孔，在这两种操作形势下，都可以对其采用导向圈进行处理，将上部的空间依照设计桩的孔径尺寸拓展20厘米，当钻到顶部的岩层时，必须对剩余厚度数值进行全面、细致的检测，不允许进行片石的补充。控制抛进填充物的厚度数值，抛过以后再次冲击，冲过以后再次抛置，往复循环下去，尽可能实现冲程的降低，实现尺寸的减小。

2.冲孔进度

在冲孔的过程中，可以采用重锤进行操作，进尺速度约为每小时八十厘米，提钻的高度尺寸约为五十厘米到八十厘米之间。、

3.漏水、漏浆处理

当钻孔将溶洞冲透以后，要保证孔内部的泥浆水头，当出现泥浆表面下降的情况时，马上将冲锤提出，再向孔中注入水分或者补充浆液。当浆液泄漏十分严重时，可以通过添加片石或者黏土，进行水泥的再次回填，来实现冲击和开孔，也可以通过设置钢护筒来进行处理。如果设置钢护筒也会出现泥浆的泄漏，则可以设置与上部的钢护筒相比较尺寸更小的护筒，来进行处理。对于钢护筒的护筒脚处理，可以采用冲锤来进行敲击，以实现有效的堵漏处理。

4.选择抛填物

对溶洞进行冲孔操作时，基于其内部的填充物组成各不相同，所以应该进行差异性的材料来进行护壁的抛填。当洞内部的填充物是亚黏土时，可以适当的抛填黏土和片石，避免出现塌孔，实现护壁效果的极大改善。

5.避免斜孔

在应用冲击钻进行成孔操作时，有些岩表面会发生倾斜，对于这类问题的处理办法是将一些硬度较大的片石填入，用于找平岩表面，通过较小的冲程冲入，避免出现斜孔或者卡钻现象，当孔的位置处岩表现存在相对严重的倾斜现象时，或者出现一般是岩石，一半是土体的现象，需要将混凝土直接灌入，待其强度达到确定的数值以后，再进行重新钻进。

6.预防混凝土泄漏

溶洞的桩成孔操作中，在进行水下混凝土的灌注时，可能由于混凝土压力过大，导致护壁被严重的破坏，溶洞中出现混凝土漏浆发生。所以，为了避免出现这类问题，在进行混凝土施工时，首先将溶洞端部的顶板冲开，贯穿，在洞内做好护壁操作，再将水泥、砂浆、黏土、片石等填充物填入，使其大于溶洞端板的高度数值，重复冲击，便形成了具有极好强度的、厚度尺寸较大的、更加稳定的护壁。

在桥梁的施工中，必然会存在溶洞的危害，所以，在施工中，要严格注意，严格管理，不允许存在侥幸心理和懈怠情绪。做好全面细致的勘察，明确桩的具体地点以及处理办法，尽可能实现资金投入量的减少。要重视前期的准备工作，做好安全检查，溶洞的布置方面要细致、精心，实现准备的充分性，分批进行进度安排，当工序较紧张时，无法满足工作由易到难的顺序进行处理，实现工序的紧凑型，节约时间的同时，改善了工艺技术和方法。

综上所述，在进行桥梁装置施工中，必然会涉及到对溶洞的处理，如果处理不恰当，将会对工程造成危害，在进行熔岩地区的桥梁桩基施工中，要全面收集数据和信息，严格把控资料和文件，实现问题的全面处理，避免出现危险，保证施工质量，满足安全性的要求，同时，技术人员要不断优化施工方案以及工艺，在保证质量、安全的同时，减少资金的投入量。

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