山区岩溶地质桥梁桩基施工关键技术研究

山区岩溶地质桥梁桩基施工关键技术研究

黄雷

浙江交工路桥建设有限公司 浙江 杭州 310000

摘要：本文结合临金高速公路临安至建德段工程TJ03标段桥梁桩基施工的具体情况，针对在山区岩溶地质修建高速公路桥梁所遇到的问题，提出相应的桩基溶洞处治技术方案和桩基溶洞施工具体程序，并对在岩溶地质下桩基施工经常遇到的问题进行总结，提出处治方案，以期后续项目顺利施工。

关键词：山区熔岩地质；桥梁桩基施工；关键技术

对于一个在岩溶地区施工的项目而言，处理地基以及制定桩基施工不同方案对整个工程的质量都有着重要的影响。但是一直以来，在岩溶地区建设高速公路的施工单位都非常头痛，因为桩基处理的技术方法实在是个难题。因此在施工之前，一定要对施工所在区域进行细致的勘察，在编制施工组织方案的时候，一定要重点参照勘测和设计，结合施工现场的实际情况和其他岩溶地区施工的实例，总结出影响桩基施工的具体因素，针对不同的因素，制定出不同的施工方案来。这就对施工单位的技术人员提出了很大的考验，需要不断讨论，深入分析岩溶地区桩基施工技术，才能切实的制定出可行的技术方案，提高施工效率。

1. 项目概况

临金高速公路临安至建德段工程TJ03标段位于杭州临安区和桐庐县，项目地形复杂，起伏较大。在施工中遇到了特殊地质条件，在下伏基岩中有岩溶发育，通过钻孔勘察，揭示了在三段区间内，分别显示出了岩溶中等发育、严重强发育和岩溶极强发育。尤其是在伍村桥处，揭示溶洞存在且岩溶强发育～极强发育，钻孔遇洞率很高，溶洞较多，溶洞内部大多数为全填充或者半填充，地表灰岩大部分已经溶蚀，溶洞发育深度较大。

2. 拟定需要解决的问题

经过技术人员的研究讨论，拟定出了在进行工程项目建设过程中需要解决的四个问题，分别是：如何处理溶洞岩面倾斜较大的问题；钻孔时穿过大小不同的溶洞和多层溶洞是怎么处理；钻孔的过程中应该注意哪些问题以及灌注水下砼的时候要注意什么。

浇筑灌注桩是一项隐蔽工程，能够对其质量产生影响的因素有很多，尤其是要考虑在进行桩基施工的过程中怎么处理溶洞，如果处理措施不当，就容易造成事故，例如出现塌孔、缩颈甚至断桩报废，这些事故都会对项目工期有所影响，因此要对溶洞的各种情况制定出相应的优化处理方案，避免发生事故对整个工程造成不利影响。

3. 岩溶地质桩基施工关键技术的实施方案

在岩溶地质下进行桩基施工，最常发生的情况就是在钻进的过程中突然出现大面积的漏浆现象，虽然用现有的技术方案可以良好的对这种情况进行处理，但是考虑到在后续的施工中依然还是会遇到这样的情况，频繁的解决漏浆问题对工期会产生不利影响，因此本项目强调将理论研究和工程实践相互结合，充分利用行业领域中先进的技术手段，采用资料调研、案例归纳分析、试验、数值、设备开发和工程应用相结合的方式展开研究，以期在后续的施工中，不但可以解决漏浆问题，还能保证减少漏浆现象的发生，最终实现终孔灌注前不再发生漏浆现象的目标。

（一）项目采用的技术路线和实施方案

（1）严格控制泥浆的质量和比重，使泥浆的技术指标符合施工要求。想要获得优质的泥浆，就必须使用优质的黏土，同时在制配泥浆的过程中，按照指标掺入适量的水泥、纯碱和锯末等泥浆处理剂，这样做可以防止裂缝和不稳定层漏水。

（2）在钻孔过程中，如果遇到岩面的倾斜角度比较大，就需要注意机械的稳定性，防止钻孔过程中钻头来回摆动撞击孔壁，造成桩基孔位偏移或者坍塌。同时在钻孔过程中还应该回填坚硬片石，降低机械的冲程，反复进行提砸，直到孔底岩层出现了新的平台，再开始正常冲孔。

（3）对小型溶洞的处理方法

首先应该先对小型溶洞进行处理，在旋挖钻或者冲击钻向下钻进的过程中，应当密切关注护筒内泥浆的水平位置，如果出现了泥浆面迅速的下降，应该及时进行补水，然后再用挖掘机将施工前准备好的3:1黏土片石混合物向孔内投入，填满溶洞后继续开始钻进。如果再出现漏浆的情况，再次按此方法处理。

4. 对于一般溶洞的处理方法

在进行桩基施工前，应该先结合地质勘测资料，将溶洞位置进行提前标注，在进行桩基施工的时候，专人密切关注施工过程，时刻留意桩基底盘水平、岩样以及护筒内壁泥浆面的水平变化。

在机械即将冲开溶洞顶部的时候，要切换到小冲程，慢慢的将洞顶冲开，防止卡钻。一旦发现护筒内泥浆迅速下降，孔内水位、泥浆稠度、颜色等指标发生变化，或者钻进的速度突然提升且没有偏孔，就说明了钻头已经进入到溶洞里了。这时候应该马上用大功率的泥浆泵对孔内进行补浆补水，同时注意提钻，防止埋钻，在补浆的过程中要逐渐增加泥浆中的黏土数量，将泥浆的密度控制好。泥浆的粘稠度控制在19-28s。然后用挖掘机向坑内回填片石、粘土和整包水泥，粘土和片石的比例依然是3:1，每回填一方片石，应加入3/4袋水泥，回填顺序应该是先水泥，再粘土最后片石，采用少量多次的投放方式。

当孔内的泥浆面不再下降并慢慢向上升的时候说明溶洞已经填满，就可以再改用大冲程进行钻进，将回填材料进行冲击式挤压，确保溶洞内被挤实堵死。如果发现溶洞内钻进速度依然过快，说明填充物被压实后仍有剩余空间，应该继续按照比例投放回填材料，具体投入量要看进尺速度。当泥浆彻底不再漏失的时候，就可以改为正常钻进模式，直到钻孔顺利的穿过溶洞。

4. 大型溶洞的处理方法

遇到大型溶洞的时候，需要根据现场情况，选择合适的施工方法，一般可以采用的方法有片石水泥造壁法、钢护筒跟进法、灌注混凝土护壁二次成孔钻进法。

片石水泥造壁法使用正常成孔的方式去进行施工，如果钻穿溶洞过程中出现漏浆问题时，需要反复的去投入黄石和片石，借助钻头的巨大冲力，把黄土和片石挤压到溶洞以及岩浆裂缝之处，并在其中渗入一些水泥等物质，这样最大程度的来保障孔壁本身的稳定性，在这个过程中一定要把握好相关的比例参值，这样才能够更加高效的保障孔壁稳定。这种钢护筒跟进法一面利用冲孔工作方式，一面开展节钢护筒工作，将其押到下沉的孔内部，再选择护筒时，最好使用厚度十毫米的加工成品，确定好护筒的长度和内径直径数值后，借助公式展开合理化的计算。做好相关的工作，一般情况下，两个大溶洞需要双层的护筒，结合大型溶洞的实际情况，合理的选择相关的方法。二次成孔护壁法是根据钻孔桩的直径选择开孔直径，桩位放样后利用旋挖钻机开孔，钻到岩面后立即灌注水下混凝土，等到混凝土强度达到70%以上，更换设计桩头，重新钻进设计桩底标高，形成一个混凝土护壁，这样就确保遇到岩溶漏浆情况，也不会出现塌孔。

4. 钻孔施工需要注意的事项

在钻孔的过程中应该随时检查孔内水面的高度和泥浆粘稠程度，检查钻进过程中钻头是否负荷正常，及时向孔内注水，认真对钻进时的岩样进行分析，和逐桩勘察文件进行对比，看是否一致。施工过程中应该准确的测量数据，做好钻孔记录。

在松软的地层中钻进应该采用中小冲程进行钻进，当遇到坚硬的岩层的时候，宜采用大冲程钻进，但是要注意钻进到岩石缝隙的时候不要卡钻。但钻进到达溶洞顶一米范围内的时候，要减小冲程，防止溶洞塌方。在施工的时候如果遇到顶板的地面不平的情况，应该保证钻头的竖直向下，以免出现斜孔或者因泥浆流失而造成塌孔。

结束语：

综上所述，在岩溶地质下进行桥梁桩基施工时，需要对先进的施工技术进行学习，总结其他项目在该地质条件下成功施工的案例，学习长处，结合现有施工环境，选择合适的施工方法，只有这样才能克服环境困难，建设出合格的桥梁工程。

参考文献：

[1]尤帆帆.复杂岩溶地质中桥梁桩基施工技术研究与应用[J].广东建材,2021,000，37(01):26-28.

[2]黄建平.基于岩溶复杂地质的高速高速公路桥梁桩基施工技术研究[J].四川水泥,2020，000，(12):243-244.