多溶洞地区桥梁桩基施工技术分析

多溶洞地区桥梁桩基施工技术分析

贺兆宜

湖南路桥建设集团有限责任公司 湖南长沙 410004

摘要：溶洞地段地质条件复杂，在外加荷载的作用下溶洞顶板常常会因为失去稳定而坍塌，从而影响桥梁的安全。文章通过介绍常见的四种多溶洞桩基施工方案，重点论述了各自的施工原理、工艺流程和注意事项，不同的施工现场环境适用不同的施工方案，并提出了针对漏浆、塌孔、偏孔等常见问题的解决方案。

关键词：桥梁，桩基施工，多溶洞地段，漏浆

桥梁桩基础是最常见的一种深基础，它能适应各种地质条件，克服浅层土质不良以及满足建筑物对地基承载力及抗倾覆稳定性等方面的要求，在岩溶地区被广泛采用。由于岩溶地段桩基施工的复杂度和难度较高，在钻孔和注浆施工过程中极易发生偏孔漏浆、钻孔偏斜、卡锤掉钻、钢筋笼被卡住等问题，需要在其施工中，认识不同岩溶作用的特点，充分发挥有利因素，以保障桥梁桩基施工质量。

1多溶洞桩基地区施工方案及其局限性

1.1 抛填片石处理法

抛填处理方法适用于填筑小规模的溶洞，并且具有施工快捷、简单、经济等优点。抛填片石法就是在溶洞用抛填材料进行回填，一般可采用片石、黏土、砖块等，采用钻头冲击将它们紧密的挤入溶洞中，直到回填材料接近溶洞顶部。填充后用钻头进行慢速冲击，保证泥浆能充分挤入溶洞缝隙内，使溶洞内部形成泥浆护壁。在施工过程中，一旦发现泥浆面下降需再次进行回填和冲击，直至溶洞不再出现漏浆现象。

局限性：抛填片石法适用于较小溶洞，当溶洞面积较大，深度较深时，抛填材料不容易运输至溶洞内部，抛填难度较大，同时由于填充物处于松散状态，施工质量难以控制。

1.2 灌注砂浆法

溶洞层数较多，为避免漏浆引起溶洞塌方，常采用灌注砂浆法填充溶洞空间，使其凝固成坚实的固结体，在压注24h后进行钻进，可有效防止漏浆、塌孔。在注浆前钻进4个孔，其中一个中心孔用来压浆，另外三个桩周孔用来排水以及检查砂浆高度。在注浆的过程中，中心孔灌砂、注浆轮流进行。灌砂过程要分为几次，将砂注入溶洞高度约为4m～5m时，停止灌砂，然后开始灌注水泥浆。在灌注时注浆管插入砂中一定深度，以免砂和水泥浆灌注不均匀。在灌注完成后用清水冲洗注浆管，避免水泥浆凝结在管壁上。等到溶洞内水泥浆凝固后，反复进行灌砂、压浆操作直至灌满溶洞。

局限性：若溶洞空间较大，混凝土使用量较多，施工成本较高。在灌注砂浆时，一部分溶洞有向周边及下边发育的迹象，并且溶腔内部裂隙较多，在灌注砂浆时，混凝土可能会随着裂隙流向地下暗河，导致施工成本过高。

1.3 旋喷帷幕法

旋喷帷幕法主要针对高度大于8m的溶洞，适用于桩周附近易塌土层预加固处理。采用单管水泥砂浆注浆。在旋喷桩位放样后，采用优质泥浆护壁钻进。成孔后，拔出岩芯管，换上带有特制喷嘴的喷管插入指定深度。按照设计参数配备好水泥砂浆后，利用高压脉冲泵从喷嘴喷出水泥浆液破坏溶洞周围土体，同时将喷杆旋转、提升，将浆液与溶洞四周崩落的土混合。等到它们凝固后，便形成圆柱状固结体。通过旋喷桩的相互咬合搭接，使之搭接成闭合的帷幕，起到阻截地下水和支护溶洞的作用。

局限性：旋喷帷幕法施工过程较复杂，对设备的要求较高。调配的泥浆稠度要合适，稠度过大容易堵塞管道，稠度过低喷射效果不好。在现场要设有专业人员经常测试水泥泥浆比重，喷浆作业中，还需要及时了解地层情况，施工人员适当调整水泥浆和水灰比来调整浆液性能，保持浆液的可喷性。施工过程还需要经常检查、记录注浆压力、注浆深度、浆液流量及喷机转速。

1.4 钢护筒跟进施工法

对于较大型溶洞，且洞内无填充物或有少量填充物，漏水情况比较严重，采用其他方法仍无法形成泥石护壁，一旦处理不当将会出现泥浆迅速流失现象，严重时甚至可能出现断桩风险。面对这种情况，可采用钢护筒跟进施工法。该方法是在钻孔时将钢护筒跟进下放至溶洞底部岩层，可隔绝溶洞内流塑状填充物或水的活动，有效防止溶洞顶板大量漏浆使地面层塌陷，防止塌孔风险。

局限性：钢护筒在施工过程中要严格遵守工艺流程，在钻孔和下放钢护筒时要确保其垂直度满足要求，避免出现倾斜现象。施工结束后，由于钢护筒难以回收造成其成本较高。钢护筒施工法适用于大型溶洞或者地层有深厚淤泥质等复杂土层。

2溶洞桩基施工常见问题及处理方法

2.1漏浆、塌孔

漏浆问题是溶洞桩基施工中重点监管的问题，由于岩溶地段地层中有很多结构复杂的缝隙、空洞、沟壑等，在灌浆的过程中泥浆会流失，造成漏浆，严重时孔内液面会快速降低，孔内外产生巨大的压力差而塌孔。塌孔多由漏浆产生，也有可能由于施工操作不当，比如在提钻头或者下放钢筋笼时触碰破孔壁，或者是护筒附近放置太多重物造成塌孔。塌孔问题影响较严重，甚至可能造成桩孔报废，因此及时发现并能有效解决塌孔问题在岩溶地段桩基施工中是非常重要的。

处理方法：在岩溶地区的桩基施工，施工前期要做好防护工作，施工后期要做好补救措施。在施工中要准备好足量的片石、黏土和水，以便出现漏浆现象时能及时补救。针对施工过程中出现的塌孔现象，施工之前在钻机底部垫上钢板，扩大承重面积，防止钻机因土层塌陷而损坏，保证现场施工人员的人身安全。

2.2偏孔

偏孔是指在成孔施工过程中，桩孔出现倾斜，其倾斜程度不符合施工和规范要求。偏孔产生的主要原因是岩层风化程度不均或者桩孔内部底层岩石软硬不均，当冲锤冲到此处时，钻杆突然偏向一侧。此外，钻孔过程中，桩基平台由于支撑不好、机器被移动以及出现仪器故障等原因也会导致偏孔现象。

处理方法：针对偏孔问题，在施工过程中可采用片石和黏土进行回填，这是最方便也是最经济的处理措施。回填片石要回填至偏孔2m以上位置，用钻头将片石冲砸密实，施工人员要随时注意钻头是否保持水平，一旦出现偏孔，马上纠正。若在施工过程中出现较坚固的探头石，采用回填片石方法仍然处理不好时，可以采用高标号混凝土回填，待混凝土强度满足要求后继续钻孔。

2.3卡钻、掉钻、埋钻

当钻孔施工时因为操作不当、孔壁不规则或者机器故障会经常导致卡钻、掉钻、埋钻等事故的发生。事故发生的主要原因有卡钻时强行提升，导致钻杆或者钢丝绳发生断裂；在黏土层中黏土添加过多导致埋钻；钢丝绳、转向环等仪器老旧或者损坏，没有及时更换；钻孔前地质探查不明，钢护筒没有跟进到足够深度位置。卡钻和掉钻如果没有处理被埋没，就会造成埋钻。

处理方法：现场人员要经常检查钻杆、钢丝绳和联结装置，对有损坏的设备及时更换，在钻头上装备保险绳方便掉锤后的打捞。面对卡钻的情况开始要轻提钻头，如果提拉不上钻头，可采用冲击的方法使钻头周围的土石松软后再提出。在抛填片石黏土时，要对泥浆稠度和钻头进尺深度进行检查。若发现已糊钻，应立即改用小冲程缓慢施工，并回填部分砂和砾石以降低泥浆稠度。

2.4钢筋笼被卡住

在钻孔完成后吊放钢筋笼被卡住，说明钻孔是弯曲的或“蛇形孔”。弯孔或蛇形孔出现的原因主要是由于钻进速度过快，钻头在钻进过程中避开坚硬的岩层，沿着松软的土层钻进导致的。

处理方法：钻孔验收合格后才能下放钢筋笼，如果吊放钢筋笼被卡住，立即停止下放，先尝试能否将钢筋笼提上来，提上来后就重新下钻扫孔，并检测钻孔垂直度。如钢筋笼提不上来也放不下去，此时应下放两个吊钩用起重机提升钢筋笼，提升完成后对该孔位再次验收合格后才可重新下放钢筋笼。

3 结束语

多溶洞地区桥梁桩基施工是桥梁施工中的难点，本文介绍了4种常见的溶洞桩基施工技术，并论述了各个施工方法的适用情况、优点、技术难点以及缺点，讨论了各个方法的适用情况。多溶洞地段地质条件复杂，桩基处理一旦处理不当容易造成大的安全事故。面对这些施工难题，针对性的提出解决漏浆、塌孔、偏孔、掉钻和钢筋笼被卡住等问题的方法，为类似溶洞处理提供了参考依据。

参考文献：

1、张庆．岩溶地区公路桩基施工常见问题及解决对策[J].工程建设与设计，2019(10)：46-47．

2、丛伟．公路桥梁桩基工程溶洞处理研究[J].城市道桥与防洪，2018(2)：16，127-129．