隐伏岩溶极强发育区倾斜岩层桥梁桩基施工技术

贺喜

【摘要】近年来，我国社会经济快速发展，桥梁工程建设也实现了良好的建设，在桥梁工程施工建设中，桥梁桩基工程施工是十分重要的组成部分，其质量将直接影响着桥梁的沉降。在实际建设中，由于受到溶洞大小、溶腔填充、隐伏岩溶深度等因素的影响，桥梁桩基建设的质量也存在一定的差异，因此应根据溶洞以及岩层的具体情况进行技术处理，从而提高成孔率，使桩基混凝土灌注的质量得以提升，减少成本的消耗。本文就隐伏岩溶极强发育区倾斜岩层桥梁桩基施工技术进行分析和研究。

【关键词】隐伏岩溶极强发育区；倾斜岩层；桥梁桩基；施工技术

本文以龙场枢纽互通主线Ⅱ号桥为例，桥区地貌类型属剥蚀—溶蚀型低中山地貌，不良地质为岩溶，岩溶中等发育，地表有多处溶洞，岩溶洼地及地下暗河出口。龙场枢纽互通F匝道桥桥区地貌类型属构造剥蚀、溶蚀型低山沟谷地貌，不良地质为岩溶、卸荷裂隙发育分布带。岩溶中等发育，地表有多处溶洞。两种桥区岩土是由覆盖层为填土、粉质粘土、卵石土，基岩为泥质白云岩和泥岩互层，泥质白云岩，灰岩等构成的。

一、桥梁桩基工程施工的特点

由于桥梁工程施工建设的地区地质情况比较复杂，岩溶、裂隙发育，隐伏溶洞较多等不良地质[1]。同时，桥梁工程施工的难度比较大，由于桥区岩溶较多，最长桩桩长40米，在施工中会经常遇突发情况，因此在桥梁工程施工中需做好应急准备，合理选择施工方法。此外，桥梁工程施工的工期也比较紧。由于开工较晚，桩基施工的进度又是整桥进度的关键，工期压力大。

在桥梁工程施工过程中，可以通过钎探法以及地质雷达对岩溶地区孔桩的岩溶地质进行明确，了解溶洞的种类，根据岩溶发育的情况不同，在成孔中采取抛填、钢护筒，半回填等处理措施，最后灌注成桩。

二、隐伏岩溶极强发育区倾斜岩层桥梁桩基施工技术

1、明确桥梁施工区域的地质情况

一般桩基施工前桥区地质情况是单一的从设计地勘报告中掌握，但在施工中常见设计地勘不准确或漏勘，造成桩基施工遇隐伏溶洞时，施工准备不足，导致耽误生产和成本增加[2]。所以岩溶区桩基施工前的地质情况掌握程度是桩基施工的最重要环节。要根据勘查的情况对桩基进行施工，并且辅以地质雷达和钎探。岩溶地质条件的桥梁进行桩基施工时，首先查明地质情况，然后有针对性地选用人工挖孔、冲击钻孔或挖钻结合方法，做好遇岩溶时的施工准备工作，可取得事半功倍的效果。

2、岩溶地区倾斜岩层中钻孔桩成孔技术

如果溶洞区的桩基地层中没有较厚砂砾层或砂层，并且溶洞水位比较低时，可以利用挖孔桩的施工方案，龙场枢纽互通F匝道桥的桩基在河区内，并且地下水的水位比较高，需要利用机械钻孔对桩基进行施工建设。

对于溶洞顶部进行冲孔施工建设，需要对冲进的进度进行控制，根据超前钻的情况进行冲程控制，当钻孔施工接近溶洞顶部时，应提起钻头、钻杆，移开回转钻机，采用冲击钻机冲孔，应轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，高度应小于50cm。检查所有卡扣及钢丝绳，保证其施工工艺满足正常施工的实际需要。

在对外钢炉筒进行制作时，需要根据溶洞的层数确定外钢护筒的长度，钢护筒分节制造，工地拼接。先采用桩锤进行扩孔，钢护筒采用振动下沉。振动下沉采用振动打拔锤，其振动动力为1600 kN以上[3]。钢护筒下沉时，用两台经纬仪在两个垂直的平面内监测倾斜度，以便随时调正。护筒下沉至硬土层或岩面后，其倾斜度小于1%。

在对内护筒沉放时，当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔且是圆滑垂直的，此时用钢丝绳或扣绑住内护管， 用吊机（或冲机自吊） 把内护筒放入外护筒内至孔底。到孔底后，內护筒不会靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等）。此时， 回转钻机重新就位钻孔。护筒沉设利用回转钻机进行， 在钻机的钻杆上附加护筒压架，利用钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量，使内护筒随钻头的钻进而下沉， 直到溶洞的底部。

在对内护筒与溶洞底部间空隙的处理时，如果岩面高差大，就可以采用分层抛投定量片石、粘土（比例为1∶1） ， 用钻头反复打密的方法， 在空洞处形成石壁， 钻头的打密过程中， 一面挤石造壁。一面削高出的岩石， 直到全断面进入岩层为止。

检孔钻岩时，检查成孔桩径、成孔倾斜度以防钻孔歪斜，难于施放钢筋骨架。检孔的方法是采用其外径等设计孔径，长度为孔径的5倍的检孔器上下通过，如检孔器被卡住，分析原因解决，如孔斜严重，则抛石重钻。

3、溶洞偏孔施工处理

在钻孔过程中，因遇到溶洞偏孔可采取以下措施：直接回填坚硬的片石与粘土，在遇见溶洞钻偏孔时，一般直接回填坚硬的片石与粘土，开始用小冲程冲进，待冲砸密实后，以大冲程冲进。用导管灌注高标号混凝土，在回填片石修孔无效时，可采取连接好导管与漏斗，以灌注水下桩的形式对偏孔处灌注高标号混凝土，处理后，回填粘土，暂停冲孔，等混凝土彻底凝固，达到设计强度再施工。

对于反复多次回填片石纠偏效果不明显的孔，采用钻机钻进至偏孔位置后，用测锤探明探头石、斜岩位置，用重物将炸药置于探头石侧、斜岩侧、硬度大侧岩面爆破处理斜岩，确保早成孔[4]。清孔采用正正循环泥浆渐进的方法进行，将直径为75 mm钢射浆管插入孔底，射入拌好的泥浆。泥浆性能指标为： 比重113、粘度18～20， 含砂量小于4%，胶体率大于97%，PH值大于8。射入的泥浆带着残留的钻渣， 经护简口返回泥浆池，待沉淀后在泵入孔底。如此反复循环多次，直到钻渣被逐渐清除为止。如还有较大块径的钻渣浮不上来，则再投入少量粘土，用钻头小冲程冲砸2 h～3 h。再插入射浆管实施正循环泥浆清孔，至孔底残渣厚度达到设计及验收标准。

4、清孔、灌注混凝土

对深溶洞桩成孔一清时，应加大泥浆比重浓度，不得小于1.3g/cm3，待孔底无明显沉渣后，再下笼二次清孔，若在一清过程中因孔底泥浆比重小，难以有效泛渣，且处于较厚的卵砾石土层环境中，用反循环抽渣极易塌陷，适宜用正循环换浆清孔，通过往泥浆中加水泥，增大泥浆比重浓度，可提高泛渣效率，同时能够有效的加固钻孔桩护壁[5]。

桩基卷扬机起重限度能够满足施工需求，在灌注前，准备应急汽车吊在突发情况下辅助施工。混凝土特性能够满足施工需要，所灌注混凝土应具有较好的和易性、流动性，无离析现象。在报浇筑计划前，综合考虑天气状况、混凝土运距，运输车罐保湿措施，根据实际情况，适当增大坍落度，在灌注放料前必须进行二次搅拌。施工过程中，合理组织施工，确保灌注过程连续，减少混凝土在施工现场排队等待时间，满足施工需要。

本项研究，为今后不良岩溶地质孔桩施工积累了宝贵经验，提升了国内不良地质孔桩施工技术水平。

结束语：

隐伏岩溶极强发育区的地下潜伏水位较高，不良地质频发，施工难度大，存在着诸多的变化因素，施工方法差异较大，在桥梁桩基施工中，应采用科学的施工技术，提高桥梁桩基的质量以及安全，避免出现桥梁的沉降，确保隐伏岩溶极强发育区倾斜岩层桥梁桩基施工的安全顺利进行。

参考文献：

[1].岩溶地区桥梁桩基承载能力评价及施工综合技术研究[J].西部交通科技，2011，11：1-5.

[2]王荣华.岩溶地质桥梁桩基设计探讨[J].广东土木与建筑，2011，11：33-36+61.

[3]雷金山.广州地铁隐伏型岩溶地基稳定性分析及充填处理技术研究[D].中南大学，2014.

[4]王荣华.岩溶区桥梁桩基勘察与设计要点分析[J].铁道工程学报，2012，09：53-58.

[5]谢珲，王德华.岩溶强发育区桥梁基础设计研究[J].铁道标准设计，2013，06：76-80.