岩溶地区桥梁桩基础处理技术

刁亚飞

摘要：我国国土的西南、中南、华东等地区广泛存在着岩溶地质，岩溶地质给桥梁等工程的建设带来很多困难。在岩溶地区建设桥梁时如果没有做好桥梁基础的处理工作就会引发桥梁基础沉降甚至是坍陷事故，因此必须采取合理的措施进行基础处理。桩基础是处理桥梁岩溶地基最有效的方法之一，本文对不同地质条件下应该采用哪种桩基础进行了分析，并介绍了应用桩基础时的注意事项。

关键词：岩溶；桩基础；钻孔；钢护筒

一、岩溶地质桥梁基础的处理办法

溶洞的规模有大有小、类型多种多样，就是使得桥梁基础处理技术的选择具有多样性，其中桩基础是处理桥梁岩溶地基最有效的方法之一。在采用桩基础处理岩溶地质时也有细分，下面是笔者的具体分析：

如果将要建设的桥梁地基下的溶洞非常大、埋藏也很深，同时有没有办法达到顶板厚度检算的情况下，只必须选择桩基础进行处理。除了必须采用桩基础的情况，以下几种也可以使用并且建议使用桩基础：一是岩面溶蚀的高度差在1米以上又或者是岩溶洞穴平面、剖面尺寸在1米以上；二是可溶性岩层的埋深大于8米；三是基底岩层存在缺角同时这些缺角没有办法通过嵌入来进行修补；四是明挖或水下施工压浆无法顺利开展。

溶洞内的底面非常深顶板非常薄，同时洞内的填充土比较密实，这样的溶洞一般强度较高，稳定性强，那么桩底能够穿越溶洞的顶板应当放置到填充土层内；如果没有采取置于溶洞底板的措施可以按照摩擦桩的形式开展设计。

如果是桩基穿过多层岩溶层支立于坚固的岩层的情况，对于多层岩溶层对桩侧的摩阻作用可以不作考虑，这是由于岩溶层和桩侧形成的摩阻力，和普通的般土与桩侧摩阻有着本质的差别。所以正确的方法是选择隔离，通过施工把多层岩溶层同痛桩壁分开，从而使桩底的坚固岩层承受全部来自原来桩基承受的轴向荷载。

如果遇到了桩尖下伏溶洞，可以直接穿越溶洞也可以使桩尖立于溶洞顶，具体采用哪种方式要根据具体情况经过计算验证才能实施。通常如果基岩顶板是完整的，有6m以上的厚度，并且顶板厚大于溶洞孔径的2倍的情况下，基底以下溶洞不需要采取措施，不是这种情况就要采用桩基的方式进行处理。如果钻探在40～50m后没有发现大于6m的顶板时，要必须满足桩侧累计顶板厚度大于5m同时桩尖置于下层岩层上，支承顶板厚度大于于3m，嵌入岩层0.5m。在累计岩层顶板厚度时，应当重视和掌握邻近钻孔的岩层的具体资料，不要把石笋尖误作为岩层顶板。

如果是多层溶洞，溶洞的高是3到5米之间，这些溶洞层之间距离不远的应当采取钢护筒的方式。如果发现实际的地质状况同勘察资料不一致的情况，如在勘察的资料中说是小溶洞，但在实际工程中发现是大溶洞或与大溶洞相联通的状况，这时通过回填法不能控制漏浆也要采用钢护筒的方式穿越溶洞，使用钢护筒时要注意首先要用冲击锤实施冲孔、扩孔作业，接着再用振锤将钢护筒振沉。

二、岩溶地区桥梁桩基础设计要点

（一）工艺选择

人工挖孔和钻孔是岩溶地区桥梁桩基的主要工艺，应当根据具体情况选择合适的工艺。一般情况下，建议选择人工挖孔桩。这是因为人工挖孔施工过程中可以动态地对桩基内的情况进行检测，从而能够迅速地了解桩底持力层的具体情况，在出现问题后能够第一时间发现并控制。除此之外人工挖孔还具有桩身混凝土强度高、能够以可持力层的需要为条件扩大桩头的直径、成本低等优点。但是如果遇到地下水旺盛或者是软弱覆盖层非常厚的情况是不能用人工挖孔的，这种情况下应当选择钻孔桩。在应用钻孔桩时也有几种不同的方式，设计时应当注意以下几点问题：一是在施工前要仔细的分析地质钻孔柱状图，掌握空洞大小、溶洞地层的具体情况选择合理的方案；二是要明确不同施工方案的适用，如常规泥浆护壁、压力注浆和钢护筒跟进等；三是要避免钻孔形成的漏浆问题以及漏浆引起的坍孔问题。

（二）孔位选择

桥梁桩基钻孔应当按照先长桩后短桩，先中间桩后四周的顺序开展。遇到溶洞贯通的桩基，应当将溶洞底板低桩作为施工的首要步骤；大岩溶应当要先于小岩溶进行打孔；在钻孔时应当要隔一个打一个，这样才能降低桩位间的挠动应力。

（三）钻孔方式的选择

（1）基面冲击强度不均匀容易造成卡钻、孔斜的问题，在溶沟、溶槽、溶洞中开展钻孔作业时，采用抛填粘土、碎石、片石的方式开展夹边冲击工作，这样能够减少有的作业基面冲击强度大，有的小的问题。（2）钻孔速度快用力过猛会在穿越溶洞面板式造成卡钻的问题，所以桥梁桩基插入溶洞前，要认真分析地质资料，在钻孔钻进到离溶洞上面板2米左右时，立刻降低钻机的冲程和钻孔的速度，并且提高泥浆的比重，把溶洞上面板慢慢的穿透。（3）施工过程中如果出现了偏孔过大问题，要马上回填塊大、质硬的片石，并且要减小降钻进频率，降低提锤高度。

（四）合理确定桩底深度

确定桩底深度首先要明确桩基的承载力，而要计算出桩基的承载力要必须掌握溶洞的分布情况、持溶洞的力层强度和节理发育等等。一种情况考虑总侧阻力，一种是不考虑总侧阻力。如果持力层的埋深不深、持力层有较好的强度、节理不发育，对于覆盖土层的总侧阻力就能够不考虑在内，只要分析嵌岩桩段的嵌固侧阻力和桩端端承力就可以了，这种情况下溶洞顶板安全厚度必须大于3倍桩径，并且大于3m，桩基嵌岩深度在1到1.5倍桩径之间；如果溶洞平面不大的话，安全厚度按照3倍桩径计算也可以；如果平面尺寸较大的情况下，安全厚度要按照实际情况在3倍桩径的基础上加大。如果持力层埋深很深、并且选择的是钻（冲）孔成孔的形式就应当将覆盖土层的总侧阻力考虑在内。如果遇到桩长大于30m但是不存在合适的持力层以及岩层节理非常发育的地质，就要按照摩擦桩进行设计，同时要思量一定的持力层厚度。

参考文献：

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