基于岩溶地质的桥梁桩基施工方法探讨

王宝宏

摘要：我国道路建设最近几年发展非常迅速。在桥梁工程领域的建设中，桥梁桩基部分的施工一直都是业内的难点问题，尤其是特殊地质条件下的桥梁桩基施工技术，一直以来都是学术界所研究的重点课题。

关键词：岩溶地质;桥梁桩基;施工方法

我国地大物博，地理环境非常复杂。岩溶广泛分布于我国西南部，由于其“上硬下软”的土层条件及起伏较大的基岩面，对工程建设带来一定的影响。

1岩溶地区发育规律与地质灾害特点

（1）地下水补给区岩溶发育特点与地质灾害，在溶洞一些位置有地下水进行补给，分别是：溶蚀漏斗、石牙、岩溶峰丛、蚀沟槽等多种地貌下，并且呈现发育状况，比较密集。而且这些地理位置在于规模小、发育缓慢、埋藏较浅等特点，而在溶蚀沟槽及岩溶洞隙顶部发育。在这里需要值得注意的是古岩溶经地壳会逐渐上升，最终导致整个勘察力度增加，而且每次勘察得到资料与原来资料比对，出现很多差异，最终也会造成很大影响。（2）地下水径流区岩溶发育特点与地质灾害，岩溶地下水中在地下水平溶洞、暗河经常会出现岩溶，而局部补给地段也会有垂向落水洞和溶隙发育，同时也可能出现地下溶洞连接，这些情况发生容易形成土洞，因为有土层覆盖区，而在传统情况下，很多主干溶洞发育时间较长，这些溶洞不会对整个工程造成灾害，但是一些特殊建筑例如：比较巨大地下工程、水电工程、地下建筑等都會造成不同程度灾害，这些灾害主要表现为：坍塌、漏水等。（3）地下水排泄区岩溶发育特点及地质灾害，地下水排泄区域通常为盆地边缘暗河、溶洞等，而一般裸露暗河、溶洞规模比较大，这些地方也通常是地下水排泄位置，而管道式溶洞主要是覆盖型岩溶，并且埋藏在水层之下，这些溶洞之间相互连接，同时也形成较好的水性岩溶层，而在进行水泄区域进行开采地下水时，就会造成溶洞口上面覆盖土层出现不稳定，对于整个工程会造成灾害，单井涌水量大，井水不易抽清。上覆土层较薄，易产生岩溶塌陷或沉陷，容易出现坍塌，但是坍塌位置不确定，会造成非常大危害。

2桩基确定与钻孔设备选取

（1）桩基确定，由于岩溶地质区域的地下水通常极为丰富，且由于季节性的变化，地下水位会出现不同程度的波动，因此岩溶地质区域宜使用端承桩进行施工。采用端承桩进行施工可以很好地避免桩周土体因岩溶土体密度较低和未填充空洞而引起的土体流失现象，避免周边岩体承载能力减弱的情况发生。岩溶的发育过程通常不具备特定的规律性，实际的入岩高度与所设计的高度通常有较大的出入。此时应由现场所采集到的各项参数、指标来对端桩的高度进行综合预判并调整。如果遇到钻孔提前入岩的状况，则应按最初的设计高度终孔;相反，如果钻孔推迟入岩，则延长桩体长度，直到符合所设计的边界条件为止。此外，在岩溶地质条件下的桥梁桩基施工中，如按端承桩进行设计，则桩体长度应符合桩端的支撑力要求，并为整体结构安全及桩基补强留出必要的安全冗余度。（2）钻孔设备选取，基于岩溶地质条件的桥梁桩基施工中建议选取冲击钻，这是由于在穿越溶体时，经常发生漏浆的现象，且实际的漏浆程度与溶洞大小、疏通情况以及洞体内的填充物密度直接有关。在较大溶洞的穿越过程中，漏浆现象更为严重，进而形成塌孔，仅凭回填土进行造浆难度很大，需同时回填部分片石，通过冲击锤（60-70cm）反复冲击，并回填片石黏土至平衡状态，进而使孔壁稳定。

3常见问题应对措施

3.1堵钻的预防

当使用冲击钻进行施工时，孔壁经常会因钻头剧烈震动而破损，使孔壁形成各种不规则的形状，包括梅花孔的形成。此外，如果钻头磨损严重且没有进行及时补焊，则钻孔的孔径会逐渐缩小，导致重复钻孔而增加工作量。如果冲程过大则可能使溶洞顶部被击穿而发生堵钻现象。预防措施：及时将钻头补焊或更换，用片石再次填入桩孔，可先使用小冲程钻孔，然后逐渐增加孔径，直至最后冲程正常时为止。在对溶洞顶部进行钻孔时亦可使用小冲程设备，但要观察钻头的旋转情况，在穿越溶洞之后，应使黏土片石填在溶洞内，而后逐步恢复正常钻孔。

3.2地下水的处理措施

因某些基坑周边环境存在有天然地基的建筑及主要的市政道路，故地下水的处置安全与否对基坑影响较大。一旦形成水流通道势必会带来坑壁软塑粘土及流塑状淤泥质粘土的流失从而导致地面沉陷、天然地基建筑倾斜甚至垮塌，故地下水的处置也是基坑支护设计的重点。

3.3泄漏

浆液泄漏是某些地貌桥梁建设中最常出现的问题。这种问题的表现形式为孔洞中安的水头突然偏离了原定的位置。当建筑材料进入孔洞和裂隙时，材料沿着洞穴中的孔或裂缝中的孔流动。如果孔洞较大，泥浆在孔中迅速泄漏，会引起更严重的事故，如塌孔等。（1）泥浆的泄漏表明孔中有一个孔。此时应立即停止施工，同时在孔内压入1：1比例的抛石和粘土，改用0.2m小冲程钻，并用泥浆泵加入泥浆。在回填时将洞口用粘土和碎石填满，以小冲程钻进。附加泥浆用于稳定水位，保证墙体的有效防护，防止倒塌。（2）若有大量泥浆漏失，回填石粘土仍不能防止泥浆的泄漏，就把四周的注浆口用泥浆堵住，也可以直接往注浆口中灌入水将注浆口堵住。注浆口的顶部高度应离注浆面>1m。当注浆口上部泥浆不往下掉时，混凝土将被填满。当混凝土强度达到30%～50%时，可再次钻进。一些项目管理者受急功近利思想的影响，急于开展项目，没有仔细调查或采取预防措施就迫切进行钻探，容易出现塌孔、泄漏现象，如果继续施工而不采取补救措施，就会出现很多类似现象，从而影响项目的进度和工程质量。

4岩溶地质条件下桩基施工主要技术总结

目前，岩溶地质条件下比较成熟的桩基施工技术有碎石黏土填筑法、钢护筒跟进法以及压力注浆法。碎石黏土填筑法主要在卵石层或砂石层发生漏浆情况时，将优质黏土与碎石黏土按比例混合后进行填充处理，以减少冲击的震动影响;钢护筒跟进法则是在填筑法不能有效封堵漏浆的情况下通过振锤将钢护筒振到溶洞底部，此技术在高度为3-5m的溶洞内使用较为常见;压力注浆法多用于施工过程中发生的塌陷、漏浆等情况的预处理，使用此施工技术的前提条件是洞体内砂石等填充物含量丰富，其优点是操作简便、处理效果好，而维护成本高是其不足之处。

5结语

通过对岩溶地质条件下的桥梁桩基施工技术进行深入讨论，分析在此条件下的桥梁桩基施工对岩体环境的参数要求。对在岩溶地质条件下所进行的桥梁桩基施工常见的问题进行了阐述，并提出了相应的预防措施及应对方案，以此来保证在岩溶地质条件下的桥梁桩基施工过程的稳定性和安全性。

参考文献：

[1]吴综泽.复杂岩溶地区桩基施工技术探讨[J].科技资讯，2002（3）：3539.

[2]冯忠居.特殊地区基础工程[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3]肖肖山.岩溶地区地基处理及其桩基施工技术[J].广东科技，2011（6）：78-80.

（作者单位：中铁十一局集团第二工程有限公司）