对溶洞地层桩基施工技术

对溶洞地层桩基施工技术的探讨

摘要：溶洞作为一种不良地质具有无规律性且难以直观察觉等特点，一直以来是基础设计及施工的难题。本文对溶洞区桥梁桩基施工技术中的钻孔灌注桩施工和人工挖孔灌注桩施工的施工工艺和技术进行研究，并针对常见的漏浆、坍塌、卡钻、孤石等问题，提出若干既能解决工程实际问题又较经济合理的岩溶区桥梁桩基的处治方法，可供参考。

关键词：溶洞底层；桩基；施工；

中图分类号：tu473.1 文献标识码：a 文章编号： abstract: as a kind of karsts, geological one has no regularity and hard to perceive directly etc, has been is the foundation for design and construction of difficult problems. in this paper, the cave area bridge pile foundation construction technology of bored pile construction and artificial dig-hole piles construction process and technology research, and to the slurry common and collapsed, card drilling, problems such as land, and puts forward some can not only solve engineering problems and more economic and reasonable in the karsts area of the bridge pile foundation treatment method, available for reference.

key words: cave bottom; pile foundation; construction; 1 前言

溶洞作为一种不良地质具有无规律性且难以直观察觉等特点，一直以来是桥梁基础设计及施工的难题。

目前溶洞的判断主要通过以下方法进行：(1)准确的地质资料图；(2)听声音，看气泡：如遇岩溶空洞时能听到咚咚的声音。并能看到有大量气泡往上冒；(3)孔内水位突然下降；(4)与其相邻的孔内水位下降至同一个水平面，下部岩溶已连成一体形成空洞；(5)钻孔钻进速度，遇有溶洞时钻进速度较快；(6)当击穿面超过中心面，钻头突然倾斜、突然下落；(7)地面沉降、塌方。

本文着重对溶洞区桥梁基础施工技术问题进行研究。可为溶洞区桥梁基础施工方案提供参考。 2 桥桩基础

当上部地层较差且覆盖层较厚的情况下，我们习惯于采用桩基础。在桩基础的设计与施工中应注意以下几个问题：

(1)岩溶桥中由于岩溶发育的及其不规律性经常出现桩长短不一，故计算时特别注意值的取值与计算，值计算时应注意考虑岩溶地区钻孔桩使用机具大多采用冲击钻，故厚度小于1m的岩层顶板不予计入。

(2)对于桩长相差较为悬殊的墩台，桩基础施工应遵循先施工长桩后施工短桩的先后顺序。如先施工短桩，再施工长桩，地质条件因为各种原因发生变化，需增加桩长，群桩受力发生变化，短桩受力增加，但短桩已成型，只有增加桩数，十分被动。

(3)置于岩溶地区的钻孔桩，遇到多层溶洞，深度达到40～50m

仍找不到6m以上厚度的顶板做持力层时，根据以往建设的经验，此类单桩的容许承载力系按摩擦桩计算，这是考虑溶洞的构造特点以及施工技术条件等因素而定的，实践证明是可行的。 其中：f取400kpa；取1000kpa；取0.3；选取厚度大于1.0m的岩石顶板另桩尖支承岩石顶板厚不小于3.0m。 适用范围：[]=800kpa以上。

(4)对于岩溶桥，隔孔施工尤为重要，且遇到较大的溶洞时应钢护筒跟至基岩面以利于成桩。

①根据地质超前钻探结果，确定护筒埋人深度，护筒应埋至风化岩面，以防止击穿溶洞时泥浆面下降严重造成孔内压力不足而坍孔。

②先用较大直径冲锤冲至溶洞顶约1m，然后下内护筒至孔底，内护简要有足够的刚度，壁厚约为12mm，然后改用直径比原较大直径冲锤少一级的冲锤，减小冲程，冲程在50cm～100cm右，小冲程大频率方法逐渐把溶洞击穿。

③击穿溶洞后，补充泥浆并再下放外径与击穿时冲锤直径一样的钢护筒壁厚约l2mm，下放至溶洞底，然后回填片石粘土来填充最内层护简底的空隙。然后改用直径与桩径相同的冲锤按正常方法向下冲进。

(5)尽量避免使用单桩单柱。多采用群桩基础。溶洞埋在地下深层，不管勘探手段如何进，如何详尽。总难以完全明确溶洞的分布。采用单桩单柱集中受力桩型。一根桩出现毛病就将危及桥梁安全。

而采用分散受力群桩，即使一两根桩出问题，也不至于出现突发风险。

3 常见的技术问题及解决办法

3．1 漏浆冲孔灌注桩施工打到基岩时，经常出现如下情况：（1）孔内泥浆迅速流失。地面孔口出现塌陷。产生一个大漏斗。出现这种情况不仅不能施工，而且危及钻机及人身安全；（2）溶洞或裂隙水流入孔内，破坏泥浆，泥浆比重减少或变成清水，孔底出现厚层沉渣，无法反浆。更不能进尺，使工程无法进行。

针对上述情况，采取如下相应的措施：及时向孔内补充泥浆；加稠泥浆；向孔中回填粘土夹片石、块石等，反复冲击回填粘土以增加护壁的密实度和强度。此方法对于小裂隙和小溶洞、孤立溶洞的堵漏效果较明显，但对于大溶洞(高度大于3m)连通裂隙堵漏效果并不理想，当进行第二次冲击成孔时，很快将堵住的地方冲通，又出现漏浆，或者孔内回填粘土无法奏效，回填的粘土会随地下岩溶水全部流走，故无法堵住。

3．2 坍塌当漏浆非常严重时，孔壁无泥浆护壁则会引起坍塌。施工中一旦发现漏浆应迅速处理，若处理不及时，轻则引起孔壁坍塌，重则出现机毁人亡的事故。对易出现孔壁坍塌的地层应有事先估计，预备好供加长用的钢护筒，必要时采用双套简。第一套护简外径比桩径大2～3级，下到粘土层内，护简底部周围用水泥砂浆固结止水；第二套护筒比桩径大1级，下到岩溶裂隙强发育带中较完整的基岩上，防止孔壁坍塌。若已发生坍孔，应迅速拔出护筒，

移走钻机，向孔口抛填片石、泥包混合料，随后可现场加工一个4.5m高，直径大于桩径2～3级的钢筋笼，将加工好的钢筋笼置于坍陷的孔口，四周用袋装粘土堆砌，堆砌时四周均匀升高，恢复桩孔，堆砌土袋井口四周土填平，冲击钻继续冲孔。

3．3 卡钻卡钻的主要原因是对溶洞分布情况不明确在钻到离溶洞顶板很近时采用高落程冲击，使钻头冲破溶洞顶板岩石，卡在溶洞顶板岩石不同部位。遇到卡钻时不能慌，更不能强行提拉。桩基施工时由于钻机操作手经验不足。卡钻时强行提拉，最后使钻机翻到钻孔左前方，导致钻机遭受较大损失。遇到卡钻时首先分析原因，然后对症下药：若卡在顶板岩石中部，可缓缓上下活动钻头，待松动后慢慢提出；若斜卡在顶板岩石中，可自制简易正绳器，将钻头拉正，缓缓提起：若卡在顶板岩石下部，则可利用大钻头上下松动将顶板岩石破掉后提出，也可用钢丝绳将小钻头放人把顶板岩石砸碎，再将大钻头提出。

3．4 孤石冲击成孔过程中，若遇到孤石，可抛填硬度相近的片石或卵石，将钻机稍移向孤石一侧，然后用高冲程冲击，或高低冲程交替冲击，将大孤石击碎挤入孔壁。若孤石非常坚硬，也可采用孔内爆破法。一般可采用孤石表面爆破(简称“贴爆”)和定向聚能爆破两种方法：遇一般性孤石，将炸药包吊放在孤石表面引爆，震裂孤石，以利钻进；遇坚硬孤石，采用定向聚能爆破的方式，根据孤石的大小及坚硬程度确定用药量，只要药量控制适当，不会影响孔壁及施工平台的安全。

4 结语

岩溶桥基础设计施工都比较困难，要注意的问题比较多，需要现场的随时观察和判断，因此需要现场技术人员的丰富经验和高度的责任心，特别是对溶洞走向的判断的基岩厚度的分析辨别；在处理溶洞时因根据实际地质情况，综合考虑各种因素，选用安全、经济、合理有效的施工处理方法。保证工程质量和施工安全，缩短工期、降低工程造价，圆满和高效率的完成岩溶桥基础的施工。 参考文献

[1] 苏学波.岩溶地基桥梁桩基施工技术[j].铁道标准设计,2006,(6):35-37.

[2] 赵占利,熊强,李锋.溶洞区桩基施工[j].施工技术,2008,37,(11):97-99.

[3] 彭砥如.丰水灰岩地层中的成桩技术与溶洞处治.施工技术[j].2008,37(4):97-99

[4] 郑伟.岩溶地基人工挖孔桩的设计及处理方法[j].住宅科技,1998,(8):25-28.