浅谈桥梁桩基溶洞区施工技术

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅谈桥梁桩基溶洞区施工技术范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：近年来，随着公路桥梁工程规模的扩大，已经陆续遇上了复杂的岩溶问题。本文依据笔者工作经验，简要阐述了我国溶洞地区桥梁钻孔灌注桩基础施工时常见的技术难题，并提出了预防出现事故并提高施工质量的各项施工措施。

关键词：溶洞地区；钻孔灌注桩；技术措施

中图分类号：U445 文献标识码：A

Abstract: in recent years, with the expansion of highway bridge construction, has been met with complex karst problem. Based on the authors experience, this article briefly elaborated the karst areas in China the bored pile foundation construction of a bridge common technical problems, and put forward to prevent accident and improve the construction quality of the construction measures.

Key words: cave area; Bored piles; Technical measures

我国地质情况复杂多变，各地广泛分布着岩溶地貌，在此种地质条件下修建桥梁，增加了施工难度。桥梁荷载是通过桩基传递到地层中，桩基承载能力是桩周土的摩阻力和桩端支承力之和。在岩溶地区，由于溶洞的存在，对桩基的承载能力会产生重大影响，例如桩周的溶洞可能影响桩周土与桩基的摩阻力；如果溶洞位于桩基的底部，会因溶洞顶板厚度不够，在桥梁荷载作用下，压碎顶板，使桩基承载能力降低，而引起桥梁结构的破坏。而钻孔灌注桩具有可以穿越各种复杂土质或软硬变化较大的土层，其对承载力的适应范围广，对相邻构筑物影响小等优点，被广泛应用于岩溶地区桥梁桩基建设中。虽然目前穿越溶洞地层的钻孔灌注桩的施工技术发展迅速,但溶洞地层的钻孔灌注桩施工一直是工程的难点，所以在施工中必须熟悉各工点的具体情况，选择合适的施工方法，才能保证施工质量、安全和顺利进行。

一、 施工中常见的施工难点

（一）卡钻

在遇到落石、岩溶层的溶沟、溶槽或击穿溶洞顶板时，钻头突然进入溶洞，造成孔形不圆或掉入大空洞中而卡钻。

卡钻时应仔细分析原因，不可妄动，以免出现掉钻现象。可用小钻头冲击，砸碎卡钻物体，提出钻头。

（二）漏浆

当钻穿溶洞顶板遇到无充填物或少量充填物的大空洞时，孔壁失去孔内压力，孔内水头急剧下降，外部地下水渗透水压过高而产生水压力，引起孔壁坍塌，造成泥浆严重流失。

防止钻进过程中出现漏浆情况，可在孔口附近备足优质黏土、片石，当出现漏浆现象时，立即用挖掘机向孔内回填黏土，必要时向孔内投入整袋水泥进行堵漏。

（三）塌孔

塌孔主要是由于遇到大体积溶洞或溶洞之间有连通现象，漏浆严重，在短时间内补浆而未能使浆面恢复到一定高度造成的。

出现塌孔时及时补足泥浆，保持孔内水头高度，同时加粘土、片石混合料，采用小冲程冲孔固壁，防止塌孔扩大。

（四）断桩

当混凝土灌注通过溶洞段时，由于混凝土压力过大引起孔壁坍塌造成混凝土流失或断桩。

防止出现断桩事故，必须在施工过程中精确计算、精心组织，控制好混凝土坍落度，并严密监测混凝土面上升速度，减少对下部混凝土的扰动。

二、施工准备

在钻孔桩施工之前，先设计图纸进行认真阅读，并详细查看地质图，了解地质情况，准备充足的溶洞处理材料，包括水泥、片石、碎石、粘土、钢护筒等。

为保证钻机不因塌孔、扩孔、地面沉陷等因素而倾斜，钻机纵、横向支撑应加长，确保钻机施工过程稳定。

三、施工工艺

（一）钻机的选择

溶洞地质情况下选择何种类型的钻机是至关重要的。通常情况下，岩溶地区灌注桩采用冲击钻孔或挖孔施工工艺成孔。

在黏性土，砂类土，含少量砂砾石的土层可选用旋转钻机，常用的回旋钻机成孔速度快、清孔快，护壁效果好。而在淤泥、腐殖土、密实黏性土、砂类土、砂砾石层可采用冲抓钻。冲击钻由于钻头提起快，纠偏孔容易，适合于所有岩层，但是穿过溶洞时容易卡钻，过黏土层容易糊钻。在破除溶洞顶板时采用回旋钻机较为适宜。

（二）泥浆的制备

泥浆一方面可起到护壁，防止钻孔垮塌的作用，另一方面，起到浮渣作用。

泥浆一般应选用塑性指数Ip＞10的黏性土或膨润土，含砂率不大于6％；胶体率不小于90％等，对泥浆性能指标的控制程度会影响钻孔的速度和桩质量，控制好泥浆性能指标是桩基工程质量的关键环节。

（三）护筒的埋设

一般桩位，护筒长度达到2.0m即可，河沟边护筒须穿过河床。对塌孔全回填后重新开孔桩，护筒根据实际情况适当加长到3.0m―6.0m，埋设时护筒外缘采用黏土回填密实。在下放钢护筒时一般应在内护筒内用工字钢焊导向架，以保证护筒的垂直度。同时钢护筒一般下放至岩面，在吊放过程中用100t振动锤配合。因岩面可能凹凸不平，在钻进时要抛填片石，防孔斜并减少与岩面接触空隙。

（四）对溶洞的处理

根据溶洞的特点，宜采取如下四种方案相结合使用来进行溶洞处理。

1、注浆预处理

对于不深且内径较小的溶洞，根据设计要求，桩底顶板3倍桩径深度范围内的溶洞需要充分压浆，将溶洞完全填充、充满、桩底及桩身范围内注浆加固约7天后，再进行桩基施工。

2、回填造壁法

对于一些溶槽、溶沟、裂隙、溶蚀明显的蜂窝状灰岩碎块、全填充溶洞，该类溶洞当冲锤穿过覆盖层或顶板时，钻孔内会出现一些漏浆，在及时补浆的同时提起冲锤，抛填片石和粘土以及泥质强风化岩等，待孔内泥浆面基本稳定后，恢复冲孔；减小钻机冲程（一般冲程为1～2m，每分钟6～8下；遇溶洞时冲程可改为1m以下，冲击频率适当减小），利用钻头冲击将其挤入溶洞及裂隙中，完成护壁和成孔工作。

3、灌注混凝土法

遇到较大溶洞时就要灌注C25混凝土封堵溶洞。利用导管将混凝土灌注到孔底，待混凝土达到初凝后再继续钻孔。灌注混凝土采用直升导管法灌注水下砼。导管上设漏斗，漏斗下设隔水栓。开始时漏斗中储备足量的砼拌和物，其数量要保证在切断隔水栓 。

4、钢护筒跟进法

对于较大单层无填充溶洞，孔口钢护筒打入长度视灰岩顶板以上土层性质而定，如意受钻孔内漏浆引起坍塌的砂层、饱和粘土层则钢护筒要穿过易塌地层，或打至溶洞顶板顶面，钻进过程应注意。

（五）清孔

当钻孔至设计标高10cm时必须开始清孔，第一次清孔时要清理干净岩样，待下完钢筋笼后要再进行第二次清孔。对多次坍孔的情况，以孔底干净为主，对孔较深难以清干净时采用加双泵或加压的措施。

（六）灌注混凝土

首盘混凝土数量应能满足导管首次埋置深度大于2m，混凝土应连续灌注，中间不得停顿。在灌注中，根据灌注深度提升导管，要根据溶洞情况确定导管埋深，但导管埋入混凝土的深度，必须大于2m，并宜小于6m，避免导管埋置过深而卡管，灌注过程中挤破溶洞导致混凝土面突然下降，造成断桩事故发生。灌注时应及时测量混凝土面的高程，对漏浆严重或多次漏浆的个别孔，在灌注时要使混凝土灌注高度超过设计高程1m以上，以便清除浮浆，避免在灌注完成拔出导管后混凝土面下降造成短桩。灌注完成后观察30分钟左右，如果混凝土面没有变化才可拔出导管。

（七）成桩后检测

桩基完成后要及时进行检测，以防出现安全事故。对桩基砼的质量的检测可采用超声波法，这种方法效率高、精确度高。对检测桩基底基岩的状况可采用钻芯检测法，宜钻至桩底4-5m以下，以探明桩底岩基情况。

四、施工注意事项及建议

（一）在溶洞处理过程中，应派专人全天候观察泥浆中的浮渣及护筒内水头变化，及时解决各种突况。

（二）钢护筒跟进法施工时，应对每个环节（从确定护筒内径、长度及护筒的连接、定位等）都要落实到位，确保顺利成孔。

（三）切忌大冲程冲孔，防止扩孔及卡钻现象。

（四）出现漏浆时要及时补浆，防治浆面下降而导致塌孔埋锤。

（五）当遇到流沙层时的解决方法是钢护筒跟进，可有效的防治和解决塌孔问题。

（六）钢筋笼下放后应及时灌注混凝土，灌注过程中确保导管埋置深度，防止发生意外情况。

三、结语

溶洞是桩基施工的一大难题，所以在施工前我们必须认真勘察地质状况，研究分析溶洞的发育、基本形态、洞穴规模和分布规律。在施工过程中不断总结，不断改进，精心组织设计与施工，并加强检测，确保桥梁质量安全，为我国快速发展的交通运输经济作出贡献。