江子涵

（中交四航局第一工程有限公司，广东广州 510420）

随着我国桥梁工程施工技术的不断发展和进步，为人们的出行提供了很大的方便，然而在桥梁工程建设时，还存在着很多的问题需要采取措施予以处理，特别是岩溶地区施工，溶洞会给桥梁工程的施工质量造成致命的伤害。岩溶地质施工情况非常复杂，地下溶洞发育良好，结构形式比较烦琐，填充施工难度系数比较大。在我国桥梁工程桩基施工的过程中，岩溶地区处理是整个工程建设的重难点内容，一旦处理不好，就会给桩基施工质量造成严重的负面影响。

1 工程概况

槎神大道（鸦岗大道—北太路）第1标段，线路南起鸦岗大道，北至北太路，实施桩号范围为K0+812.021～K8+542.339，全长约7.7km。本标段为1标段，里程桩号为：K0+812.021～K3+000。建设内容主要包括：①K0+812.021～K3+000路段地面道路建设，敷设市政管道包括雨污水、电力管沟；设置完善的交通设施、无障碍设施、港湾式停靠站及照明设施、景观绿化设施；②K1+460.292～K2+610.875范围新建流溪河特大桥及其引桥；③与白云湖引水渠相交处设置新建2m×20m跨涌桥；④与无礼河相交处主线两侧辅道各设置新建1m×20m跨涌桥；⑤与西江引水渠相交处设置新建1m×16m西江引水渠保护桥；⑥与滨河路相交处设置新建1m×35m滨河路中桥。工程地理位置如图1所示。

2 溶洞给桩基造成的影响

桥梁桩基工程在岩溶地区施工时，溶洞造成的影响非常严重，具体包括以下几种情况：①溶洞塌孔。桩基施工到达溶洞区域时，孔内泥浆流失的比较严重，孔内泥浆面持续降低，导致孔洞内外压力差比较大，进而使泥浆护壁受力失衡，造成塌孔的情况发生；②钻孔倾斜。溶洞洞壁的厚度、软硬程度和风化程度各不相同，钻孔施工到达溶洞洞壁位置后，洞壁两侧进尺施工不对称，就会使钻孔出现倾斜的情况；③钻机卡钻。钻孔施工达到溶洞顶板位置后，如果没有选择恰当的冲程，有时候就会使钻头被卡在溶洞顶板底部位置处，这样的情况会给施工人员的人身安全造成威胁；④桩基失效。假如溶洞填充施工没有满足设计的要求，就使桩基施工质量受到影响。比如溶洞填充不严，桩基会出现沉降甚至是失效的情况。假如溶洞内岩溶液体没有处理好，就会出现侵蚀桩基的情况，经过一段时间以后，桩基的承载了就会慢慢下降直到失去效力。

图1 工程地理位置

3 溶洞处理的具体情况

3.1 处理方法

如果溶洞的高度大于3m，要对溶洞的孔内填充情况、位置和状态有清晰的了解，针对溶洞的实际情况使用不同的处理办法。在处理干溶洞时，要将桩孔的稳定性放在重要的位置上。要想使岩溶发育地区钻孔灌注桩施工不会出现漏浆的情况，或者是即便出现漏浆但是不会出现塌孔的问题，确保成桩的承载力和桩孔顺利成孔，就要求在施工的过程中，要以地质钻孔柱状体为依据，科学评价溶洞地层、充填物和空洞大小等信息。依据溶洞的不同类型，选择使用不同的施工策略，在处理溶洞时，经常使用的方法有护筒跟进法、超前钻预填充泥浆法、深层静压注浆预固结法和回填造壁法等。

3.2 处理措施

（1）超前钻预填充泥浆法。在正式探明或经过仔细分析潜在的土洞、桩孔溶洞、无填充或半填充溶洞实施钻孔施工以前，使用小钻头来完成超前钻施工，将溶洞顶板钻穿以后，将泥浆灌入其中，使用水泥、粘土、锯末加水搅拌成的软塑状混合物或者是泥浆将裂缝空隙或者是溶洞空间填满，这就是通常意义上所说的“溶洞喂饱”。施工完成几天以后，观察填充施工质量满足设计标准后，方可开始钻孔施工。假如溶洞存在着严重的漏浆现象，无法将其填充满，采取钻孔填充碎石、粘土和中粗砂的方法，并使用静力注浆固结法处理溶洞或者是放置深护筒护壁后，方可钻孔施工。

（2）护筒跟进法。①护筒的类型主要包括内外双护筒、深护筒和全护筒等，应用在砂层和覆盖层比较薄的施工区域中；护筒底部进入到不透水层以后，深护筒施工结束。在使用钻埋法进行内外双护筒施工的过程中，外护筒的埋藏深度按照常规深度施工即可，内护筒的深度要达到岩面位置，如果有需要可以将其下放到溶洞底部。溶洞的主要类型为连通性大溶洞或者是大型空洞，泥浆流失比较严重，无法实现循环流动，依据粘土、水泥和片石很难将其封堵严实，孔壁的稳定性不强，最佳的护筒方式为深护筒或者是全护筒。深护筒作为承载围挡结构，其比较坚固，对于那些“超前钻”技术填不满的溶洞或者是地质勘察没有探明的无充填物的大溶洞来说，其覆盖层中的饱和粘土、卵石层和砂层厚度比较大，施工过程中，孔内泥浆液面下降非常快、泥浆流失比较严重，给补浆造成了严重的影响。泥浆护臂法对孔内外水头差产生的压力差起到了有效的抵抗作用，将塌孔等恶性事件的发生概率控制在最小的范围里，显著提升了桩基的施工质量和成孔率；②护筒倾斜岩面与刃脚的间隙非常大，使用松散的砂砾填充间隙，入岩冲击以后，会使其成为河床与桩孔间的通道，施工过程中，河床内的砂砾会向孔内涌入，将河水与桩孔连通，给进尺和埋钻造成了严重的影响。固结处理的方法主要有两种，分别为高压旋喷法和抛填冲砸造壁法。a.高压旋喷法，该方法将岩面与护筒刃脚四周的松散透水层固结成为具有较大强度的整体围幕，不断地提升了其安全性，但是施工工期比较长，投入成本比较高;b.抛填冲砸造壁法，将粘土和块石填充在钢护筒刃脚位置处，并将冲压施工完成好，反复多次冲压，使造壁变得更加密实；③溶洞高度保持在3m以内，使用钢护筒穿越处理多层小间距溶洞，在冲孔和扩孔施工时要使用冲击锤，在下沉钢护筒时使用振动锤施工，使钢护筒的刚度和强度满足相关标准，加强钢板箍的间距为2m。

（3）深层静压注浆预固结法。在钻孔施工以前，对于基岩界面和覆盖层四周卵石、砂砾等构成的未探明孔洞和松散土层，使用混凝土输送泵自上而下分批次将强度为M20水泥砂浆借助高压注入其中，施工松散土层的孔洞、溶洞、通道被填充满，浆液不断的向四周挤压和渗透，将桩孔与地下水有效的隔离开，使松散的碎石、砂砾等最终凝结成强度比较大的结石体，孔壁变得更加坚固，将塌孔事故的发生概率降到最低，为成孔成桩扫清障碍。将7个左右的注浆孔或者是钻探孔均匀设置在桩基四周，护筒脚至岩面5m范围之内为注浆施工范围，或者是以卵石和砂砾透水层顶面2m深度为标准作为注浆范围。套管法注浆适合在静压注浆施工时使用，套管的型号为φ127mm。当注浆压力达到预定标准值以后，注浆施工方可停止，或灌浆量减少的非常明显时，亦或注浆速度小于0.05m3/min时。

（4）回填造壁法。浅层溶洞主要是指溶洞顶板上面覆盖层厚度比较小，顶板不明显，溶沟和溶槽是灰岩表面的主要形式，溶洞的高度保持在2m以内。当冲锤从顶板或者是覆盖层穿过时，钻孔内会出现一定剂量的浆液，冲锤与补充泥浆同步进行，使用粘土袋和片石抛填施工，孔内泥浆面趋于稳定状态时，继续开展冲孔造壁施工。使用成孔方法施工的过程中，钻穿溶洞出现漏浆后，将片石和粘土抛入，借助钻头冲击力向岩溶裂纹和溶洞内投入片石和粘土，也可以将锯末、烧碱和水泥掺入其中，使孔壁变得更加稳定，见图2。

图2 回填造壁法

4 结语

在岩熔地区桥梁桩基施工的过程中，通过采取抛填片石粘土块、钢护筒跟进、溶洞预处理等方法，显著提升整个工程施工的经济效益和社会效益。在处理溶洞的过程中，使用的施工方法和应该注意的事项为今后溶洞工法总结提供了大量的信息参考，并为今后同类型工程施工提供了可靠的信息依据。