谢义宝

摘要：岩溶地基的工程危害性极大，在我国有着广泛的区域分布，研究岩溶地基下的施工问题具备重要的现实意义。据此，文章分析了威胁到工程安全的岩溶的主要形式，阐述了岩溶地基下如何进行桥梁桩基施工，最后就施工中应注意的事项进行了讨论。

关键词：岩溶地基；桥梁桩基施工；施工技术

中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：1009-2374(2009)13-0132-02

岩溶地基指的是地基中包含有可溶性岩层，如碳酸类岩层、硫酸类岩层和卤素类岩层等，这些岩层受水的化学溶蚀和物理侵蚀作用而形成洞穴、沟槽、空隙以及被切割成各种形态的岩体，广泛分布于我国广东、广西、云南、四川、湖北、湖南、山西、山东等省。岩溶地基对建筑工程危害极大，因此，在工程施工前需要详细考察岩溶地质状况，施工中采取必要的措施。本文就岩溶地基中桥梁桩基的施工问题展开讨论，分析了对工程有危害性的岩溶类别，阐述了岩溶地基桥梁桩基的施工方法与处理原则，并讨论了施工中应注意的问题及需采取的必要措施，可供技术人员借鉴参考。

一、极具危害性的岩溶

岩溶形式有很多种，对工程结构有危害的主要岩体结构形式有如下几种：(1)石芽、狭缝和岩石中筒状裂隙；(2)坚硬岩石和软弱土层互层；(3)由于岩溶而形成土壤中弯形空洞(土中洞)；(4)岩石中空洞或洞穴(岩中洞)；(5)由于溶洞坍塌形成的穹腔和空洞，锥形洼地中软弱和可压缩的土层；(6)土层、岩层中及土壤侵蚀而裂开渗坑。

二、岩溶地基中的桥梁桩基施工

(一)岩溶桩基施工方法

对于岩溶桩基，为了防止泥浆渗漏造成孔口坍塌，全部采用钢护筒，利用钻锤或震动锤打入，边冲孔边跟进，埋深一般为6～20m，穿过易坍塌的表层粉质黏土、松散砾石层为宜。施工桩序：墩位群桩基础的施工顺序应按以下原则执行，先施工角位桩、边位桩，桩位溶洞较深的桩先施工。泥浆配制：根据本桥特点在工地实验室进行泥浆配制，经多次优化确定泥浆配合比配制的泥浆应具有以下特点：降低失水、泥皮薄、护壁稳定、悬浮钻渣效果好等，经现场检测，泥浆性能指标见表1：

(二)岩溶处理原则

1对于一般溶槽、溶沟、小裂隙：在冲击成孔过程中，发现泥浆冒气泡，泥浆面缓慢下降，可以判断为小溶沟、溶槽或小裂隙。采用投放1：1片石、袋装土反复冲压，以填塞溶沟、溶槽及裂隙，必要时加投袋装水泥，间歇时冲击，同时向孔内补充泥浆，直至孔内情况稳定，然后再缓慢进尺，穿过岩溶区。

2对于较大封闭型溶洞：根据地质资料，当进尺接近溶洞顶部1m时，要采用低冲程(1～1.5m)冲击，防止击穿溶壳时卡钻。溶洞顶土层采用钢护筒跟进至岩面。若孔内无填充物，孔内泥浆面会迅速下降，要迅速往孔内加注泥浆，以保持孔内的水头差，并迅速向孔内投放片石、袋装粘土加30％的袋装水泥及时回填，一般回填到溶洞顶上方2～3m，再进行反复冲压，直至孔内情况稳定，恢复正常为止。

3对于串通型大溶洞：这类溶洞在同一墩位桩与桩之间串通，甚至串通到其他墩位，有的溶洞内充填水具有流动性。溶洞走向、容积难以判断。为保证成桩可靠度，多采用多层钢护筒跟进的方法施工。

4对于中小型的串通型溶洞：当钻孔进入溶洞后，采用灌注水下混凝土(掺入适量速凝剂，数据试验获得)到溶洞顶2m处，待砼终凝后再钻进的方法施工。

(三)桩基施工中常遇的难题及处理对策

1掉钻。发生掉钻最常见的原因是卡钻或埋钻后强提强拉，操作不当，使钢丝绳超负荷断裂所造成。掉钻后要及时摸清情况，若钻锤被沉淀物或坍孔土石，应首先清孔，使打捞工具能接触钻锤。先用测锤探测钻锤在孔底的情况，用打捞钩放入孔底，钩住钻锤再提起。如果钻锤倾倒，可派潜水员带钢丝绳下潜到孔底，将钢丝绳栓在钻锤顶上，再将钻锤提起。如果钻锤顶朝下，只能将钢丝绳捆绑在钻锤的几个爪上，再将钻锤提起。掉钻要以预防为主，经常检查机具设备，及时检修，遇到损坏的部分立即维修或更换，消除隐患，在施工过程中防止掉钻。

2卡钻。如梅花孔或未及时焊补钻锤，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的钻头大，又用高冲程猛击所造成。发生卡钻后不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头。必要时用小钻破坏卡钻处的岩石将钻头提出。卡钻严重时，用钻机本身提钻时钻机尾部会翘起来引起安全事故，利用钢丝绳和千斤顶给钻头一个外力，再用钻机轻打卡点石，或者将防水炸药0.5kg放入孔内，沿锤的滑槽放到锤底，而后引爆。震松卡锤，再用卷扬机和千斤顶同时提拉。

可采取如下的防止卡钻措施：严格控制冲程，在施工过程中细心观察，根据不同的地质情况掌握好冲程。如在基岩中采用3～5m的冲程，在靠近溶壳顶1m处采用1～1.5m的小冲程变化钻进。经常检查钻机运转性能，对于故障隐患早发现早解决。

3钻机倾翻。发生钻机倾翻主要原因是由于桩位处的地面强度弱，当孔内发生局部塌壁，引起地面塌陷，造成钻机倾翻。预防措施可在有溶洞发育的桩位处，在钻机位置横向垫放6～8片12米长的320I字钢，并在钻机滚筒下密铺枕木，扩大钻机与地面的接触面积，减少孔口处的局部压力。

4偏孔。偏孔指在施工钻孔过程中，孔位中心偏距超出“标准”允许范围，产生的原因是孔内低层岩石软硬不均或半岩半土、半岩半溶、斜坡岩等，造成钻锤落底时不水平而偏向软质一侧。

纠偏措施有：(1)回填片石，使钻头保持水平，钢丝绳保持竖直，浅程缓进。片石的强度要强于岩层的强度，回填到斜面顶后再重新钻进，进行多次回填。(2)严重的斜面和溶洞交汇处。先向孔内灌注高强度的水下混凝土，将溶洞填充满，等强度达到后再重新钻进。或者换大直径的钢护筒跟进，用大直径的钻锤钻进一定的深度后再换回原钻锤钻进。(3)浅埋斜岩可采用人工挖孔爆破的方法，整平岩面；偏斜严重斜岩较深的可用地质钻机在开始偏斜处钻取爆破孔，采取炸药实施水下爆破，对于灰岩地质一般每孔用炸药量为0.5～1.0kg，再用片石回填到该位置以上1m左右，重新冲钻。

5断桩。为了防止灌注水下混凝土过程中发生断桩，除常规预案外，岩溶还要防止水下混凝土挤穿

孔壁流入溶洞，使导管端口脱离混凝土，造成断桩。一般可采取以下2种预防方案：(1)对较大溶洞，成孔时采用钢护筒跟进；(2)混凝土灌至溶洞或裂隙处时，适当增加导管埋深，确认安全后，再提升导管。

三、桥梁桩基施工中应注意的问题

(一)稳定性问题

在岩溶区进行工程建设，会带来严重的工程稳定性问题，在一定条件下可能发生地质灾害，故在场地比选中，应加深研究，预测危害，做出正确选择。对于浅层溶洞或溶洞群，洞径大，且不稳定地段；埋藏的漏斗、槽谷等，并覆盖有软弱土体地段；

土洞或塌陷成群发育地段；岩溶水排泄不畅，可能暂时淹没地段，建议绕避或舍弃，否则，会增大处理工程量，在经济上是不合理的。在岩溶区应避免大量抽吸地下水，以免造成地表塌陷、建筑物失稳。

(二)工程勘察问题

在岩土工程勘察中，应详细查明拟建工程范围及有影响地段的各种岩溶洞隙和土洞的位置、规模、埋深、岩溶堆填物和地下水特征，以便有针对性地进行地基处理和采取相应的设计措施。为控制及防治岩溶危害，岩土工程勘察中需提供下述必要的工程地质资料：岩层、土层的厚度及工程性质；地下水位、水位变化及地下水运动；岩石中狭缝或溶洞的位置和对上面土层的影响。

(三)桩基施工技术问题

岩溶地区的桩基不宜采用直接支承于基岩面上的预制桩，荷载较大时采用钻(冲)孔桩应慎重；当地下水贫乏、补给源不丰富时，可考虑采用人工挖孔桩；当只能采用预制桩时，宜采用静压桩；对于石笋、石芽密布，溶沟、溶槽发育地段，灌注桩宜适当提高桩身混凝土强度等级及配筋率，预制桩宜适当降低桩设计承载力，同时，加强上部结构措施；岩溶地区的大直径桩，桩基施工前应采用超前钻并结合其它物探方法查明桩端基岩性状，包括岩样强度，是否有溶洞，溶洞尺寸、顶板破碎程度、顶板厚度等，顶板较破碎或较薄时应予穿过，完整顶板的厚度不小于溶洞尺寸时可不穿过，但顶板应满足受冲切承载力要求。每根桩必须要求设计单位提供详细的地质资料，包括地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型。必要时，进行地质钻探探明地质。并按单桩地质柱状图分析绘制墩位岩溶分布图，根据不同的岩溶发育情况确定相应的施工细则和处理预案。

四、结语

岩溶地基的工程危害性极大，在我国有着广泛的区域分布，因此，研究岩溶地基下的施工问题具备重要的现实意义，本文就岩溶地基中桥梁桩基的施工问题展开讨论，分析了对工程有危害性的岩溶类别，阐述了岩溶地基桥梁桩基的施工方法与处理原则，并讨论了施工中应注意的问题及需采取的必要措施。岩溶地基桥梁桩基施工是一项复杂的系统工程，只有认真考察场地条件，做好预防措施，严格施工监督管理，采取严密的技术措施，多方合作才能最终实现高质量的工程实体。

参考文献

[1]谭现锋，岩溶地基的注浆加固，西部探矿工程，2006，(3)

[2]蒋硕忠，灌浆材料与灌浆工艺研究，水利水电技术，2001，(9)

[3]张豪，岩溶地区桩基施工技术，湖南交通科技，2002，(3)

[4]徐进前石灰岩岩溶地区桥梁桩基设计与施工，中南公路工程，2001，(2)