桥梁桩基施工中的溶洞处理方法

摘 要：川南地区的桥梁桩基施工过程中经常会遇到溶洞，若是处理不当，对桥梁工程的稳定性及安全性都会造成严重影响，为此必须要针对溶洞采取适当的处理措施。在本文中，将对桥梁桩基施工过程中的溶洞危害进行总结，同时提出溶洞处理方法及施工中的控制要点，从而为提高桥梁安全性提供参考。

关键词：桥梁桩基;溶洞;处理措施

1.溶洞对桥梁桩基的威胁

对于岩溶地区的桥梁桩基工程施工中遇到溶洞的可能性较大，其对桥梁工程的威胁主要体现在以下几点：

首先，溶洞会导致桩基开挖中的坍塌，桥梁桩基施工至溶洞或者钻穿溶洞顶板时，孔内的泥浆会流出，液面下降而导致溶洞内外压力出现差异，进而导致泥浆护壁受力不均而发生坍塌;

其次，桩基施工钻孔中遇到溶洞会导致孔洞倾斜，溶洞孔壁由于分化程度不同会出现薄厚差异，软硬度也有所不同，桩基钻孔至溶洞时会由于壁孔两侧偏差大进而发生坍塌;

再次，溶洞可能会导致钻机卡钻问题，如果冲程不当钻头就会卡在溶洞顶板底部，进而发生危险情况;

最后，溶洞容易导致桩基失去效果，若是对溶洞填充不完全，桩基就可能会出现沉降问题，桩基无法承载桥梁上部结构荷载。或者对溶洞内部液体处理不当会对桩基造成侵蚀，日积月累后承载力下降。

2.溶洞处治方法

如上文所述，溶洞对于桥梁的安全性、稳定性会造成严重威胁，为此加强溶洞处理非常关键。在桥梁桩基施工时要根据地质勘探报告及桩基设计方案，针对溶洞情况采取恰当措施。一般溶洞处治方案包括钢护筒跟进、注浆、混凝土灌填以及常规回填四种形式。下面将对这四种方案进行详细说明。

2.1钢护筒跟进法

桩基钻孔过程中跟进钢护筒能够避免溶洞漏浆或者溶洞位置出现坍塌，一般通过地质勘探报告，发现桩基施工部位有较大的溶洞，或者周边环境局限性较大，无法选择其他处治方案时会选择钢护筒跟进法。若是为单层溶洞，则桩基施工之前需要预埋钢护筒，之后采取筒内跟进的方法，外部護筒实现保护与定位作用，一般长度为1.5～2.5m，根据工程实际情况调整护筒厚度。而内部护筒的内径一般比桩基直径大20～30cm。而对于多层溶洞部位，则采取多层护筒进行施工，护筒直径从下到上依次增大，每层施工时选择比护筒大一级的冲击钻，再逐渐下护筒实现溶洞的逐层穿击，每层护筒冲击至距离溶洞顶板1m的位置时停止，下放钢护筒，之后在护筒与泥浆护壁之间注浆，当注浆饱满密实之后再进行下一层护筒施工。

2.2注浆法

注浆法就是在外界压力作用下将泥浆注入到溶洞中，从而有效提高地基强度及稳定性。注浆法可以应用于各种溶洞情况，当岩溶裂缝发育导致溶洞不断扩大时，就需要对溶洞进行填充处理。对于有填充物的溶洞，可以根据洞内填充情况选择高压喷射灌浆的方式填充泥浆。对于无填充物的溶洞，若是高度不足5m，则可以采取单液高压的情况注入泥浆，而对于高度超过5m的大型溶洞，则可以选择双液，也就是泥浆与玻璃水共同注喷的方式对溶洞进行填充。而当桩孔涌水时则可以采取高压帷幕注浆法，在桩孔底部灌注混凝土，从而形成超过0.5m厚的止水底板，再采取高压注浆的形式堵住喷涌的泥浆。注浆的压力及速度需要根据注浆深度及顺序进行调整，注浆时要按照注浆孔的顺序施工，自上而下依次、分层注浆。

2.3混凝土灌填法

混凝土灌填的方法也可用于各种溶洞，施工过程中可以作为应急措施，尤其是当钻孔溶洞突然出现漏浆或者桩基倾斜情况时，可以采取混凝土灌填方法。一般灌填混凝土的标号为C15或者C20，为了节约时间还可向混凝土中掺入一定比例的早强剂以实现混凝土快速凝固。灌填混凝土要求回填超过溶洞顶板至少1m。而对于岩面倾斜时，回填高度要超过溶洞顶板0.5m。分段回填，硬度达到要求后再进行下一段施工。

2.4常规回填法

常规回填法一般适用于中小溶洞，采取片石、水泥或者黏土块等混合料对溶洞进行填塞，也可以在溶洞漏浆时采取该方式进行应急处理。桩基施工中若是击穿溶洞顶板而出现内部泥浆面快速下降时，就应该马上提钻补浆，并且抛填黏土块或者片石，通过反复的填充而形成泥石护壁，阻挡漏浆问题。一般黏土块及片石块的混合比例为1：1～1.5：1。对于发育微小的溶洞在施工过程中漏浆问题较小，为此可以采取反复抛投片石与黄土的方式实现。

3.桩基施工溶洞处理过程中的控制要点

在桩基施工中处理溶洞问题时需要注意以下几点：

首先，对桩基施工部位的周围地质状况进行详细的勘探。由于地下水位的区别，岩层、砂层以及黏土层都会出现不同程度的渗浆，若是渗浆严重并且桩基内部缺少泥浆护壁时就容易出现塌方。此时就可以采取常规回填法、混凝土灌填法等措施进行紧急处理与加固，尤其是对于钻机位置更需要扩大加固面积，提升地基承载能力;

其次，对于溶洞情况严重的地区，则需要采取钢护筒跟进，并且回填片石及黏土处理溶洞，做好护壁工作。溶洞区的片石无法有效的保护护壁，尤其是回填护壁较薄的位置，浇筑混凝土时会出现混凝土撑破护壁的情况，在此过程中容易出现混凝土下沉情况，并且浇筑后的半小时内出现护壁破损而混凝土下沉，导致塌方、倾斜等严重后果。为此，在浇筑完成之后不能立刻拆管，静置一段时间确定混凝土初凝不再出现下沉情况时才能拆除导管。

4.结束语

综上所述，溶洞对于桥梁桩基工程施工造成严重威胁，影响桩基工程的质量及进度，甚至会导致后期出现安全事故。为此，根据桥梁桩基施工中会遇到的溶洞情况进行全面分析，进而选择适当的处理措施，根据溶洞大小、溶洞形态确定最佳方案，保证高效高质的处理溶洞问题，为桥梁工程施工奠定良好的桩基基础。本文所述的四种处治方案，希望为实际施工中的具体情况提供参考。

参考文献：

[1]杨 帆.高速公路桥梁桩基施工中溶洞处理探讨[J].技术与市场，2018，25（05）：133～134.

[2]赵东升.毕都高速公路石桥大桥跨铁路桥桩基施工大型溶洞处理技术[J].世界桥梁，2019，43（05）：15～19.

[3]韩 奎.浅谈桥梁桩基施工中的溶洞处理方法[J].技术与市场，2020，21（06）：252.

作者简介：卢占双 性别：男 生日：1993.10  学历：本科  单位：中铁北京工程局集团（天津）工程有限公司  职称：工程师  主要研究方向：高速公路建设。