浅谈岩溶地区桩基施工

任前元

摘要：贵州省喀斯特地貌分布广泛，为桥梁桩基施工带来了不小的困难。文章主要就在岩溶地区修建桥梁桩基的施工措施进行分析探讨，对指导此类工程施工具有积极意义。

关键词：填充、钢护筒、溶洞

作者长期工作于贵州桥梁建设的第一现场，对贵州省喀斯特地貌上的桥梁施工感触颇深。喀斯特地貌表面修桥桥梁，其重难点之一便是桥梁桩基的施工：桩基施工过程中极易出现卡钻、掉钻、偏孔、急骤漏浆、坍孔、埋钻、地陷等事故，甚至危及施工人员的安全。作者结合自己的工作经验，对此进行分析探讨。

一、施工前的准备

1.1 逐桩探明地质情况。桩基施工前，应逐桩探明地质情况，尤其关注溶洞大小及分布状况，根据实际地质情况选择适当的施工方法。

1.2 人员组织。项目部专门组织相关技术人员研究学习有关溶洞处理的知识，并且成立了溶洞处理应急小组，发现问题及时上报处理。开钻前，相关技术人员和操作手都要熟悉该桩位的地质情况及溶洞的位置、规模等情况，对施工中可能出现的问题要掌握采取的措施和操作要领，使他们对溶洞处理心中有数。

总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。

1.3 主要材料准备。根据溶洞大小，溶洞桩基施工现场准备相当数量的片石，粘土、水及钢护筒。

1.4 主要机械配备。根据实际情况配置。

二、施工过程

由于是流沙、溶洞桩基，桩基施工过程中极易出现卡钻、掉钻、偏孔、急骤漏浆、坍孔、埋钻、地陷等事故，甚至危及施工人员的安全。因此，在有流沙、溶洞区域的桩基施工方案必须认真考虑，尤其是在水中的桩基施工，必须尽量避免出现因急骤漏浆而造成的坍孔和其导致的孔口周围大面积地陷，危及施工平台的稳定和安全、危及平台上工作人员的安全，既造成经济损失，又严重影响工期。在施工过程中，根据地质条件和现场实际情况，对溶洞、 裂隙、漏浆、斜岩、卡钻埋钻、流砂层和地下暗河等各种不良地质条件下的钻孔桩采用不同的施工方法。

2.1 桩基穿过溶洞的措施

桩基冲击成孔，会差生不同程度的震动，加大了地面荷载；造桩孔和大量抽取地下水等，均改变了原有水文地质构造和应力条件，容易诱发溶洞的不断扩大，造成大面积塌陷、穿孔现象。因此，桩基施工时应尽量减少震动、地面荷载和减少抽取地下水等措施进行预防。

对溶洞桩采用的处理方法主要有：对溶洞采用填充法和钢护筒跟进加固方案。对中、小溶洞主要以填充混凝土或抛填片石加固；对于大型溶洞则采用钢护筒跟进的加固方案。

1）溶洞范围小，溶洞高度小于1 m，没有充填物或洞内注满水的，采用抛填片石、黏土等，使溶洞范围形成护壁后，再继续施工。 桩基钢筋笼可在溶洞范围上下各1 m 的钢筋上焊接钢板圆筒，保证成桩混凝土的质量。

2）对于溶洞高度 1～3 m，且洞内为填充或半填充状态的溶洞，则采取先填充碎石、砂混合物和注水泥浆，然后用小冲程冲击片石挤压到溶洞边形成水泥浆碎石外护壁，水泥浆将片石空隙初步堵塞后，停止冲击，24 h后，待水泥的强度达到 2.5 MPa 后继续冲击，穿过溶洞。

3）对于溶洞的高度 1～3 m，且溶洞内无填充物或填充物较少，则需要向洞内充填混凝土干料填满溶洞，待固结体达到2.5 MPa 后即可进行冲孔施工。 如溶洞空间容积大，导水性强，可在混凝土干料中添加水玻璃。

4）溶洞高度 3～5 m 的多层溶洞，且多层溶洞的间距较小的，可采用钢护筒穿越处理。先用冲击锤进行冲孔、扩孔，然后采用振锤把钢护筒沉至溶洞底部。

5）溶洞高度大于 5 m 的多层溶洞，且溶洞间距较大时，采用套内护筒法施工，即用内护筒穿过溶洞的方法进行施工，护筒长度 L=h+2 m（h 为多层溶洞高）。内护筒内径比设计桩径大20 cm，外径小于外护筒内径5 cm，如遇第 2 层溶洞，第 2 层溶洞的内护筒外径比上

层内护筒内径小3～5 cm。

6）对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等，冲孔时可采取投放片石、碎石夹黏土 ，甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失，使钻孔顺利通过溶洞区。

7）根据地质勘探资料，在接近岩面或进入岩层一定深度内，预先按一定比例投入黄土和片石来封堵裂隙，且每冲进 50～60 cm 投入一次，直至终孔。 孔内发生急骤漏浆时，及时补充优质泥浆。 若采用上述方法仍继续漏浆时，应投入黄土、片石和水泥停下来固结 2～3 d 后，再继续施工。该桥墩处节理裂隙发育且岩溶发育，施工过程中反复漏浆，可采用上述固结办法，解决了漏浆问题，使桩基顺利成孔。

8）桩基周围应准备足够的应急物资，如片石、黏土和袋装水泥等，挖掘机、装载机、吊车、自卸车随时待命，做好应对地面大面积塌陷的准备。

9）成立溶洞桩基施工应急预案小组，做好现场处理突发事故的组织工作。

2.2 桩基穿过流沙层的措施

桩基穿过流沙区域时，容易发生坍孔、涌沙、穿孔现象。因此，在桩基施工时尽量减少震动、地面荷载、减少抽取地下水、增加泥浆密度等措施进行预防。合理布置钻孔顺序，尽可能地避免穿孔现象的发生。流沙桩的处理方法同溶洞基本相同，主要采用黏土、片石、水泥、混凝土回填等，严重时采用钢护筒穿过流沙层，不再赘述。

2.3桩基穿过裂隙发育地区的措施

钻孔过程中遇岩层裂隙比较发育时，会造成漏浆，使正在钻进的钻孔桩无法正常钻进，使成孔的桩无法清孔。遇到这种情况时首先应考虑增加泥浆比重，除选用优质的黏土外应在泥浆中掺入适量的水泥、火碱和锯末，以提高泥浆胶体率和悬浮能力。如果以上方法仍无法控制漏浆，应采用下钢护筒或者水下灌注法灌注混凝土至漏浆部位，通过混凝土中水泥浆的渗透来封闭发育的裂隙，待混凝土达到一定强度后再重新钻孔冲进。

2.4 桩基穿过斜岩的措施

钻孔桩在钻进过程中，斜岩的处理是岩溶发育地区钻孔桩施工的难点，也是影响孔桩施工进度最重要的原因，为此针对不同的斜岩，采用不同的处理方法。在钻进过程中如果偏孔不大，采用及时回填质硬、块大的片石后进行冲进，同时应降低每次提锤高度和钻进频率，提锤高度以小于0.4—0.6 米为宜。待偏孔修正后，再按正常钻进。

2.5 防止串孔和贯通的措施

成孔后，在清孔过程中发现附近两个正在施工的桩存在串孔和贯通现象时，为防止在浇筑过程中发生串孔现象，应先用粘土回填其中一根桩，将另一根桩进行混凝土灌注完毕，达到一定的强度后，再重新钻进用粘土回填的桩。

三、 结语

在溶洞、流沙地区的桥梁施工，桩基施工的顺利与否，往往决定了工程的工期和成本，一旦出工程事故，对工期和成本的影响是难以估量的。施工过程中，我们采用上述的溶洞、流沙的处理方法，从而实现桩基最少的塌陷，并充分利用工程周围的资源，就地取材，降低了成本，为工程增值。

参考文献：

【1】 母进伟,雷明堂,梁军林,石连富.岩溶路基病害与处置技术国内外研究现状[J]. 中国岩溶. 2005(02)

【2】 光耀华.岩溶地区工程地质研究的若干新进展概述[J]. 中国岩溶. 1998(04)

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。