铁路岩溶地质环境下桥梁桩基钻孔桩施工技术

任海彬

摘 要：在进行铁路岩溶地质环境下进行桥梁桩基钻孔桩施工时，由于地质环境复杂，施工难度大，需要根据工程的实际情况制定合理的施工技术。文章以某铁路工程为例，主要对铁路岩溶地质环境下桥梁桩基钻孔桩施工技术进行了分析和探讨，并取得了良好的施工效果。

关键词：岩溶地质 桥梁桩基 成桩施工

1.工程概况

某铁路工程总施工长度为7915.3m，岩溶发育，主要为灰岩和角砾岩，大部分岩溶为溶槽和小型溶洞，局部为比较发育的串珠状溶洞，溶洞为中等强度，局部发育强烈，工程地质环境差，施工难度大，本文以此工程为例，对铁路岩溶地质环境下桥梁桩基钻孔桩施工技术进行分析和探讨。

2.工程成桩施工难点

本工程在铁路岩溶环境下进行桥梁桩基钻孔施工时，主要存在下述几个方面的难点：

（1）成孔难度大。工程所处岩溶环境复杂，溶洞的大小和溶洞的走向分布情况都无法利用勘察措施充分掌握，所以在进行成孔操作时难免会出现漏水跑浆、孔壁坍塌等问题。

（2）清孔施工难度大。在进行清孔施工时，由于工程施工过程中都采用深桩孔进行施工，沉渣厚度比较大，清孔难度相对来说也比较大，如果出现失误很有可能需要重新进行清孔施工。

（3）混凝土灌注施工难度比较大。在进行施工过程中，由于桩孔的深度比较大，灌注施工时桩基比较长，灌注过程需要的混凝土方量比较大，混凝土灌注时间长，增加了混凝土的控制难度。施工过程中很容易出现断柱和流失的情况，因此在进行施工时要控制好混凝土坍落度和灌注速度。

3.铁路岩溶地质环境下桥梁桩基施工处理

3.1 岩溶地质环境预处理

在进行铁路岩溶地质施工时，可以首先采用地基注浆法对溶洞进行预处理，使用填充物将溶洞空间填满，避免施工期间出现流砂、泥浆流失、坍孔等情况。为了避免钻孔过程中出现泥浆流失的情况，一般会采用超前注浆预处理措施在钻孔之前进行处理，然后将纯水泥浆利用注浆泵注入封堵，从而将地下裂隙和空洞填满。

注浆施工之前，要将注浆量控制好，并在注浆量达到设计值后将注浆钻杆上拔，直到施工完成。如果遇到比较大的溶洞或者中空的岩溶通道，需要根据情况先将稀水泥砂浆或中粗砂填充到溶蚀腔，注浆过程中，注浆流量要保持在8L/min～10L/min，渗透的最小半径要超过桩基半径1m以上。在设计的注浆压力下开展施工时，当注浆压力持续保持在0.2MPa时，将单孔注浆量保持在平均注浆量2倍左右。为了可以连续进行注浆施工，需要在进行加压注浆施工之前进行封孔处理。对于大型溶洞可以采用间歇式注浆处理措施进行施工。施工期间，间歇时间超过6h时，需要先将砂子和浆液注入，在初步胶结后在进行注浆施工，如此多次循环后直到其达到固定的注浆压力控制值和最小注浆量后停止施工。施工期间，对于3m～5m的大型溶洞，可以采用如图1所示的工艺进行处理。施工时，首先要准备大量的片石和粘土，然后在施工现场配置一台装载机，当施工期间有漏浆的情况出现时，要立即铲起片石和粘土进行填孔，并补充水分。要彻底解决溶洞泥浆漏失问题后才可以继续进行钻进作业。

3.2 钻孔施工

在进行钻孔过程中，如果出现了钻头摆动、钻孔速度降低、偏孔等情况，需要马上将钻头提起，然后使用片石进行抛填，并采用45cm小冲程进行冲击，回到原位后再次抛填片石，抛填厚度为0.8m～1.0m。在进行施工时，如果由于岩面倾斜导致桩孔的偏移量过大，则可以根据实际情况采用高标号的混凝土進行灌注处理。在钻孔设备从溶洞顶板穿过时，要采用小冲程钻孔的方式进行施工。每次循环进尺控制在5cm～10cm，在填充物全部挤入到溶洞后，再使用大冲程进行造孔。

3.3 清孔施工

钻孔施工完成后，即可进行清孔作业。在进行清孔作业时，首先要对钻孔进行检查，重点检查钻孔的深度是否达到了要求，达标后利用抽浆泵进行清孔作业，要保证可以完全将钻孔底部的沉渣和淤泥清理干净，对于密度比较大的泥浆要使用水泵将泥浆置换出来。在施工期间，钻孔泥浆密度要保持在1.15g/cm3～1.25g/cm3，然后在钻孔中下放入钢筋，并对沉渣的厚度进行检查，如果厚度超标，则需要再次进行清孔作业。

3.4 钢筋笼安装

在完成清孔作业后，需要立即安装钢筋笼，具体来说，在完成清孔作业后，要立即在钻孔中放入钢筋笼，钢筋笼的位置及高程要满足规范要求，并固定牢固，保证在浇筑混凝土过程中不偏位。此外，为了减少钢筋笼安装期间的施工时间，提高施工效率，需要使用钢筋笼套筒挤压接头工艺进行施工，减少安装时间。

3.5 水下混凝土灌注施工

在安装好钻孔中的钢筋笼后，再次检查沉渣厚度及泥浆比重，达到要求后即可进行水下混凝土的灌注施工，一般可以分为五个步骤进行施工：

（1）在安装好导管和漏斗后进行混凝土的灌注作业，由于第一次要保证导管埋入混凝土的深度，所以要保证导管上方漏斗有足够的体积并混凝土浇筑要连续不能间断。第一次浇筑混凝土的塌落度要严格控制，不能过大或者过小，第一次浇筑后会将导管埋设到混凝土2m以下。

（2）在浇筑混凝土期间不能出现中断时间过长的情况，必须在第一次浇筑的混凝土初凝前完成整根桩的浇筑。安排专人监控灌注高度，并保证导管的埋设深度处于2m～6m。

（3）在提升导管时，需要保证导管处在中间位置，并防止导管提升期间不会触碰到钢筋笼。导管提升后埋深还要控制在2m以上，进行拆除时拆除时间控制在15min内。另外，在进行提升时提升速度不能过快，防止提升过程中碰到钢筋笼，浇筑混凝土距离钢筋笼底端10cm时，要放慢浇筑速度，避免浇筑过量的混凝土使钢筋笼产生上浮的情况。

（4）混凝土灌注到岩溶地层时，要注意放慢灌注速度，防止压力突然升高使孔壁出现坍塌的情况。

（5）灌注好混凝土后，要求混凝土桩的高度高出设计高度70cm左右。对于超出的部分要凿除，确保混凝土的灌注质量可以达到要求。

4.结束语

综上所述，在进行铁路岩溶地质环境施工时，如果勘察工作不到位，很容易影响工程施工质量。所以在进行铁路岩溶地质环境下施工时，要对地质情况进行分析，了解岩溶的填充情况和分布情况，并根据岩溶的类型和岩溶的深度针对性的制定具体的施工方案，确保钻孔灌注桩的施工质量能够达到要求。本工程在施工后取得了显著的施工效果，钻孔灌注桩施工质量达到了设计要求，值得类似工程借鉴和参考。

参考文献：

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