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岩溶地区桩基施工技术研究
作者：曾培文
来源：《珠江水运》2016年第22期
摘 要：狮岭高架桥基础为钻孔灌注桩基础，桩径主要有Φ180cm、Φ250cm两类。根据勘测结果知，桥址区的不良地质条件为岩溶，表现形式主要为溶洞、少量溶槽及土洞。大多为泥砂质全充填、少量半充填或无充填，勘测揭露溶洞的洞高、埋深、顶板位置、顶板厚度等无规律性差异大。设计时桩端要求全断面穿过溶洞，进入底板完整基岩。对桩基施工会产生极大影响。桩基地下条件对其限制能力很强，对施工条件要求比较高，容易被外界环境因素影响。因此，本文阐述岩溶地区桩基施工实施方案及原则，论述岩溶地区桩基施工要点，并对岩溶区桩基施工技术处理进行分析。
关键词：狮岭高架桥 岩溶地区 桩基 技术要点 1.岩溶地区桩基施工实施方案及原则
基于本次详勘地质资料存在部分桩基未钻，部分位置邻近桩基岩层起伏较大、溶洞变化大等情况，以下所述的岩溶区桩基的处理原则、施工顺序、工艺等均基于上述基础上进行。 根据各溶洞发育特点、发育程度，连通情况，老桥地质及老桥基础类型，拟采用不同的施工工艺，如冲击钻、回旋成孔等；采用不同的施工处理方法，如常规施工法、抛填片石粘土法、钢护筒护壁法、旋喷桩帷幕护壁法、预压浆填充法（或后压浆填充法）、桩底后压浆法等处理措施
2.岩溶地区桩基施工要点
（1）制定详细的施工组织方案、施工技术方案、施工应急预案。
施工前应充分了解各桩基的工程地质、水文地质情况，掌握原路及周边建筑物的情况，结合岩溶区安全性评价及处治技术研究专题的成果，制定详细的施工组织方案、施工技术方案、施工应急预案。
充分了解桥梁各桩基所遇溶洞的发育规律、基本形态、规模大小、溶穴顶底板岩层厚度、完整性、洞内充填物形状等，掌握桥位所处岩溶地质分类和危险性分区等级，熟知安全性评价研究结论，施工应采取稳妥的处理措施，以保证桥梁桩基施工顺利，确保老桥结构安全、周边建筑物安全。
（2）完善岩溶地质勘察、探测工作。
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岩溶区的地质勘察，在勘察设计阶段难以完全勘察清楚岩溶实际情况，故在施工过程中，应采取“超前钻”技术，对岩溶地质进行动态跟踪观测，必要时需增加物探工作。 （3）积极配合全路段总体的安全性监控与量测方案、灾害应急预案。
为防止岩溶强发育区桩基施工过程中出现灾害事故，必须建立全面、严密的地面扩大化塌沉事故防范体系。施工过程中需对原桥、周边建筑物进行安全性监控与量测，同时启动预警、应急救援体系。
3.溶地地区桩基施工时常用技术处理
岩溶地区的环境非常复杂多变，尤其是在施工过程中，随时会出现各种问题。桩基的施工技术要求较高，因此在施工前必须做足充分的技术准备，以下以岩溶地区广州（庆丰）至清远（北江）高速公路改扩建工程的狮岭高架桥修建为背景进行技术处理层面的阐述。 3.1岩溶地区溶洞处理技术
（1）预防准备对施工地点的地址资料如溶洞深度、高度、填充物类型等调查清楚。还要对填充物进行实地实验，确保材料选取无误。并根据每根桩基的具体地质条件选择施工方案。遇到大溶洞要报请建设、设计、监理共同制定处理方案。
（2）不同溶洞类型的处理技术。①轻微溶蚀，全填充、漏水或半漏水溶洞处理。该地质采用粉砂、硬塑或软塑状粘土，直接注浆固结即可。如果溶洞发育规模较小，漏浆量小的话，当填充物固话时，可直接冲孔。②半填充或空洞，洞高小于2m。该情况应先填碎石或干砂，然后注浆或直接灌注混凝土。洞高在2～5m时，填充物应选为软塑状粘土、岩块或空洞，须向洞内填砂子。③填充差或空洞，且洞高大于5m。此种情况为防止泥浆流失，造成孔壁坍塌，需要采取护筒跟进的方法。 3.2岩溶区钻孔技术处理
（1）钻孔前及进行时的技术处理在进行开钻之前，首先要在保护筒里增添一些粘土，如果地表明显能够看出松散时，需要往里面添加适当比例的石片和干净的水。有时还会碰到漏浆和溶洞情况，此时为了避免发生隐患和潜在危险，可以采取如下技术处理方式：
①先注浆后钻孔。当对岩溶区的地质情况有了较准确的掌握后，进行桩基施工之前，要用适当的化学浆对各式各样的裂缝、小洞、小溶槽实施填补，保证桩基周围的环境完整，防止钻孔时出现塌孔、泄浆等隐患。
②钻孔漏浆处理。一旦发生漏浆现象，要及时补填粘土、片石等掺杂物，同时用冲锤多次冲击，将填充物挤压密实，使护壁更加坚固，便于钻孔成型，此技术处理对串状熔岩和小型溶洞比较有效。
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③先灌混凝土后钻孔。如果钻孔发生漏浆且为较大的溶洞，此时需要具有和易性、流动性的填充物进行填孔，而混凝土刚好就满足要求，可以较为严密地封闭洞孔，使钻孔可以继续进行。
④再钻孔处理。在下次钻进之前，应当将黏土和毛石补进孔里，这时要观察孔内的泥浆现状和进入的深度，还要根据实际情况准备时刻补充黏土和毛石。
（2）钻孔完成后技术处理完全完成钻孔后，一定要对倾斜度、直径和钻孔的深度进行检测，确保它们都在适当范围之内。接下来需要将孔里的一些石渣进行大清理，确保沉渣的厚薄程度和泥浆比例都满足施工要求，然后再将钢筋笼放入孔内。 3.3岩溶地区钢护筒跟进法及加固技术处理
钢护筒的制作过程虽然不是很复杂，但却对整个桩基的影响至关重要，所以其制作及安装过程必须确保合规。钢护筒要进行预埋，且比桩径大40cm厚8cm，长度5m左右，小型溶洞在钻孔前先压浆，为保证钻进过程中踏孔，采用膨润土护壁。另外特别要注意护筒缝隙的焊接，可以再加钢板进行补焊，从而避免桩锤在其内运动时致使筒壁缝破裂。 3.4岩溶地区的钻孔清理处理技术
（1）清孔设备要求。应当根据具体的施工地质选取不同的钻机及与其配套泥浆反循环系统。
（2）第一次清孔在钻孔桩钻至设计标高的时候，首先利用泥浆循环系统对钻孔桩进行第一次清孔，随后进行检查，当孔径、孔深、入岩深度、垂直度等符合要求时，开始下钢筋笼和导管。
（3）二次清孔不断使泥浆进行循环，使孔内泥浆及沉渣翻出流入泥浆池，沉淀后由泥浆泵重新打入孔内反复循环，使沉渣厚度达到要求。
（4）首次清孔时，根据钻机类型采取5～8h的清孔时间，孔内抽出的泥浆要净化充分，同时要对该泥浆进行现场取样以保证重新流入的泥浆的质量。 3.5混凝土灌注技术处理
混凝土的灌注应当在放入钢筋笼之后进行，一旦灌注开始便不能间断，因为每斗混凝土的灌注都应当在合理范围内尽可能地缩短。 同时导管的卸除也要快捷，通常不得多于一刻钟，也不能中断。灌注中要时刻观察混凝土的灌注高度，使导管埋深维持在3m左右，但不能超过6m。灌注中常用技术处理方法：①不能把导管埋的过浅，一般要大于1m。②将导管的下部离桩基的地部距离维持在0.35m左右。③确保导管的密封性，避免漏水而引发不良后果。④对于在水下的桩基，其高度应比预计的稍高0.4～0.6m。⑤灌注中尽量避免溶洞对施工的影响。