1、岩溶地区铁路桥梁桩基施工技术摘要：我国西南地区多为喀斯特地貌，山区地下岩溶发育，溶洞数量以及形式多种多样。在桥梁桩基施工过程中，岩溶地质是最常见、最复杂和难以处理的。本文以南宁枢纽铁路某特大桥桩基施工为例，总结了岩溶地区桩基施工的原则及几种处理方法。并分析了岩溶地区桩基施工应该注意的事项。 关键词：岩溶 桩基处理 施工技术 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1.岩溶的危害 岩溶地质是地层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。,在岩溶地段进行桥梁桩基施工时,由于岩层表面的溶沟
2、、溶槽与溶洞相互串通,溶沟、溶槽岩面倾斜,岩层厚度不均匀和地下水形成的暗流等,导致钻孔中易出现扩径、塌孔、偏孔或卡钻现象,严重的将导致钻机倾覆。造成严重的质量、安全事故，同时也造成巨大的费用开支。 2.工程概况及地质情况 某特大桥位于南宁市江南群益村，为 ZDK794+191.754，终点里程ZDK795+47.900，全长 856.146 米，桥墩台基础均为直径 1.25 米钻孔桩。根据地质情况，采用冲击钻钻孔施工。根据地质勘探资料分析，每根桩基下均有大量大小不一、深浅不一的溶洞。 3.岩溶处理方法 3.1 处理原则 在探明桩基岩溶地质后，按照有利于及时封闭溶洞，隔断通道，上下游对称，先长后
3、短，由下而上，隔孔钻孔的顺序进行。施工前做好充分的准备工作，提前了解溶洞深度，高度，填充物岩面等情况，同时也做好充足的物质准备，如泥浆，造浆黄泥及添堵材料（粘土，稻草，片石）以备能在出现溶洞时及时回填处理，钻孔设备要架在钢架网上施工，以防塌孔时安全。 3.2 处理方法 3.2.1 直接回填冲击成孔 3.2.1.1 对于一些小的溶槽，溶沟，小裂隙，体积较小，填充物为软硬塑状粘性土溶洞可采用此种施工方法。采用投放片石、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,然后再缓侵进尺,穿过岩溶区。 3.2.1.2 施工工艺 施工准备埋设护筒
4、钻机定位冲击钻孔经过溶洞时加片碎石，粘土，水，水泥钻进抽渣吸泥清渣检孔下放钢筋笼水下混凝土灌注测桩 用此种工艺施工时主要控制的关键部分为钻机下铺长钢管， （机器可在上面移动，防止塌孔时保护机器）钻进时先用小冲程冲击，待下到护筒底 2m 后再加大冲程，到达钻穿岩溶时及时投放粘土，碎片石、水泥封堵裂隙，并补水保持孔内水头高度，加大泥浆稠度，增大孔壁自稳能力来保证成孔质量。 3.2.2 钢护筒跟进成孔 3.2.2.1 施工工艺 对于一些无填充，填充物为流塑状，体积较大，埋藏较深且漏水，洞体较深的空洞或半填充的溶洞，采用钢护筒跟进，双护筒法成孔。 施工准备钢护筒定位振动锤下沉钢护筒冲击钻进接近溶洞时抛
5、填片石冲击钻进清孔检孔安放钢筋笼灌注水下混凝土测桩 3.2.2.2 施工要点 采用钢护筒法施工时，当钻头进入溶洞时，分层投入粘土和片石，每层厚 1.0m，用小冲程（50cm100cm）反复冲击，将粘土和片石挤入溶洞，并可投入水泥烧碱和锯末，以增大孔壁稳定能力，取样测试泥浆各项指标。用钢护筒跟进法施工时，首先用振动锤下沉外径比设计桩径大20cm，壁厚 10-12mm 的外护筒至基岩面，以防止孔壁坍塌，其次当钻至岩溶顶板时暂停钻孔，抛填片石、粘土，并用钻机将抛填物向四周挤压，将溶洞填满，防止溶洞填充物涌入孔内，防止灌注的混凝土流失，并为清渣和清孔创造条件，为钢护筒跟进提供依托，保证钢护筒不出现倾斜
6、现象，最终最后冲钻至设计高程成孔，双护筒清渣清孔经 3 小时观察后孔底沉渣厚度5cm 时即认为合格，可开始灌注水下混凝土。 4.质量控制要点 由于本桥灌注桩下有斜壁溶洞，因此应防止坍孔、卡钻、孔形扭歪或孔偏斜，甚至把钻头埋在或掉进孔内等事故，故钻孔时要注意以下几点： 钻孔过程中，用垂直度仪随时检查孔的倾斜度，倾斜度控制在 1%以内。 在钻孔过程中，始终保持钻孔护筒内水位要高出筒外 11.5m 的水位差和护壁泥浆的要求，以起到护壁固壁的作用，被污染的泥浆要及时废弃不能再循环使用。若发现漏浆现象，应找出原因及时解决。 钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以避免坍孔，若坍孔严重应回填重钻。钻孔过程中，应加强
7、对桩位、垂直度、成孔情况的检查工作，出现超限情况，应找出原因及时纠正。 5.注意事项 5.1 岩溶地区桥梁桩基施工, 首先要掌握岩溶及地下水的详细资料，每根桩须有详实的地质钻探资料,分析填充物的物理力学特性, 检测容重、含水量、孔隙率等。根据地质钻探资料和不同的填充物情况, 做出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施, 各种处理方案要进行仔细计算, 必要时应进行溶洞注浆和钻孔试桩试验。溶洞较大或与设计有不符时。 5.2 冲击钻钻孔时开孔进入护筒底口段，向护筒内倒入小片石夹黏土混合物（比值约 11）用小冲程冲击，施工中注意保持重锤导向作用，保证成孔垂直度。钻孔作业要连续，应经常对钻孔泥浆抽检试验
8、，不符合要求及时调整。其目的使护筒至粉砂层之间形成圆顺，坚实的过渡段，进入卵碎石层后加入大比重（=1.3）高质量泥浆和少量水泥。随时调整各项参数。粘土、粉质粘土覆盖层采用中冲程，输入较低稠度泥浆冲击成孔，钻进要注意防止卡钻、埋钻；易塌孔的粉砂、砂土层采用小冲程，多投粘土提高泥浆的粘度与相对密度，并适量填加片石、碎石，使之挤入孔壁。块石土、角砾土、碎石土层采用中冲程，加大泥浆稠度，添加片石、碎石反复冲击，将孔壁挤实；基岩采用大冲程冲击成孔，钻进过程中，特别注意当基岩面倾斜大或高低不平时，回填片石、碎石，低锤快打，形成一个平台后，方可采用较大冲程正常钻进，钻孔过程中技术人员必须用垂球检查钻孔垂直度
9、，孔深及孔径情况，如发现孔偏、孔斜，用片石回填至偏、斜上方 0.3m 处重新冲砸造孔。每钻进 1.0m 后，用掏渣桶将孔底钻渣掏出来，并及时向孔内补入新鲜泥浆，如此循环操作，直至成孔。 5.3 加大泥浆质量和密度。采用优质泥浆。泥浆必须采用膨润土,容重达 1.2g/cm3 以上,减少孔壁内外的压力差,有效护壁,防止塌孔。当缺少优质粘土时,可在泥浆中掺人适量的水泥、烧碱和锯末,以提高泥浆胶体率和悬浮能力。 5.4 采用间断式循环排渣。一方面保证孔底有一定厚度的沉渣,遇小裂隙或小溶洞可随时封堵; 另一方面可保证泥浆浓度, 防止塌孔。 6 结语 通过以上几种方法的综合运用，使该桥的桩基施工顺利完成，
10、取得了较好的技术经济效果。但是这些效果的取得是建立在详尽的地勘资料的基础上，首先根据地质钻探资料和现场实际情况进行试桩实验, 经过详细计算确定岩溶的处理方案。同时，岩溶处理的方式也是动态调整的，实时监测施工全过程，根据可能存在的溶洞情况 ，制定可行有效的处理方法。 7 参考文献 1铁路桥涵地基和基础设计规范 TB 10002.5-2005 2铁路工程水文勘察设计规范TB 10017-99 3 张 浩 岩溶地区桥梁桩基施工技术浅议 J.黑龙江交通科技，2009（7）. 4 韩树国, 许建民 岩溶地区桥梁桩基施工技术及常见情况处理 J.内蒙古科技与经济，2006（9）. 5 谢麦林 岩溶地段桥梁桩基的施工方法 J.工程管理，2011（7）.
