浅谈桥梁施工中岩溶桩基施工技术
2016-11-21
引 言
就我国地质状态而言，岩溶地貌分布广，面积大，是世界上最大的岩溶地貌区之一。岩溶形式多样，由于地质构造的特殊性，给桥梁基础施工带来较大困难。桥梁桩基础是桥梁的重要部位，其质量的优劣将直接影响到桥梁的工程质量、运行安全和使用寿命。因此，对岩溶地区桥梁桩基施工技术进行探讨，意义重大。
1、施工中常见问题
1.1易造成塌孔
在具体施工时，如遇到岩溶的连通性比较强或者出现覆盖层流塑性时，可出现孔内的浆液突然流失的现象，这种情况下，一般来不及补浆，这就造成了孔内的液面高度的降低，致使出现压力差，导致塌孔的出现。
1.2地下水位易造成大量涌水
桩基施工方法选择的主要考虑因素中，包括地下水位高低的影响，这种情况在岩溶比较发达的地区尤其常见。在施工工程中，如遇到地下水属于承压水时，桩基底会出现大量涌水的情况，对安全生产造成威胁，需特别注意。
1.3极易发生钻孔弯管、夹管或假收锤现象
在桩基钻孔或者挖孔的工程中，如果出现岩溶发育程度高的情况，很容易出现钻孔夹管、弯管或者假收锤的情况，埋下安全隐患。
由于钻孔或者挖孔的过程，会造成原有岩层的失衡状态，出现地面变形、涌土、涌水、地层塌陷等不良情况，在工程施工中造成事故，应特别引起注意。
2、岩溶桩基施工技术探讨
2.1桩基探测
在桩基探测时，需仔细查看每根桩的地址钻探情况及资料，确保在了解岩溶发育情况、岩溶覆盖情况以及溶洞填充和岩面的倾斜情况的状态下，才可以进行施工；对地质资料不详细或者有缺失的桩孔，进行详细的地质钻探，保证不出现遗漏情况。
2.2工艺编制
施工工艺的编制方面，由项目技术负责人负责编制。在具体编制时，需根据地址核查结果合理编制钻孔施工工艺。项目技术负责人需编制出每根桩的溶洞处理方案，并进行安全技术交底，其中需要将溶洞标高、大小、以及溶洞填充和岩面的倾斜情况等，并编制相对应的处理措施与操作要领。
2.3材料准备
准备包括片石、粘土、钢护筒、碎石等的溶洞处理材料。
为了防止漏浆、塌孔，需准备好泥浆泵；为了防止钻孔因各种因素作用产生倾斜的情况，应将钻机横向支撑及纵向支撑都相应的加长，需超出预计的塌孔范围。
2.4试桩
在施工前，需要进行试桩试验。可以在桥位外地溶洞处进行相关试验，试验后取得的经验数据可以指导后续的施工。
3、施工过程分析
3.1施工工艺
（1）护筒埋设
一般的桩位，采用2.0m的护筒即可，若是河沟边护筒，则需要穿过河沟床，具体护筒埋设时，护筒的外缘可以采用黏土回填密实；若碰到地质情况较差的区域，在开孔时添加片块或者泥块，这种做法可以使得护筒刃角得到冲击加固。
（2）成孔
采用冲程小的钻头钻孔、钻进深度超过钻头全高加冲程后，才可以进行正常的冲击。
若遇到岩溶地区时，考虑到地质情况的复杂性，针对不同的低层需采用不同的钻孔冲击方法。比如：遇到卵石层时，钻孔时的冲程可教大，起到破碎卵石的作用；若遇到淤泥或者砂层时，在以小冲程进行冲击时，需往孔里挤进片石或者黏土，达到加固孔壁的效果；若遇到溶洞的情况，由于会造成不整齐的桩孔出现，可以采取地冲程打密、抛填黏土块、抛填片石的方法加以纠正，并反复循环多次，以确保冲孔的质量；若遇到大型、特大型半充填或者空溶洞时，一般采用套筒隔离上部松软地层的办法对冲孔进行处理，以免造成孔壁坍塌的情况出现。
（3）清孔
采用正循环泥浆渐进法清孔，程序如下：①当钻到设计标高后，用取渣桶清渣，至取不出为止；②将直径为75mm钢射浆管插入孔底，射入拌好的泥浆，泥浆性能指标为，比重1.3，黏度18～20，含砂量小于4%，胶体率大于97%，PH值大于8，射入的泥浆带着残留的钻渣，经护筒口返回泥浆池，待沉淀后再泵入孔底；③如果还有较大块径的钻渣浮不上来，则再投入少量粘土，用钻头小冲程冲砸2～3小时；④再插入射浆管实施正循环泥浆清孔，至孔底残渣厚度达到设计及验收标准；⑤采用侧锤法检查沉渣沉淀厚度达标后，再观察1～2h，用钢管测量孔底标高，测出沉渣的厚度，符合要求后，安装钢筋笼。
（4）安装钢筋笼
钢筋笼主筋接头采用机械连接，钢筋笼的材料、加工、接头和安装符合要求，砂浆垫块按竖向每隔2m设一道，每一道沿圆周布置6个。
（5）灌注水下砼
水下混凝土的灌注时机是在漏斗、导管安装完毕后进行的。首批混凝土的灌注作用是将管内的水压出，将导管埋入混凝土，其深度不小于2.0m；水下混凝土开始灌注以后，为了避免塌孔或者断桩的情况出现，灌注中间不得间断，需要连续灌注，提升后导管埋深不得小于2m。
在灌注过程中，为了防止钢筋笼上浮，当混凝土面灌注到快要接近钢筋笼底端时，需要将灌注速度加以控制；如遇到岩溶低层时，混凝土灌注速度要适当的放慢，避免因灌注速度快，造成压力突增的情况出现，造成孔壁坍塌，导致混凝土的流失或者断桩现象出现。
在灌注桩顶时，应适当的超灌一定距离：灌注高程应比设计高程超灌0.5～1.0m。超灌的部分可以在承台施工前予以凿除，这种做法可以保证整个桩身混凝土达到设计要求的质量。
（6）质量检测
对所有桩身的混凝土质量进行无损检测工作是非常必要的。在检测时，需要按设计要求在钢筋笼安装时预埋声测管，成桩后进行超声波检测。
检测后，如果发现有的桩基存在质量问题，需要钻取桩身进行混凝土鉴定检验工作。
3.2桩基施工中难点处理
（1）卡钻
在桩基施工过程中，如果发生卡钻的现象，千万不能强行提取钻头，以免出现塌孔或者埋钻的现象发生。
正确的做法是：采用由下向上顶撞的方法轻打卡钻的部位，也可以采用其他小钻协助破坏卡钻岩石，以顺利取出钻头。
在具体钻孔施工过程中，应经常检查钻机的运转性能，争取做到故障隐患早发现早解决。
（2）掉钻
钻孔时，若出现掉钻的现象，不能盲目行事，应首先弄清楚掉钻的原因。
如果是因为沉淀物或者土石把钻锤掩埋，首先应该进行清孔，以使打捞工具能接触钻锤：用测锤辅助，以了解钻锤在地下的具体情况，然后将打捞钩放入孔底，钩住钻锤提起。如果掉钻后，钻锤出现顶朝下的情况，可以采用在钻锤的几个爪上捆绑钢丝绳，将钻锤提起的措施。
在具体施工中，应以预防为主，做到经常检查机具设备，及时检修、查看，遇到有设备或者零件损坏的部分，应立即维修或更换，防止掉钻。
除以上问题外，施工时还会出现很多困难，比如：在穿透岩溶顶板时比较困难；溶槽、溶沟、溶洞内施工时容易卡钻、掉钻；溶沟、溶槽的冲孔易沿基岩面倾斜；溶洞易造成混凝土流失，导致断桩或短桩等等技术问题。
碰见以上问题，笔者觉得可以采取以下措施：岩溶上的地层，钻至岩面时，改钻孔为冲孔的方法成孔；在溶沟、溶槽、溶洞中钻孔施工时，采用边抛碎石夹粘土或者片石，边冲击的方法钻孔，这种做法可以保证冲击作业基面强度均匀，可以有效防止孔斜和卡钻。
接近溶洞地段钻孔时，宜采取小冲程冲击，以防掉钻。万一遇到卡钻的现象，不能强提，可用吸的方法、小钻锥冲击，将钻锥周围的钻渣松动，之后再提起。
水下混凝土灌注流失及成桩质量问题，一般采取以下措施：为了确保灌注过程的连续性，可以考虑加大混凝土生产和运输能力，采用混凝土集中拌和站的方式；为了防止首盘混凝土数量不够而造成导管埋深不足而断桩的现象发生，应加大首盘混凝土初存量；在灌注过程中，适当加大导管埋深，灌注时要勤于测量混凝土面高程，对灌注过程中出现的缓慢下降要有准确的判断，防止混凝土面突然下降造成导管悬空而断桩；在灌注时应适当加大混凝土灌注高度，避免在灌注完成后混凝土面下降造成短桩。
4、结语
桩基施工若碰见岩溶地区时，施工前，必须充分考虑到这种复杂的地址条件对桩基施工带来的不利影响。需因地制宜，根据所碰到的溶洞的不同情况与类型，合理地选择施工处理方法，才能顺利地解决岩溶地区桩基的施工技术难题。
参考文献
[1]宫振堂,姜大鹏.浅谈桥梁工程钻孔桩施工[J].黑龙江交通科技,2003.1
