桥梁桩基溶洞施工方案及注意事项分析

孙磊

（沧州市高速公路建设管理局，河北沧州061000）

摘要：结合工程实例，对桥梁工程溶洞类型及处理方式进行了总结，对该桥梁桩基溶洞施工中的施工准备工作、小型溶洞

处理、大型溶洞处理等施工方案进行了分析，最后探讨了施工中的注意事项，施工完成后对其进行质量检测，桩复合地基承载力和单桩承载力均满足设计要求，可在类似项目中推广和应用。

关键词：桥梁桩基；溶洞；施工方案中图分类号：U445.4

文献标识码：B

1工程概况

某桥梁工程线路走廊带内地势较平坦，以平原为主，地面标高一般在37.2～43.0m。桥位基岩主要为奥陶系灰岩。沿线灰岩岩溶发育，主要分布于裂隙区的溶洞，层顶埋深为29.90～64.55m，层底埋深为30～64.85m，洞高0.1～13.80m不等。桥长2.044km，跨径以30m左右为主，基础采用钻孔灌注桩，设计直径2.2m桩基136根，共计7197m。桩基按端承桩设计，需穿过溶洞进入完整中风化岩或砂岩岩层，入岩深度为1.5倍桩径，沉淀层厚度不大于2cm。本桥位地下溶洞最大高13.8m，多层溶洞高度较小。为防止漏浆或塌孔，钻孔时根据地质勘察文件和超前钻资料来判别溶洞的基本情况，根据溶洞的不同采取了不同的处理方案。

3桩基施工方案

3.1施工准备

对地质勘探资料进行仔细分析和研究，掌握溶洞出现

的位置，并预测其范围大小；制订合适的施工方案和桩基塌孔、钻孔偏斜、卡锤掉锤等的技术保障措施；备足成孔用水、黏土、片石、碎石、水泥等必备材料，确保溶洞钻穿时迅速补水、补浆；准备施工故障的备用机具设备，如打捞、急救以及不同性能的其他钻机、钻具等。制备200cm×750cm钢板。将钢板垫设在钻机下，防止发生孔壁坍塌而对钻机甚至施工人员造成损伤；准备处理溶洞的材料设备；备用泥浆及泥浆管，在主线外侧设置泥浆池，泥浆池的容量为120m3以上，并保证泥浆池处于饱满状态。另外在施工现场设有5辆注满泥浆的泥浆车待命，在有溶洞的孔口备有备用泥浆管，以便及时注浆；处理溶洞的材料设备主要有片石、编织袋、黏土、袋装水泥、加长钢护筒、注浆泵等。①片石宜选用粒径为10～50cm、强度不小于30MPa的石灰岩；②编织袋采用日常及抗洪救灾等场合中广泛使用的聚乙烯、聚丙烯等化学塑料原料制成的物品包装袋；③钻孔前应准备充足的黏土备用；④袋装水泥即普通硅酸盐袋装水泥；⑤钢护筒采用4～8mm钢板制成，长度为3.3m，数量视情况而定，并配备电焊机、直径大于20mm的钢筋（焊制加长护筒时使用）。3.2小型溶洞处理

（1）在冲击钻孔过程中，密切关注孔内泥浆面水头高

2溶洞类型及处理方式

溶洞分类：①单层溶洞、多层溶洞；②小型溶洞（H≤0.5m）、大型溶洞（H≥3m）；③全填充、半填充和无填充溶洞；④全漏水、半漏水和不漏水溶洞。

现有桩基溶洞处理方式可分为两类，即事先预处理：主要有注浆预处理、注混凝土预处理等方式；成孔过程中处理：主要有钢护筒跟进、抛填等方式。

（1）注浆（混凝土）处理。在桩基钻孔前对溶洞进行预注浆（混凝土）处理，注浆（混凝土）可以快速凝固、板结，有效隔断溶洞、固结桩周土体，起到封闭泥浆流失通道及稳定孔壁的作用。

（2）钢护筒跟进。快速形成孔壁，防止钻孔桩泥浆流失、孔壁坍塌。

（3）抛填黄泥、片石、混凝土。抛填黄泥、片石是溶洞处理中最常用的方法，通过反复抛填、冲孔形成稳定孔壁。必要时可填充混凝土，效果更佳。

低的变化情况，为确保及时发现孔内异常，可自制简易漂浮物浮于孔内水面上，漂浮物上安插色彩鲜艳的标识或灯管，或自制报警装置，确保不因发现不及时而造成损失。

（2）当孔内水头迅速下降时，首要处理措施是向孔内及时补充足量的水或泥浆。

（3）将施工前准备好的片石和黏土按大约1∶1～1∶2

收稿日期：2017-10-29

作者简介：孙磊（1983—），男，河北沧州人，助理工程师，研究方向为交通工程。

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总461期

2018年第11期（4月中）

的比例投入孔内8m3左右（竖向高度为2～3m），不再漏浆时重新开钻。3.3大型溶洞处理

高度大于3m或连通性很强的溶洞按大型溶洞进行处

理。对于大型溶洞常采用片石水泥土造壁法、灌注混凝土护壁二次成孔钻进法、钢护筒跟进法等对其进行处理。3.3.1（片石水泥土造壁法1）漏浆发生后，立即用泥浆泵向孔内补充泥浆，防

止孔壁坍塌。

（2）立即向孔中抛投袋装水泥10～15袋。

（3）然后将准备好的黏土、片石混合物按1∶1～1∶2的比例投入孔内3～5m厚度。

（4）直至不再漏浆后重新进行钻进。

（5）再次冲孔到溶洞位置的时间控制在水泥终凝之前，停钻4h左右直至凝固后的水泥和黏土将漏浆源完全封闭。

3.3.2（灌注混凝土护壁二次成孔钻进法1）击穿溶洞顶板后调大泥浆比重，防止泥浆护壁能力下降，导致塌孔。

（2）穿过溶洞后，向孔内灌注水下混凝土到溶洞顶50cm（以上。

3）待混凝土达到70%强度后，重新冲击钻进。3.3.3（1钢护筒跟进法

）当溶洞位置漏浆速度过快，泥浆泵补浆速度慢于护筒内泥浆流失速度时，且溶洞底板高程距地面高差在8m以内的大型溶洞，为防止漏浆造成孔壁坍塌，采用钢护筒方法进行处理。

（2）钻进溶洞后，利用小冲程冲孔修理孔壁。（3）修理孔壁的同时焊接长钢护筒，采用电焊机将准备好的8mm厚的钢护筒焊接，直径为桩径加40cm，长度为溶洞顶板与地面高差加1.3m，每2m或两节护筒连接处，设置加强筋一道。

（4）下放长护筒时，其位置必须准确，下放完成后，检查其高程、垂直度、护筒顶面水平度。

（5）按1∶1～1∶2的比例回填黏土及片石混合物，反复冲击，再转入正常钻进。3.4注意事项

在溶洞桩基施工之前应该确保放样的位置准确；压注

浆（或低标号小碎石混凝土）时的上升高度要控制好，如果一次性注满或者高度过高，将会需要更多的浆（或混凝土）；混凝土应采用最大粒径≤20mm的小碎石混凝土，防止碎石过大卡孔，影响压注混凝土；混凝土必须注满，降低冲孔过程中发生漏浆风险；在预处理完毕后，桩基进行正常冲孔，要密切关注各项指标，对桩基是否漏浆进行预判，如果发生漏浆，应及时回填处理，防止塌孔。

4质量检测

在成桩28d后，对该桥梁21#墩复合地基取两根桩基进行单桩复合地基静载试验，取1根桩基进行单桩静载试验，发现加载力与沉降量曲线平缓，无明显陡降段，s-lgt曲线呈平缓规则排列，检验结果：桩复合地基承载力满足设计要求，单桩承载力满足设计要求。

5结语

本文简单介绍了目前常见的桩基溶洞处理方式，并结合具体的工程实践，从施工准备、施工工艺、注意事项等方面，对桥梁桩基小型溶洞和大型溶洞采用不同的施工方案进行处理，实践证明，此施工方案科学合理，经检测桩复合地基承载力和单桩承载力均满足设计要求，从而确保了桥梁桩基的质量，并可在以后类似桥梁工程桩基项目中推广和应用。

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（编辑：曹艳华）

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