桩基施工中岩溶问题的处理对策

'桩基施工中岩溶问题的处理对策摘要：桥梁钻孔灌注桩基础在经过岩溶发育时区存在严重的地质病害问题，因此研究岩溶地基下的施工问题具备重要的现实意义，本文探讨了在岩溶地区桩基的施工技术以及应注意的一些问题，希望能为大家提供借鉴。关键词：岩溶地区；桩基施工技术；问题分类号：TU74文献标识码：A前言由于岩溶地区地质岩性软弱不均，岩石节理裂隙极为发育，溶洞的大小、位置、形状等变化多端，即使是采用逐桩钻孔和超前钻探等方法，仍然无法准确判断复杂的地质情况，这就大大增加了施工难度。岩溶地区地基的稳定性、漏浆、塌陷等直接影响到施工质量，并对道路桥梁产生了巨大的威胁。所以，保证在岩溶地区基桩的施工质量，以及有效地处理出现的问题是至关重要的。一、岩溶及岩溶道路桥梁基础（一）概述岩溶是指可溶性岩石，特别是碳酸盐类岩石（如石灰岩，石膏等），受含有二氧化碳的流水溶蚀，并且有的加以沉积作用而形成的地貌。岩溶发育存在复杂性、多样性和无规则 性，它会对通过的桥梁基础产生严重危害。（二）岩溶地区桥梁基础形式的确定岩溶地区多采用桩基，桩基应使用端承桩，摩擦桩要慎用。由于溶岩地区通常地下水丰富，随着季节的变化，地上降水量的大小影响地下水位变化。所以，岩溶上覆盖的土体密实度较低，提供的摩阻力就较小，如有裂隙发育或未填充的空洞，会导致桩周土体流失，损失摩阻力；桩周边附近的勘探孔也因未用水泥砂浆填充密实，导致桩周土体流失进入溶洞，引起摩阻力损失，进而降低承载力。由于岩溶发育毫无规律性，实际入岩高程和设计高程经常会有较大的偏差，此情况下需根据现场采集的各项资料和指标综合判断调整桩端高程。对于提前入岩的孔，须按原设计高程终孔；对于入岩较设计延迟的孔，则需加长桩长，直至满足设计的边界条件为止。对位于岩溶区的桥梁桩基，按端承桩进行设计时，桩长应满足桩端支撑力的要求，为结构安全和桩基补强预留一定的安全储备。二、桩基础及岩溶道路桥梁桩基的施工技术（一）桩基施工技术概述桩基施工技术的发展与桩材的发展是紧密联系在一起的。从成桩工艺的发展过程来看，最早使用的桩基施工方法是打入法。打入的工艺从手锤到自由落锤，然后发展到蒸汽驱动、柴油驱动和压缩空气为动力的各种打桩机。此外还发 崑了电动的震动打桩机和静力压桩机。随着就地灌注桩，特别是钻孔灌注桩的出现，钻孔机械也在不断改进，如适用于地下水位以上的长、短螺旋钻孔机，适用于不同土层的各种正、反循环钻孔机，旋转套管机等。为提高灌注桩的承载力，出现了扩大桩端直径的各种扩孔机，以及孔底或周边压浆的新工艺。（二）成孔机械的选择一般而言岩溶地区成孔宜选择冲击钻，穿越溶洞时，一般会出现漏浆现象，漏浆速度、浆液流失量与溶洞大小、溶洞贯通情况、溶洞内有无填充物以及填充物的密实情况有关。如遇较大或贯通发育的溶洞，泥浆会大量流失，很快造成塌孔，仅靠回填粘土造浆是难以奏效的，必须同时回填一定级配的片石，用冲击锤采用小冲程（50〜70cm）反复冲击，并边冲击边回填片石和粘土，将泥石挤入溶洞，达到内外平衡而使孔壁稳定，这是快速有效处理漏浆和塌孔的方法。溶岩发育区域地质条件复杂，溶洞、溶沟、溶槽的产状是三维的，尤其是溶洞发育为蜂巢状时，钻进过程中会经常遇到不平整的岩面和不连续的介质，用旋转钻机很容易卡钻，而用冲击钻则很容易解决该问题。由于溶岩强度相对较低，遇倾斜的岩面时容易偏孔，回填强度较高的片石，使冲锤作业面强度均匀一致，小冲程冲击就很容易解决偏孔问题。（三）岩溶区桩基施工 1、测量放线定位。按图纸的设计要求，准确放出桩位位置，并做好桩旁护桩点，可随时复核桩位。2、埋设护筒。根据桩位将护筒埋设，护筒高度宜高出地面0.1〜0.5m。3、冲孔。冲孔前，应详细了解和熟悉该桩位的地质钻探数据。对岩面的标高、溶洞规模大小、溶洞的标高等情况做到心中有数，并指导冲孔的过程。冲孔时采用优质泥浆进行施工，以加强护壁效果。泥浆的比重严格控制在1.10〜1.18之间，防止比重过大或过小造成岩层崩解或坍孔现象，泥浆的粘度严格控制在18〜22S。为防止泥浆沉淀，可在泥浆中掺入0.1%〜0.4%的纯碱在岩溶地区，冲孔至岩面后，要严格控制冲进进度。冲进过快，可能导致护壁质量差，遇到溶洞时出现突然大量泥浆漏失，发生塌孔埋钻事故。因此，采用高频低落的方式，一般进度掌握在60〜80cm/h，提钻高度控制在60cm左右。冲孔穿越空溶洞时，关键要防止钻穿溶洞时出现泥浆流失而使桩孔护壁失去泥浆压力产生塌孔。4、钢筋笼吊装。钢筋笼吊装中尽可能避免与孔壁接触，以免引发坍孔。要做好检测管的对接工作，确保检测管的稳与密封。钢筋笼的对接焊接要达到要求。5、灌注混凝土。灌注前应认真、严格地检查导管的密封性。混凝土的坍落度控制在18〜22cm。应认真计算首批灌注混凝土的数量，岩溶地区扩孔情况较复杂，应适当增加首 批混凝土的数量，确保满足首次埋置深度1.0m以上。岩溶地区通过溶洞部分的桩身容易产生扩孔，对通过溶洞的部分的扩孔情况作分析估算，准备足够的混凝土材料，防止因材料不足而造成断桩事故。混凝土浇注施工中，需要专人观察混凝土面的上升高度和出浆量与混凝土的灌入量是否成正比，若有异常，应分析原因并采取相应对策。（四）岩溶道路桥梁桩基的施工技术应注意的问题1、当桥梁地基下的溶洞较大，埋藏较深，但又不满足顶板厚度检算要求时，只能采用桩基础。当岩面溶蚀高差大于lm或岩溶洞穴平面，剖面尺寸大于lm，可溶性岩层埋深在8m以上，基底岩层部分缺角且无法嵌补，明挖或水下施工压浆有困难等情况均可使用桩基处理。2、钻（挖）孔桩在穿过溶洞进入完整基岩中深度不得小于5倍桩径，若实际值小于此项要求时，应结合地质数据进行加深或验算。3、对于桩尖下伏溶洞，是采取穿过溶洞还是桩尖立于溶洞顶，须根据检算和经验设计。一般情况若完整基岩顶板厚大于10m且顶板厚与溶洞孔径之比大于2时，基底以下溶洞可以不处理，否则应该采用桩基穿过溶洞。4、对于挖孔桩在桩身与基岩相接的侧面上加打牵钉，当遇有流塑状粘性土体与有可能发生缩孔采用护壁仍不能保持断面尺寸者，桩身尺寸适当加大” 5、置于岩溶地区溶槽或溶沟处的桩基础，当桩穿过溶槽、溶沟内的填充土支立于溶槽底面或溶沟底面的岩层上时，可按支立于一般岩层上的柱桩分析方法进行桩的内力分析，桩的轴向容许承载力应根据溶槽或溶沟底面岩层的好坏（包括强度和缝隙等情况）来确定。如果溶洞顶板很薄，而溶洞内的底面很深，且洞内填充土属于密实稳定，具有足够强度，则桩底可穿过溶洞的顶板置于溶洞内的填充土层内，而不置于溶洞的底板上时，可按摩擦桩进行设计。6、当桥梁墩台下地基有呈上下成串分布的溶洞时，在充分探明溶洞最下层分布的前提下，宜采用直径不小于1.5m的钻孔桩。若上面成串分布的溶洞均较小，且有填充物，可先在钻孔至空洞时，先行压浆加固填充物，待其凝固达到一定强度后，再依次往下钻孔压浆，直至按摩擦桩计算所需的桩长。7、当基桩穿过多层岩溶层支立于坚固的岩层上时，不应考虑多层岩溶层对桩侧起摩阻作用，因为岩溶层与桩侧之间的摩阻作用，在本质上不同于一般土与桩侧之间的摩阻作用。如果多层岩溶层与桩侧之间粘结成一体，桩身轴向荷载如何分配给每一岩层，是一个非常复杂的问题，很可能在某一岩溶层与桩身粘结处，因受力集中首先出现摩阻破坏而导致整个桩基础破坏。因此，通常不仅不应考虑。三、结语 在岩溶地区进行桥梁桩基钻孔施工时，要根据岩溶发育与分布的规律，认真勘测、综合分析、全面比较、避重就轻、精心组织设计和施工，并且加强检测，保证施工的进度和施工的安全。参考文献：[1]聂亚潮.桥梁工程施工中岩溶桩基施工技术探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(21).[2]肖海健.高速公路岩溶桩基施工处理技术[J].中华民居，2011，(11).[3]李玲.浅谈桥梁工程中的岩溶桩基施工技术[J].中国新技术新产品，2013,(18).'