浅谈桥梁桩基溶洞施工方法

严沧海

摘要：本文在分析溶洞特点和类型的基础上，提出了处理溶洞的注意事项，并介绍了溶洞的处理方法，以期做好溶洞施工，保证建设的顺利进行。

关键词：桥梁；桩基；溶洞；施工

在桥梁桩基施工过程中，如何应对溶洞问题，做好桥梁桩基的溶洞施工工作，一直是桥梁建筑工作中的重点与难点。因此本文力图分析桥梁桩基施工过程中遇到的溶洞问题处理方法，以期为解决此类的相应问题提供有益借鉴。

虽然在桥梁桩基施工过程中处理溶洞问题具有相应难度，但是只要职工人员能够对溶洞的地质结构构成、溶洞类型、溶洞的大小及溶洞扩展范围有了理性认识，同时在施工工具、施工材料、理论建设等方面做好完全准备，则对于复杂的溶洞桩基施工问题，是可以做到正确认识与合理解决的。

一、溶洞的地质特点和类型分析

（一）溶洞的地质特点

岩溶地区的地质构造较易导致溶洞的出现，其中在以喀斯特地貌为主的山地地区和岩石溶蚀程度较强的地区最容易出现地下溶洞。除此之外，受到冲积层对地表进行溶蚀的地区也极易出现各类型的溶洞。通过对溶洞进行分析，可以发现溶洞之上通常具有一个覆盖层，该覆盖层通常由黏土、亚黏土、砂砾石、粉砂或压砂土等成分构成。同时许多溶洞在其和地表之间易形成隔水层，该隔水层由黏土或亚黏土构成，这就使得地表水难以渗透到溶洞中来。但是由粉砂或砂砾石等构成的土层为透水层，其透水能力较强，易使水流进入溶洞。在溶洞的产生和发展过程中，通常会产生不同程度的缝隙，这些缝隙的大小、规模直接影响着对溶洞进行桩基施工的难度。如果缝隙不断扩大并相互结合形成溶洞群，则会极大增加施工难度，填补溶洞的工程量也会显著提高。

（二）溶洞的类型分析

溶洞的类型复杂且多样，以下归纳了几种常见的分类方法：1.当溶洞距离地表深度在6m以内时称为浅层溶洞，大于6m时称为深层溶洞。2.当溶洞的内部空间大于4m时，称为大型溶洞，反之则为小型溶洞。3.从溶洞的填充状态来看，可以将溶洞分为空溶洞、半填充溶洞或完全填充溶洞。4.按照垂直平面分布溶洞的数量来看，可以将溶洞类型分为单层溶洞或多层溶洞。

二、溶洞处理的注意事项

（一）要对溶洞进行打桩探勘，详细记录每个溶洞的数据资料，包括溶洞的地质构造特点，溶洞距地表距离，溶洞的大小与空间范围，溶洞内部的填充物种类等，并且对数据进行分析总结，以为后期施工提供可靠依据。

（二）要对溶洞的填充物进行取样与试验，测定填充物的力学特点，分析填充物的体积与含水率，同时要测定填充物的缝隙大小，为后期施工注浆提供参考资料。

（三）根据前期测定的溶洞各项目标指数与填充物系数，为施工过程中的桩基拟定具有针对性的施工方案，确定打桩方法，明确施工步骤。

（四）当遇到溶洞的体积较大、分布较广或者是多层溶洞时，则需要请施工监理方和设计单位进行实地考察，根据考察情况修正施工方案，确定应对手段，待监理方批复后方可继续进行施工作业。

三、溶洞的处理方案

对溶洞进行处理，实施桥梁桩基作业，必须针对溶洞的不同特性，设计、实施不同的溶洞施工方案，以保证施工安全，推进施工进度。

（一）挖孔桩施工。当溶洞中没有发现比较厚的砂砾层或者砂层，同时溶洞内的水位线比较低时，可以采用此种施工方法。

（二）钻孔桩施工。钻孔桩的适用范围为地下溶洞中具有比较厚实的中粗砂层，风化较重的砾石与石块，同时溶洞中的水位线比较高，地下水流量比较大的情况。

（三）护筒跟进法。在溶洞的上方如果发现了比较厚的砂砾层时，应当采用护筒保护打桩跟进的办法，这样可以有效避免孔壁塌方。

（四）挖钻结合法。在进行挖孔施工的过程当中，如果施工方发现地质情况复杂，地下状况难以把握，同时地下水位的深度也不能做到有效掌控时，应果断停止挖孔施工，转用钻孔施工方法。

四、溶洞施工的主要方法

（一）对适合使用钻孔施工法的溶洞处理

将钻机的受力支撑点远离钻孔位置，同时对支点和钻孔易塌方的范围进行精确测算，杜绝在打桩口直接设立钻机的错误行为。要对钻机进行有效固定，保证钻机安装完成后的平稳状态，不能够产生活动与下沉现象。

1.当钻探至溶洞上部1m范围时，需要使用相应的片石与黏土，片石大小在5cm-20cm，黏土需制成直径在15-20cm的泥球，同时如果溶洞的填充度较低，则还需要准备足够的水源。还必须在1m-1.5m的范围内变换钻头冲程，以防止卡钻。

2.根据钻孔的深入数据，在钻透溶洞顶部以前，必需安排人员监控护筒中泥浆量的变化，如果出现泥浆下降的情况，则需要补充水分。

3.如果溶洞的填充量为一半，溶洞的体量特别大或者在溶洞上有比较厚的砂砾层时，必须要采用护筒跟进施工法，以防止泥浆流失造成的坍塌。

4.如果溶洞的体量比较小或者为多层溶洞，为了防止相邻溶洞产生窜孔或者形成葫芦孔，通常可以使用浇灌低标号混凝土的方式进行填充，等待溶洞强度达标后再进行施工。

（二）对适合使用挖孔桩施工法的溶洞处理

1.做好孔壁支护工作。为了保证打桩作业的施工安全，需要安装结构为内外齿形的钢筋混凝土护壁，将直径为6cm的钢筋靠内径安放，确保厚度为15cm。随后进行混凝土的浇筑工作，采用自制钢模板，浇筑时拆上节后支下节，从上而下周转使用。

2.开挖井孔。在挖掘井孔的过程中，需要保持孔壁的凹凸不平，以提高桩体摩擦力。要根据土壤性质选择合适的挖掘方法，如果土壤为不透水的黏土或者亚黏土，则可以使用铁锹进行挖掘，同时每进行1m，需使用钢筋混凝土护壁避免坍塌。如果土壤为透水的砾石、卵石、粉质黏土等，则在施工时要浅进尺，每深入0.5m-1m就要采取支护措施避免塌方。

3.检查孔洞。当挖孔到距离溶洞顶部1m范围时，施工人员需要系好安全带，用风钻钻开直径为100mm的小孔，查看是否有承压水。如果有承压水，人员必须迅速撤离并等待排水完成方可继续施工。挖穿溶洞顶部后，需先抽干内部的水与泥浆，再将活物放入溶洞中观察30分钟，如果活物正常，则作业人员可钢制吊笼进入溶洞，根据情况可以用砖砌外圈，保证足够厚度与强度，再浇筑钢筋混凝土护壁。

在桥梁桩基施工过程中对溶洞的处理难度较大，危险性也较强，因为其自身的不可预见性与复杂性，因此解决溶洞问题必须收集与分析各种材料，制定科学的应对方案，并随时解决出现的各类问题。

参考资料：

[1]刘育春,浅谈桥梁桩基施工中的溶洞处理方法[J].山西建筑，2009（34）.

[2]韩奎,浅谈桥梁桩基施工中的溶洞处理方法[J].技术与市场，2014（06）.