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摘要：通过沪昆高铁怀化南站特大桥的桩基施工，对所遇困难进行分析处理，总结关于岩溶发育地区桩基施工的几点建议，以便在今后类似的施工中能有所帮助与借鉴。
关键词：桩基；岩溶发育；几点建议
1.工程概况
沪昆高铁怀化南站特大桥，地处湖南省西部怀化市，桥址区地层上覆第四系全新统人工堆积及第四系上更新统坡冲洪积层，下伏石炭系上中统壶天群灰岩，底部为白色、肉红色结晶白云质灰岩，岩层较硬一般强度在1000kPa以上。该桥岩层溶蚀现象严重，岩溶较为发育存在大量的溶洞、溶沟及岩溶裂隙，且溶洞呈串珠状，同时土石分界处多为石笋状孤石斜岩。此段最大溶洞揭示高度为35m，最多串珠层数为12层，最长桩为94m，最大线溶率为75%，遇溶率为88%。除少量的溶洞内伴有部分流塑性黏土，稳定性差，其余的溶洞均为空洞。本段地下水埋深浅，活动强烈，大量抽取地下水易引起地面塌陷，场地属可能产生岩溶塌陷的危险区。
怀化南站特大桥设计为3站7线桥，该桥由并行五座桥组成，其中双线箱梁2道，单线箱梁3道，全长547.5m，孔跨按17-32.7m简支箱梁布置，共17个墩，2个台，桩径设计为φ1.0m、φ1.25m、φ1.5m，共计728根。设计桩尖嵌入完整岩面内不小于3.0m。
2.施工准备
2.1钻机选型
结合本地区其他单位桩基施工的经验及本桥的实际地质情况来看，钻孔护壁的好坏是成孔的关键，冲击钻机比旋转钻机效果更好。且因为地质情况复杂，突发性情况较多，人工操作冲孔钻机比固定冲程自动冲孔钻机在成孔效率上有很大的提高。分析以上情况，选择8t型冲击钻，配备相应直径的原装锤头。
2.2材料准备
对于桩基施工中出现的溶洞，通常采用填充处理的办法。为确保处理及时不造成更大的损失，现场因提前预备足够数量的：片石、黏土、稻草、袋装水泥、粘性较好的塘泥、大型泥浆泵、填充机械等，如溶洞过大且护壁破损严重，也可采用混凝土填充或下钢护筒。
2.3配制泥浆
泥浆调配的好坏在成孔过程中非常关键，它不仅循环滤渣、增大静水压力，并在孔壁形成泥皮护壁，隔断孔内外渗流，防止塌孔。故在岩溶区桩基施工用泥浆质量要求不同与其他地区。例如：泥浆比重普遍为1 2-1.4：粘度<22s；胶体率<95%；pH值>6.5，但严格控制含砂率。通常为了提高泥浆的胶体率和悬浮能力，可在泥浆中加入适量的锯末、水泥或烧碱。
3.施工中的几点建议
（1）桩基施工前应认真熟悉图纸，了解地质情况，牢记桩长、桩径、溶洞大小及位置，施工前物资应准备充足（片石、粘土等），在施工接近溶洞时，机械操作人员应缩小冲程降低落锤高度，随时关注孔内泥浆流失情况，溶洞贯穿后应及时补浆回填，防止桩孔及作业面塌陷。
贯穿填充溶洞时，孔内泥浆流失不多，但钻机操作人员明显感觉锤头进尺加快，此溶洞可回填片石及粘土填充堆积护壁，减少混凝土超灌量。
贯穿无填充溶洞时，孔内泥浆流失明显。浆面下降同时因孔内压力迅速消失，临空面受地下水挤压，孔壁土体失稳，常伴随有塌孔现象，故及时回填至关重要。回填片石及粘土比例应相等，并向孔内补注泥浆，为快速形成护壁可在回填片石粘土的基础上增加一定数量的塘泥及稻草，然后继续冲进反复处理，直至孔内泥浆稳定，施工正常为止。为确保回灌泥浆及时，有条件的地方可在正常施工泥浆池外，增设几个储浆池。
（2）岩溶区岩层具有裂隙，在施工中泥浆流失缓慢且随冲进一直存在，但反复回填粘土造浆较为麻烦，故可采用水泥加粘土挤压封堵的办法进行处理，即水泥和粘土按1：0.3的比例回填孔内，并用冲锤反复冲击均匀后，静止24h后再恢复作业，实践证明此办法在处理裂隙渗浆上取得了良好的效果。
（3）在灌注混凝土时应在计算的基础上加大初灌量，防止混凝土流失导管埋入深度不够等不利于成桩的情况出现。开盘时现场混凝土罐车必须保证两辆以上，灌注全过程导管埋入混凝土深度不得小于8m，灌注完成桩顶预留虚桩头应比正常情况高0.5-1.0m，且最后几节导管在灌注完成后，观察半小时混凝土面无变化后再拔出，防止混凝土将侧溶洞壁挤穿，混凝土突然大量流失，导管无埋深造成断桩。
（4）根据现场承台开挖情况来看，除溶洞回填不饱满致使灌注混凝土超方以外，超方现象还存在于以下两点：
①以1.25m直径桩基来看，使用1.22-1.24m锤头成孔直径普遍偏大，现场实测成桩直径基本超过1.35m：
②使用大直径护筒，开挖后普遍存在“蘑菇头”现象，且浇筑成桩后钢筋笼外露部分偏位，影响外观质量。基于以上两点，钻机在施工中，以1.25m直徑桩基应将锤头控制在1.16-1.18m范围内，护筒直径不得大于1.5m。
（5）超过40m桩基，应调整施工工艺采取有效措施加快清孔时间，有效降低泥浆内含渣、含砂量可有效保障混凝土灌注的顺利进行。实践证明，孔内泥浆手摸顺滑无明显颗粒感，且含砂率控制较好的桩基，灌注混凝土时不需要经常性抖导管，混凝土下落顺畅，反之则抖导管几率增加，且容易碰撞钢筋笼及笼内声测管，甚至因抖管剧烈连接处丝扣滑落导致导管掉落等不利现象的出现。
（6）钻机操作人员应随时利用护桩检查冲锤钢丝绳的位置，如发生偏孔应及时处理，偏孔处理一般回填坚硬片石，冲锤采用高密度低落锤的方法冲击作业面，待作业面受压均匀后再加大冲程冲进，循环以上步骤修正孔位。投放片石位置宜由人工操作，片石不宜回填过多，但偏移面必须回填饱满。
4.结语
岩溶地区桩基施工难度较大，突发性事件较多，只有控制好工程施工中的各个环节，做好超前准备工作，从技术上加强管理，在实践中总结经验教训，才能更好的控制施工质量，达到预期目标的实现。
参考文献
[1]TB10752-2010，高速铁路桥涵工程施工质量验收标准.
[2]铁建设[2010]241号，高速铁路桥涵工程施工技术指南.
收稿日期：2013-4-16
作者简介：王楠（1979-），男，陕西西安人，毕业于陕西理工学院，土木工程专业，专业领域为建筑施工管理。
关键词：桩基；岩溶发育；几点建议
1.工程概况
沪昆高铁怀化南站特大桥，地处湖南省西部怀化市，桥址区地层上覆第四系全新统人工堆积及第四系上更新统坡冲洪积层，下伏石炭系上中统壶天群灰岩，底部为白色、肉红色结晶白云质灰岩，岩层较硬一般强度在1000kPa以上。该桥岩层溶蚀现象严重，岩溶较为发育存在大量的溶洞、溶沟及岩溶裂隙，且溶洞呈串珠状，同时土石分界处多为石笋状孤石斜岩。此段最大溶洞揭示高度为35m，最多串珠层数为12层，最长桩为94m，最大线溶率为75%，遇溶率为88%。除少量的溶洞内伴有部分流塑性黏土，稳定性差，其余的溶洞均为空洞。本段地下水埋深浅，活动强烈，大量抽取地下水易引起地面塌陷，场地属可能产生岩溶塌陷的危险区。
怀化南站特大桥设计为3站7线桥，该桥由并行五座桥组成，其中双线箱梁2道，单线箱梁3道，全长547.5m，孔跨按17-32.7m简支箱梁布置，共17个墩，2个台，桩径设计为φ1.0m、φ1.25m、φ1.5m，共计728根。设计桩尖嵌入完整岩面内不小于3.0m。
2.施工准备
2.1钻机选型
结合本地区其他单位桩基施工的经验及本桥的实际地质情况来看，钻孔护壁的好坏是成孔的关键，冲击钻机比旋转钻机效果更好。且因为地质情况复杂，突发性情况较多，人工操作冲孔钻机比固定冲程自动冲孔钻机在成孔效率上有很大的提高。分析以上情况，选择8t型冲击钻，配备相应直径的原装锤头。
2.2材料准备
对于桩基施工中出现的溶洞，通常采用填充处理的办法。为确保处理及时不造成更大的损失，现场因提前预备足够数量的：片石、黏土、稻草、袋装水泥、粘性较好的塘泥、大型泥浆泵、填充机械等，如溶洞过大且护壁破损严重，也可采用混凝土填充或下钢护筒。
2.3配制泥浆
泥浆调配的好坏在成孔过程中非常关键，它不仅循环滤渣、增大静水压力，并在孔壁形成泥皮护壁，隔断孔内外渗流，防止塌孔。故在岩溶区桩基施工用泥浆质量要求不同与其他地区。例如：泥浆比重普遍为1 2-1.4：粘度<22s；胶体率<95%；pH值>6.5，但严格控制含砂率。通常为了提高泥浆的胶体率和悬浮能力，可在泥浆中加入适量的锯末、水泥或烧碱。
3.施工中的几点建议
（1）桩基施工前应认真熟悉图纸，了解地质情况，牢记桩长、桩径、溶洞大小及位置，施工前物资应准备充足（片石、粘土等），在施工接近溶洞时，机械操作人员应缩小冲程降低落锤高度，随时关注孔内泥浆流失情况，溶洞贯穿后应及时补浆回填，防止桩孔及作业面塌陷。
贯穿填充溶洞时，孔内泥浆流失不多，但钻机操作人员明显感觉锤头进尺加快，此溶洞可回填片石及粘土填充堆积护壁，减少混凝土超灌量。
贯穿无填充溶洞时，孔内泥浆流失明显。浆面下降同时因孔内压力迅速消失，临空面受地下水挤压，孔壁土体失稳，常伴随有塌孔现象，故及时回填至关重要。回填片石及粘土比例应相等，并向孔内补注泥浆，为快速形成护壁可在回填片石粘土的基础上增加一定数量的塘泥及稻草，然后继续冲进反复处理，直至孔内泥浆稳定，施工正常为止。为确保回灌泥浆及时，有条件的地方可在正常施工泥浆池外，增设几个储浆池。
（2）岩溶区岩层具有裂隙，在施工中泥浆流失缓慢且随冲进一直存在，但反复回填粘土造浆较为麻烦，故可采用水泥加粘土挤压封堵的办法进行处理，即水泥和粘土按1：0.3的比例回填孔内，并用冲锤反复冲击均匀后，静止24h后再恢复作业，实践证明此办法在处理裂隙渗浆上取得了良好的效果。
（3）在灌注混凝土时应在计算的基础上加大初灌量，防止混凝土流失导管埋入深度不够等不利于成桩的情况出现。开盘时现场混凝土罐车必须保证两辆以上，灌注全过程导管埋入混凝土深度不得小于8m，灌注完成桩顶预留虚桩头应比正常情况高0.5-1.0m，且最后几节导管在灌注完成后，观察半小时混凝土面无变化后再拔出，防止混凝土将侧溶洞壁挤穿，混凝土突然大量流失，导管无埋深造成断桩。
（4）根据现场承台开挖情况来看，除溶洞回填不饱满致使灌注混凝土超方以外，超方现象还存在于以下两点：
①以1.25m直径桩基来看，使用1.22-1.24m锤头成孔直径普遍偏大，现场实测成桩直径基本超过1.35m：
②使用大直径护筒，开挖后普遍存在“蘑菇头”现象，且浇筑成桩后钢筋笼外露部分偏位，影响外观质量。基于以上两点，钻机在施工中，以1.25m直徑桩基应将锤头控制在1.16-1.18m范围内，护筒直径不得大于1.5m。
（5）超过40m桩基，应调整施工工艺采取有效措施加快清孔时间，有效降低泥浆内含渣、含砂量可有效保障混凝土灌注的顺利进行。实践证明，孔内泥浆手摸顺滑无明显颗粒感，且含砂率控制较好的桩基，灌注混凝土时不需要经常性抖导管，混凝土下落顺畅，反之则抖导管几率增加，且容易碰撞钢筋笼及笼内声测管，甚至因抖管剧烈连接处丝扣滑落导致导管掉落等不利现象的出现。
（6）钻机操作人员应随时利用护桩检查冲锤钢丝绳的位置，如发生偏孔应及时处理，偏孔处理一般回填坚硬片石，冲锤采用高密度低落锤的方法冲击作业面，待作业面受压均匀后再加大冲程冲进，循环以上步骤修正孔位。投放片石位置宜由人工操作，片石不宜回填过多，但偏移面必须回填饱满。
4.结语
岩溶地区桩基施工难度较大，突发性事件较多，只有控制好工程施工中的各个环节，做好超前准备工作，从技术上加强管理，在实践中总结经验教训，才能更好的控制施工质量，达到预期目标的实现。
参考文献
[1]TB10752-2010，高速铁路桥涵工程施工质量验收标准.
[2]铁建设[2010]241号，高速铁路桥涵工程施工技术指南.
收稿日期：2013-4-16
作者简介：王楠（1979-），男，陕西西安人，毕业于陕西理工学院，土木工程专业，专业领域为建筑施工管理。