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摘要：岩溶地区，溶洞分布广泛，特征各异，在桥梁桩基溶洞处理过程中要根据其具体情况采取合适的处理措施。本文介绍了桥梁桩基础溶洞处理前的勘察，分析了四种类型的溶洞处理技术，并以实际工程为例探讨了溶洞处理技术的选用。
关键词：岩溶地质；桥梁桩基础；溶洞处理
一、桥梁桩基础溶洞处理前的勘察
由于岩溶发育规律性不强，加上钻探本身也存在较大的局限性，初勘阶段的工作重点应放在探明岩溶发育强度及分布规律上，而不要过多地考虑桥梁桩基的具体位置。建议在岩溶发育地区，应根据桥梁跨径、岩层分布等情况选择合适的物探方法进行补充勘探，以做到经济、合理、安全、可靠地探明桩位处的地质，确保工程安全。
桩基施工前，对桩基穿过石灰岩地层的溶洞分布情况，特别是每根桩基深度范围内溶洞分层高程、填充体、暗河水流情况的地质资料勘探清楚，尽可能做到每根桩基1孔或多孔钻探；若对大直径桩岩溶情况难以判断，每桩须钻2个或3个地质孔，探明设计桩位与溶洞的关系，如溶洞分布面积大、层数多竖向溶沟，为减少施工难度和投资，可加大桥梁跨度，减少桩基工程。由该桥的勘探实践证明，由于桩基直径远大于地质勘探孔直径，个别未进行物探，仅按逐桩钻孔勘探桥梁的溶洞桩基，并不能完全揭示岩溶发育与分布规律，对于直径115m以上的桩基，必要时可用一桩三孔查明溶洞分布情况，并在桩基孔施工中，基岩面露出后，在其四周布孔，准确查明桩基直径范围内一定深度的岩溶发育情况。
二、桥梁桩基础溶洞处理技术
（一）岩溶裂隙及小型溶洞的处理
在岩溶裂隙及0.5m以下的小型溶洞进行桩基施工时，通常会存在以下问题：钻孔施工通过溶蚀裂隙发育密集段时，工艺上要求通常进尺一段深度时必须回填一定量粘土，在冲锤冲击作用下挤入裂隙堵塞桩孔周边溶蚀裂隙，同时可以保持泥浆密度。裂隙对钻孔桩施工造成的主要危害是漏浆。这种情况的主要处理措施为：改进护筒埋置方法，如加大护筒入土深度；入岩前，准备充足的水源和1～2台水泵，同时准备足够的粘土、片石。密切注意护筒内泥浆面的变化情况，当泥浆面迅速下降时，证明在漏浆，首先要赶快补水，然后将粘土和片石按大约1：1的比例往下投2～3m，再重新开钻。当再次漏浆时，仍按上述方法处理，即可逐步解决裂隙漏浆的问题。
（二）一般溶洞处理
一般溶洞是指洞高一般小于4m，连通性较差的溶洞。一般溶洞施工以做好预防为主。钻孔前在附近储备大量粘土、片石及一定数量的袋装水泥，钻孔施工过程中，要求配备水泵和充足的水源，保证一旦漏浆，可以立即进行补水补浆。
对于空溶洞或半充填的溶洞，特别是超前钻显示漏浆的溶洞，在击穿洞顶之前，采用小冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻，要专人密切注意桩机地盘水平、岩样和胡同内泥浆面的变化。一旦发现泥浆面下降、孔内水位变化较大、泥浆稠度、颜色发生变化或钻进速度明显加快又无偏孔现象时，表明已穿越溶洞顶进入溶洞。应根据溶洞的大小和洞内的填充物采取不同的技术措施。首先应迅速用大功率泥浆泵补浆补水，同时及时提钻，防止埋钻，然后用铲车及时将准备好的片石、粘土按适当的比例抛入、必要时投以袋装水泥，仍采用小冲程轻砸，用桩锤击碎后让黏土和片石充分挤入溶洞内壁发挥护壁作用。直至孔中的泥浆停止下降，并慢慢上升，此后可用冲锤进行适当挤压，直至把桩基周围的溶洞都填满或堵死为止，只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。
（三）大型溶洞处理
1、抛填片石粘土法
抛填片石粘土法就是当钻穿溶洞漏漿时，反复投入片石和粘土，并利用钻头冲击，将粘土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中；还可掺入水泥、烧碱和锯末，以增大孔壁的自稳能力；填充后采用小冲程冲砸（冲程不大于0.5m），让粘土和片石充分挤入溶洞内；如此反复抛填片石、粘土冲挤，并控制好泥浆比重，使片石孔壁四周形成泥浆护壁膜。抛填处理方法适用于有填充物或上覆盖层较稳定的无填充、半填充封闭型溶洞的处理，且施工简单、快速、经济。
2、灌注砂浆法
灌注砂浆法主要是灌砂浆来填充溶洞空间，采用压浆方式将洞内砂砾板结，使其凝固成坚实的混合体，以防止钻孔过程中出现漏浆、塌孔现象。对于半填充或者无填充的大型溶洞可采取此方法进行处治。
3、旋喷帷幕法
旋喷帷幕法即单管高压旋喷帷幕注浆法，是利用钻机成孔后，先将带有特制喷嘴的喷管下放至设计底深度位置，然后利用高压脉冲泵形成的高压喷射流，从喷嘴喷出水泥浆液使周围土体切割搅动，同时将喷杆旋转、提升，使土体和水泥浆液混合，凝固后成圆柱状加固浆体。通过旋喷桩的相互咬合搭接，在灌注桩桩周形成相对封闭的旋喷桩墙，起帷幕作用。该方法适用于对桩体周围易坍塌的土层及溶洞内松散填充物进行预处理加固。
4、袖阀管注浆法
袖阀管注浆法是先利用钻机成孔，在孔内注满水泥浆+粘土浆组成的低强度套壳料，再往孔内插入袖阀管）至孔底，孔口采用砂浆或水泥浓浆封孔。待套壳料初凝至一定强度后，再把上下带有止浆栓塞的注浆枪头下放至袖阀管内的设计深度，并利用注浆泵自下而上分段注压入水泥浆液。通过浆液的渗入、劈裂作用，在土体中形成纵横交错的网状浆脉增强体，使注浆段的土体被浆液充填或挤密，达到改良土体的物理力学性质，提高地基土承载力，加固地基的目的。该方法适用于对溶洞上方易坍塌的较大粒径的卵石土上覆盖层进行加固。
（四）多层溶洞钢护筒的套进
1、对于多层溶洞间距相差不大的可采用一次到位套进方式。当冲击钻冲至接近溶洞顶面时，将钢护筒套入孔内，振沉稳固，钻机低冲程击穿溶洞，抛填混合料、补浆稳定后接长钢护筒续振至溶洞底直至成孔，这种做法需用大吨位振动锤，特别是孔越深或溶洞层面越多，要求振动锤的激振力更大。
2、对于多层溶洞且间距相差较大的可采用多层内套护筒套进方式。第一层钢护筒套进并穿过第一层溶洞后，根据第二层溶洞的孔深和第一层护筒脚的深度，计算出第二层所需护筒长度，其护筒长度为第一层护筒脚至第一二层溶洞底深+2m（考虑钢护筒界面交替2m），采用钢丝绳将第二层护筒慢放入孔中，然后将钢丝绳抽出，第2层护筒形成后用冲锤内置引导护筒垂直入孔。穿越多层溶洞则继续套入多级护筒，直至成孔。这种做法可节约材料，但有时护筒难以沉放到位，护孔和防止漏浆较差，内置护筒不牢同，垂直度难以得到真正的有效控制。 三、桥梁桩基础溶洞处理应用
（一）工程概述
1、概况
笔者主持的湘桂线扩能改造工程法源双线特大桥，位于定江镇境法源村，跨度（21×32）m。起点里程WD1K353+271.567，终点里程WD1K353+972.692，桥长701.125m。法源双线特大桥地质较为复杂，基础型式采用钻孔桩和扩大基础，桩基础深度最深42m，桩径1250mm，基础下部溶洞很多。
水文地质情况：
（1）、地形地貌
桥址处为丘陵剥蚀地貌，地面标高为111～120，相对高差为0～9m。该桥跨越一大山谷，槽谷之中地形平坦开阔，多旱地，里面有水塘，桥址范围内没有道路通过，施工时需要在红线内修筑便道，交通不便。
（2）、地层岩性
黏土：褐黄色、灰黄色，硬塑状，厚1～2m，土质较纯，表层夹杂少量植物根系，广泛分布在桥址表层，属Ⅱ级普通土。
软黏土 ：黄褐色、灰褐色，软塑～流塑状，质为软黏土、淤泥质黏土，黏性较强，局部微含碎块石，厚1～2m，根据勘探揭示σ0≈80Kpa，ES≈2.6Mpa。
灰 岩：强风化σ0≈0.15Kpa。
页 岩 ：弱风化σ0≈0.6Kpa。
（3）、地震动参数
根据1/400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），测区内地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。
（4）、水文地质特征
地表水主要為河水，水塘水，主要受大气降雨补给，补给和径流条件好，地表水发育。
地下水主要为第四系孔隙水及基岩裂隙水，赋存布于土层及基岩中，由大气降水和地表水补给，水量微弱，桥区属岩溶区，岩溶水较发育，地表未见泉点出露，地下水位一般为3m左右。
（5）、不良地质、特殊岩土
不良地质为岩溶，特殊岩土为软土。
（6）、岩溶：
桥址范围内覆土较厚，基岩局部出露，多见小溶孔、溶隙，局部可见岩溶塌陷。据本次钻探揭示，地下隐伏岩溶强发育，地下隐伏岩溶强烈发育，溶洞大小不一，呈串珠状分布，局部连通性好，多充填软塑～流塑状黏土，个别为空洞。
（7）、工程地质条件评价
桥区属丘陵剥蚀地貌，地形较平坦，未发现构造痕迹，岩层单斜，覆土3m左右，不良地质为岩溶，隐伏岩溶强烈发育，溶蚀破碎带呈大面积分布，对桥影响严重，地表水和地下水均发育，均对砼无侵蚀性。
（8）、气象特征
广西省境内全州至柳州区段所经地区气候具有夏长冬暖、夏季炎热多雨、冬季偶有奇寒，气温北低南高、雨量充沛、干湿季节明显的特点。年均气温18°～22°C，一月最冷，平均气温6～15°C、七月最热，平均气温23～28°C、年均降水量1600～2000 mm，5～9月为雨季，约占全年降水量的60～70%，全年多南风和东北风。
（二）施工处理方案
根据上述地质情况、施工所处的地理环境和特点，拟对发现溶洞的桩位两旁进行注浆预处理，并对桥位两侧既有建筑物进行防护；通过在桩位两侧注浆预处理对溶洞双液压浆，以固结溶洞内的填充体，提高其强度；对于以上桩位的桩基采用双层钢护套筒成孔施工。在施工前，重新对该段的桩位进行补充钻探作业，详细了解溶洞的规模、深度位置、发育状况，确保施工的安全和工程质量。
参考文献
[1]曾凡平.五里牌立交大桥桩基础溶洞处理技术[J].价值工程，2011年21期.
[2]杨汝顺.桥梁桩基础溶洞处理技术[J].中华民居，2012年6期.
关键词：岩溶地质；桥梁桩基础；溶洞处理
一、桥梁桩基础溶洞处理前的勘察
由于岩溶发育规律性不强，加上钻探本身也存在较大的局限性，初勘阶段的工作重点应放在探明岩溶发育强度及分布规律上，而不要过多地考虑桥梁桩基的具体位置。建议在岩溶发育地区，应根据桥梁跨径、岩层分布等情况选择合适的物探方法进行补充勘探，以做到经济、合理、安全、可靠地探明桩位处的地质，确保工程安全。
桩基施工前，对桩基穿过石灰岩地层的溶洞分布情况，特别是每根桩基深度范围内溶洞分层高程、填充体、暗河水流情况的地质资料勘探清楚，尽可能做到每根桩基1孔或多孔钻探；若对大直径桩岩溶情况难以判断，每桩须钻2个或3个地质孔，探明设计桩位与溶洞的关系，如溶洞分布面积大、层数多竖向溶沟，为减少施工难度和投资，可加大桥梁跨度，减少桩基工程。由该桥的勘探实践证明，由于桩基直径远大于地质勘探孔直径，个别未进行物探，仅按逐桩钻孔勘探桥梁的溶洞桩基，并不能完全揭示岩溶发育与分布规律，对于直径115m以上的桩基，必要时可用一桩三孔查明溶洞分布情况，并在桩基孔施工中，基岩面露出后，在其四周布孔，准确查明桩基直径范围内一定深度的岩溶发育情况。
二、桥梁桩基础溶洞处理技术
（一）岩溶裂隙及小型溶洞的处理
在岩溶裂隙及0.5m以下的小型溶洞进行桩基施工时，通常会存在以下问题：钻孔施工通过溶蚀裂隙发育密集段时，工艺上要求通常进尺一段深度时必须回填一定量粘土，在冲锤冲击作用下挤入裂隙堵塞桩孔周边溶蚀裂隙，同时可以保持泥浆密度。裂隙对钻孔桩施工造成的主要危害是漏浆。这种情况的主要处理措施为：改进护筒埋置方法，如加大护筒入土深度；入岩前，准备充足的水源和1～2台水泵，同时准备足够的粘土、片石。密切注意护筒内泥浆面的变化情况，当泥浆面迅速下降时，证明在漏浆，首先要赶快补水，然后将粘土和片石按大约1：1的比例往下投2～3m，再重新开钻。当再次漏浆时，仍按上述方法处理，即可逐步解决裂隙漏浆的问题。
（二）一般溶洞处理
一般溶洞是指洞高一般小于4m，连通性较差的溶洞。一般溶洞施工以做好预防为主。钻孔前在附近储备大量粘土、片石及一定数量的袋装水泥，钻孔施工过程中，要求配备水泵和充足的水源，保证一旦漏浆，可以立即进行补水补浆。
对于空溶洞或半充填的溶洞，特别是超前钻显示漏浆的溶洞，在击穿洞顶之前，采用小冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻，要专人密切注意桩机地盘水平、岩样和胡同内泥浆面的变化。一旦发现泥浆面下降、孔内水位变化较大、泥浆稠度、颜色发生变化或钻进速度明显加快又无偏孔现象时，表明已穿越溶洞顶进入溶洞。应根据溶洞的大小和洞内的填充物采取不同的技术措施。首先应迅速用大功率泥浆泵补浆补水，同时及时提钻，防止埋钻，然后用铲车及时将准备好的片石、粘土按适当的比例抛入、必要时投以袋装水泥，仍采用小冲程轻砸，用桩锤击碎后让黏土和片石充分挤入溶洞内壁发挥护壁作用。直至孔中的泥浆停止下降，并慢慢上升，此后可用冲锤进行适当挤压，直至把桩基周围的溶洞都填满或堵死为止，只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。
（三）大型溶洞处理
1、抛填片石粘土法
抛填片石粘土法就是当钻穿溶洞漏漿时，反复投入片石和粘土，并利用钻头冲击，将粘土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中；还可掺入水泥、烧碱和锯末，以增大孔壁的自稳能力；填充后采用小冲程冲砸（冲程不大于0.5m），让粘土和片石充分挤入溶洞内；如此反复抛填片石、粘土冲挤，并控制好泥浆比重，使片石孔壁四周形成泥浆护壁膜。抛填处理方法适用于有填充物或上覆盖层较稳定的无填充、半填充封闭型溶洞的处理，且施工简单、快速、经济。
2、灌注砂浆法
灌注砂浆法主要是灌砂浆来填充溶洞空间，采用压浆方式将洞内砂砾板结，使其凝固成坚实的混合体，以防止钻孔过程中出现漏浆、塌孔现象。对于半填充或者无填充的大型溶洞可采取此方法进行处治。
3、旋喷帷幕法
旋喷帷幕法即单管高压旋喷帷幕注浆法，是利用钻机成孔后，先将带有特制喷嘴的喷管下放至设计底深度位置，然后利用高压脉冲泵形成的高压喷射流，从喷嘴喷出水泥浆液使周围土体切割搅动，同时将喷杆旋转、提升，使土体和水泥浆液混合，凝固后成圆柱状加固浆体。通过旋喷桩的相互咬合搭接，在灌注桩桩周形成相对封闭的旋喷桩墙，起帷幕作用。该方法适用于对桩体周围易坍塌的土层及溶洞内松散填充物进行预处理加固。
4、袖阀管注浆法
袖阀管注浆法是先利用钻机成孔，在孔内注满水泥浆+粘土浆组成的低强度套壳料，再往孔内插入袖阀管）至孔底，孔口采用砂浆或水泥浓浆封孔。待套壳料初凝至一定强度后，再把上下带有止浆栓塞的注浆枪头下放至袖阀管内的设计深度，并利用注浆泵自下而上分段注压入水泥浆液。通过浆液的渗入、劈裂作用，在土体中形成纵横交错的网状浆脉增强体，使注浆段的土体被浆液充填或挤密，达到改良土体的物理力学性质，提高地基土承载力，加固地基的目的。该方法适用于对溶洞上方易坍塌的较大粒径的卵石土上覆盖层进行加固。
（四）多层溶洞钢护筒的套进
1、对于多层溶洞间距相差不大的可采用一次到位套进方式。当冲击钻冲至接近溶洞顶面时，将钢护筒套入孔内，振沉稳固，钻机低冲程击穿溶洞，抛填混合料、补浆稳定后接长钢护筒续振至溶洞底直至成孔，这种做法需用大吨位振动锤，特别是孔越深或溶洞层面越多，要求振动锤的激振力更大。
2、对于多层溶洞且间距相差较大的可采用多层内套护筒套进方式。第一层钢护筒套进并穿过第一层溶洞后，根据第二层溶洞的孔深和第一层护筒脚的深度，计算出第二层所需护筒长度，其护筒长度为第一层护筒脚至第一二层溶洞底深+2m（考虑钢护筒界面交替2m），采用钢丝绳将第二层护筒慢放入孔中，然后将钢丝绳抽出，第2层护筒形成后用冲锤内置引导护筒垂直入孔。穿越多层溶洞则继续套入多级护筒，直至成孔。这种做法可节约材料，但有时护筒难以沉放到位，护孔和防止漏浆较差，内置护筒不牢同，垂直度难以得到真正的有效控制。 三、桥梁桩基础溶洞处理应用
（一）工程概述
1、概况
笔者主持的湘桂线扩能改造工程法源双线特大桥，位于定江镇境法源村，跨度（21×32）m。起点里程WD1K353+271.567，终点里程WD1K353+972.692，桥长701.125m。法源双线特大桥地质较为复杂，基础型式采用钻孔桩和扩大基础，桩基础深度最深42m，桩径1250mm，基础下部溶洞很多。
水文地质情况：
（1）、地形地貌
桥址处为丘陵剥蚀地貌，地面标高为111～120，相对高差为0～9m。该桥跨越一大山谷，槽谷之中地形平坦开阔，多旱地，里面有水塘，桥址范围内没有道路通过，施工时需要在红线内修筑便道，交通不便。
（2）、地层岩性
黏土：褐黄色、灰黄色，硬塑状，厚1～2m，土质较纯，表层夹杂少量植物根系，广泛分布在桥址表层，属Ⅱ级普通土。
软黏土 ：黄褐色、灰褐色，软塑～流塑状，质为软黏土、淤泥质黏土，黏性较强，局部微含碎块石，厚1～2m，根据勘探揭示σ0≈80Kpa，ES≈2.6Mpa。
灰 岩：强风化σ0≈0.15Kpa。
页 岩 ：弱风化σ0≈0.6Kpa。
（3）、地震动参数
根据1/400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），测区内地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。
（4）、水文地质特征
地表水主要為河水，水塘水，主要受大气降雨补给，补给和径流条件好，地表水发育。
地下水主要为第四系孔隙水及基岩裂隙水，赋存布于土层及基岩中，由大气降水和地表水补给，水量微弱，桥区属岩溶区，岩溶水较发育，地表未见泉点出露，地下水位一般为3m左右。
（5）、不良地质、特殊岩土
不良地质为岩溶，特殊岩土为软土。
（6）、岩溶：
桥址范围内覆土较厚，基岩局部出露，多见小溶孔、溶隙，局部可见岩溶塌陷。据本次钻探揭示，地下隐伏岩溶强发育，地下隐伏岩溶强烈发育，溶洞大小不一，呈串珠状分布，局部连通性好，多充填软塑～流塑状黏土，个别为空洞。
（7）、工程地质条件评价
桥区属丘陵剥蚀地貌，地形较平坦，未发现构造痕迹，岩层单斜，覆土3m左右，不良地质为岩溶，隐伏岩溶强烈发育，溶蚀破碎带呈大面积分布，对桥影响严重，地表水和地下水均发育，均对砼无侵蚀性。
（8）、气象特征
广西省境内全州至柳州区段所经地区气候具有夏长冬暖、夏季炎热多雨、冬季偶有奇寒，气温北低南高、雨量充沛、干湿季节明显的特点。年均气温18°～22°C，一月最冷，平均气温6～15°C、七月最热，平均气温23～28°C、年均降水量1600～2000 mm，5～9月为雨季，约占全年降水量的60～70%，全年多南风和东北风。
（二）施工处理方案
根据上述地质情况、施工所处的地理环境和特点，拟对发现溶洞的桩位两旁进行注浆预处理，并对桥位两侧既有建筑物进行防护；通过在桩位两侧注浆预处理对溶洞双液压浆，以固结溶洞内的填充体，提高其强度；对于以上桩位的桩基采用双层钢护套筒成孔施工。在施工前，重新对该段的桩位进行补充钻探作业，详细了解溶洞的规模、深度位置、发育状况，确保施工的安全和工程质量。
参考文献
[1]曾凡平.五里牌立交大桥桩基础溶洞处理技术[J].价值工程，2011年21期.
[2]杨汝顺.桥梁桩基础溶洞处理技术[J].中华民居，2012年6期.