【摘要】通过和榆高速公路二期LJ1标后沟大桥桩基础施工，浅谈岩溶裂隙地质条件下的桩基础施工方法。 【关键词】桥梁； 桩基础 ；岩溶裂隙 中图分类号：U445文献标识码：A 文章编号：
Abstract: This paper analyzed the pile foundation construction method on the geological conditions.
Key words: bridges; pile foundation; karst fissures
中图分类号：U445文献标识码：A
一．工程概况
和榆高速公路后沟大桥位于左权县殷家庄，为双线桥，下部构造桥墩采用实体薄壁墩、钻孔桩基础。桥址位于山间河谷区，微地貌为黄土冲沟、谷坡，谷底覆盖冲洪积物，岩石节理裂隙及岩溶发育，溶洞及岩层裂隙分布在平面上和纵向上都极不规律。
二．岩溶裂隙桩基施工要求
1、为了保证桥梁基础的安全，墩台基础底下的溶洞需要充分压浆，将溶洞完全充填、充满，注浆压力要求达到0.5MPa。
2、由于溶洞及裂隙分布在平面上和纵向上都极不规律，要求岩溶桩基施工前，对位于冲沟内墩台的对角桩位进行钻探，其中一个兼做取芯验证地质情况，施钻深度至桩底标高以下8m，以查明桩底以上的岩溶发育情况和桩底以下的地质情况。
3、桩基施工时应合理安排施工顺序，先安排外围桩而后中间桩，先安排含有较深、较大、较多溶洞裂隙的桩孔施工，先安排长桩施工。
4、位于溶洞区桥梁基础施工时应根据覆盖层、岩溶发育情况和溶洞充填等情况，制定安全可靠的施工方案，防止斜孔、埋钻、卡钻、掉钻、塌陷等事故的发生。
三、岩溶裂隙桩基钻孔桩施工方法
岩溶桩基施工首先需要选择一支有丰富岩溶桩基施工经验的队伍，处理效果的好与坏对桩身质量和工程成本将有很大的影响。另外岩溶地带桥梁桩基施工中，要求钻机的冲程不断变化，冲击较完整石灰岩时要求钻机冲程加大，遇见裂隙、溶沟时容易偏孔和卡钻，要求钻机稳固，因此岩溶桩基施工选用拉杆式冲击钻。泥浆的主要作用是悬浮钻渣、冷却钻头、润滑钻具，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止塌孔。岩溶地段钻孔所需的泥浆质量和密度要高，性能要好。岩溶桩基施工情况复杂，要处理及时，施工中应根据钻探资料制定初步方案，准备填充处理材料。
3.1预注浆处理
地下岩层裂隙较发达、溶洞特别多的地区，先进行注浆处理，利用水泥浆的流动性，填充溶洞和裂隙。在遇到岩溶破碎带时，应避免在短时间内注入大量的浆液，尽量控制浆液扩散。在浆液中掺加水泥重量2～5%的速凝剂并采用多间歇的施工工艺，使注入岩石裂隙及溶洞的浆液尽快凝固，以形成帷幕，防止浆液流失。后沟大桥左4#、左6#、左7#、右8#、右9#桥墩桩基均采取先压浆处理，后钻孔成桩的施工方法。
钻孔注浆采用跳控施钻，首先在两侧外缘进行注浆，再在中部进行，中部钻孔一方面作为两侧注浆效果的检查孔，又作为下道工序的注浆孔。在两侧进行注浆时，也必须采用间隔注浆的方法，以提高注浆的效果。不能全部钻完再注浆，以免引起孔位串浆，增加注浆难度。注浆时，钻机钻孔至设计深度后，提钻清孔，清孔完毕后视钻孔揭示的地质情况及溶洞大小，下注浆管，封闭孔口，最后加压注水泥浆，直到达到注浆结束条件为止。
注浆材料由水、水泥、速凝剂组成，为纯水泥浆浆液。注浆开始后，要定时观测泵的吸浆量和泵压，记录注浆过程中发生的各种现象，收集原始数据。注浆孔的注浆末期，泵压逐渐升高，当孔口压力大于0.5Mpa时开始循环注浆，压力稳定10～15分钟，可结束该孔的注浆施工。
单孔注浆结束3天后，即可开始该桩位的桩基成孔，在钻桩施工中若再无漏浆现象，说明该桩位注浆质量合格，达到了设计要求。
3.2 粘土加水泥处理裂隙
岩石地区特别是灰岩地区裂隙比较发达，主要表现是漏浆。在钻进过程中时刻观察地面，看是否有裂缝或下沉，检查钻机平台是否水平。后沟大桥右8号桥墩桩基，钻进过程中发现浆液缓慢下降，护筒周围地表出现裂缝。
裂隙刚开始漏浆时要立即抛投黏土，增加孔内泥浆稠度，采取小冲程反复冲进，用钻锤挤压，使回填物将裂隙填塞。当一些裂隙稍大，难以填塞时，在漏浆时及时加浆，向孔内投入袋装水泥，用钻头轻压袋装水泥，将水泥袋压破，待漏浆停止时，停止泥浆循环，等待若干小时水泥水化凝固后方可重新冲进。
粘土加水泥处理裂隙主要是通过钻头挤压，将掺水泥的较稠泥浆挤入岩石裂隙内，阻止泥浆泄露。但处理过的钻孔在钻机振动力及泥浆循环冲击作用下，挤入裂隙内的填塞物被冲出后，会再次出现漏浆现象，这时仍按上述方法处理。后沟右8b-0桩基经历了4次漏浆处理方成孔。
3.3粘土块加片石处理非填充溶洞
施工中遇见非填充溶洞而造成严重迅速漏浆，孔内泥浆短时间急剧下降，造成孔内泥浆护壁作用失去，使孔壁坍塌。该现象一般为击穿溶洞时发生，可采用粘土块加片石冲击处理。
⑴准备足够的小片石（粒径为10～20cm）和粘土，粘土要做成泥球（直径15～20cm左右），对于半充填和无充填物的溶洞要组织足够的水源。快钻至溶洞时，装载机要在孔口旁就位，一旦漏浆，立即回填。
⑵根据地质柱状图掌握钻进标高或冲击声判断，钻至距离溶洞顶部1m左右时，在1～1.5m范围内变换冲程，慢慢将溶洞顶板击穿，防止卡钻。
⑶对于空溶洞或半充填的溶洞，在击穿洞顶之前，密切注意护筒内泥浆面的变化，一旦泥浆面下降，应迅速补水，然后根据溶洞的大小按1:1的比例回填粘土块和片石，进行冲砸堵漏，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。有空洞的桩，一定要控制冲程，以免钻头突然进入空洞，造成钢丝绳断裂或钻机前倾。
⑷钻头穿越溶洞时要密切注意主钢丝绳的情况，以判断是否歪钻。若歪钻应按1:1的比例回填粘土块和片石或填充素混凝土至弯孔处0.5m以上，素混凝土必须达到一定强度后才能重新冲砸。
⑸斜面岩的处理。斜岩面一般出现在粘土、全风化和弱风化的交接层，斜面岩地段易出现卡钻、斜孔现象。进入弱风化层前应采用小冲程，时刻观察钢丝绳是否垂直，发现斜孔应及早处理。处理方法是回填粘土和片石，用小冲程冲击，反复循环。
3.4 护筒跟进处理
对于溶洞上方有较厚的沙砾层时，为防止泥浆突然流失，造成孔壁坍塌，采取护筒跟进法施工。以φ1.5m桩基为例，首先将φ1.5m的钻头扩大至φ1.8m，正常钻进至溶洞上方约1m处，将钻头提起，用振动锤将内径1.8m、壁厚8mm的钢护筒砸至孔底，再将钻头直径改为φ1.5m继续冲砸，直至击穿溶洞，然后回填粘土片石混合物（比例1：1），采用1～1.5m的冲程将洞内冲砸密实，再转入正常钻进。砂砾层较厚，但位置距地表较浅时，可采用人工挖孔桩护壁代替钢护筒。
后沟大桥左线10#墩桩基设计为嵌岩桩，桩长37米，桩径1.5米。该桩位于山脚下，地下水丰富，距桩顶约5～11m分布有极易坍塌的砂层，下部岩层破碎严重，施工过程中多次出现漏浆、塌孔现象，无法成孔。根据地质情况分析，塌孔主要是由于岩层破碎且地下水丰富，漏浆时孔内泥浆液面下降，孔外地下水冲击砂层造成大面积塌孔，致使无法成孔。后我部采用挖孔桩护壁施工至12米，再采用冲击钻施工，顺利成孔。
四．岩溶桩基灌注水下混凝土注意要点
1.岩溶桩基灌注混凝土方量无法准确计算，因此尽量调整使多跟桩同时达到灌注条件，先按桩身设计方量发混凝土，当灌注出现混凝土面上升高度不正常时，则通过估计，及时同拌和站联系继续补方。
2.加大首批混凝土初存量，防止首盘混凝土数量不够造成导管埋深不足而断桩
3.在灌注过程中要勤于测量混凝土面高程，对灌注过程中出现的缓慢下降要有准确的判断，防止混凝土面突然下降造成导管悬空而断桩；
4.灌注时应适当加大混凝土灌注高度，一般考虑要超过设计高程0.5～1.0米，避免在灌注完成后混凝土面下降或浮浆过厚造成短桩。
五．结束语
岩溶桩基地质复杂，突发情况较多，要求我们在施工中多分析多观察，做好施工应急方案，积累丰富的施工经验。