岩溶地质桥梁桩基施工的主要方法

溶洞，作为一种不良地质具有无规律性且难以直观察觉等特点，一直以来是基础设计及施工的难题。岩溶，又称喀斯特(Karst)，是一种不良地质现象。岩溶指可溶性岩石，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，有时并加以沉积作用而形成的地貌。岩溶区，由于桥址下伏岩溶发育，基岩形态复杂，溶洞众多且具有一定的连通性，因此其基础施工，特别是桩基础施工过程中常遇到上覆地层坍塌、岩面突变、溶洞漏水漏浆等复杂问题，给岩溶区桥梁施工带来一定困难。因此，在施工过程中要认清施工所在地溶洞发育情况，并根据溶洞见洞率和溶洞的大小及填充物质的特征，采用不同的施工方法，十分重要。

1 岩溶地区主要工程地质特征
①由于受气温的影响，石灰岩表面在地表水及地下水强烈侵蚀作用下，普遍出现参差不平、犬牙交错的形态。起伏不平的基岩面，其高差一般为1m～5m，局部地段高差可达20m，给桩基施工带来了困难；
②基岩面下2m～15m范围内出现的溶洞称浅层溶洞。浅层溶洞内一般有充填物，充填物一般呈软塑～流塑状态。溶洞发育形态非常复杂，这类浅层溶洞直接影响到基岩上桩基的安全；
③ 在石灰岩溶洞地区的基岩表面，普遍分布一层厚薄不一的软土层，软土层一般呈软塑～流塑状态。其天然含水量大、承载力低、工程地质条件差，是引起上部结构不均匀沉降的主要因素；且其性质对地下水位的变化非常敏感，当地下水下降时，浮托力消减，土层固结变形，工程地质条件发生改变。

2 岩溶地基的处理
①对于不稳定的岩溶洞隙，可根据其大小、形态及埋深，采用清爆换填、浅层楔状填埋、洞底支撑、梁板跨越、调整柱距等方法。
②对于岩溶水的处理，应在查明季节性动态特征的基础上，采取宜疏勿堵的原则。
③未经有效处理的隐状土洞或地表塌陷及预计的塌陷影响范围内，不应作天然地基。对土洞和塌隙的工程处理应按其成因区别对待，并充分估计处理后的重发性。工程措施宜采用地表截流、防渗堵漏、挖填灌、堵塞岩溶通道、通气降压等方法，同时应采用梁板跨越。对重要建筑物，应采用桩(墩)基。
④应注意工程活动改变和堵截山麓斜坡地段地下水排泄通道，造成较大动水压力对建筑物基坑底板、地坪及道路等正常使用的不良影响，注意泄水、涌水对环境的污染。

3 岩溶地质桥梁桩基施工的主要方法

3.1 钢护筒跟进法
①在溶洞较大，洞内无填充或有流塑充填物，漏水严重或与暗河连通时，采取片石粘土回填，灌注混凝土仍然无法成孔时，可采取钢护筒跟迸法施工。这种方法就是一面冲孔、一面接高护筒，并将其振动下沉至已钻成的孔内或溶洞内，用以阻断溶洞内流塑充填物或水的流动，便于钻孔施工。
②当采用泥石筑壁法冲孔已穿过多个溶洞，并且均已造壁成功，在继续冲孔时，上面已形成的泥石护壁突然坍塌并且漏水，这时已无法再进行泥石护壁，可以将钢护筒跟进到塌孔处堵漏，漏几个溶洞，就跟几个溶洞。
③在垂向溶洞较多，桩基较长，钢护筒跟进很困难，钢护筒不能一层跟进到底时，可先下一层大护筒跟进，这个护筒的直径应大于桩径20cm左右。当大护筒不能下沉，下面的溶洞又无法处理时，需再下一层护筒跟进。在施工中应尽量避免双层或多层护筒跟进。
3.2 粘土片石回填法
粘土片石回填法适用于高度6m以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理，优点是方便、快捷、节省费用。当钻孔至溶洞层时，一般护筒内泥浆会全部或部分流失，严重时会造成塌孔，这时可采用片石加粘土(按1：1体积比)回填，溶洞较大时可加入部分水泥，回填一层、采用钻头冲击一遍，尽量使片石和粘土保持密实，直至回填至溶洞顶部1m～2m。溶洞回填完成后，向钻孔内注入稠度较大的泥浆，使其自然浸入片石缝隙内，然后采用钻头冲击，使片石和粘土挤入溶洞内，形成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时，应反复回填、冲击，直至形成泥石护壁不再漏浆为止。钢护筒必须穿透砂砾及卵石等透水层坐落在不透水层上，尤其是多层溶洞，以防止溶洞漏水，孔内水头急剧下降而造成塌孔。
3.3 钢护筒与回填片石相结合法
为了防止击穿溶洞时泥浆面下降严重造成孔内压力不足而坍孔，根据地质超前钻探结果，确定护筒埋入深度，护筒应埋至风化岩面；冲至溶洞顶约1m减小冲程，冲程在50cm-100cm左右，小冲程大频率方法逐渐把溶洞击穿；在击穿溶洞前派专人负责观察孔内泥浆面变化，一旦发现泥浆突然下降，就马上补充水源和泥浆并提上冲锤防止埋锤。然后根据溶洞大小按1：1的片石和粘土同时投放整包的水泥，进行冲砸堵漏，反复冲击方法将洞内冲砸密实，在冲砸过程中适当加大泥浆比重使护壁牢固，当泥浆面稳定后方可按正常冲孔，如此反复穿越溶洞。
总之，在处理溶洞时应根据实际地质情况，综合考虑各种因素，选用安全、经济、合理有效的施工处理方法，以保证工程质量和施工安全，缩短工期、降低工程造价。