陳德艷

摘要：溶洞是石灰?guī)r在水中長期溶蝕的結(jié)果，工程中溶洞大部分情況下可以考慮為一種不良地質(zhì)。溶洞十分發(fā)育的地段線路要選擇繞避，如沒有選擇繞避，則要根據(jù)實(shí)際情況對基礎(chǔ)下的溶洞做相應(yīng)處理，本文根據(jù)中鐵二院洞新高速項(xiàng)目、中交二院樂廣項(xiàng)目及本人的一些經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)橋梁基礎(chǔ)遇到溶洞時的一般處理措施。

關(guān)鍵詞：溶洞 橋梁基礎(chǔ)

Abstract: water-eroded cave is in the water dissolution of long-term limestone result, in most cases karst cave engineering can be considered as a bad geological. Cave is a very development area should choose the line around the avoid, if not choose from around, according to the actual situation of the karst caves in the corresponding basis do processing, according to TieErYuan hole in the new high-speed project, in the music of the project and some of my wide experience to sum up the bridge foundation of general karst cave meet processing measures.

Keywords: cave Bridges foundation

中圖分類號：K928.78 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號

前言:巖溶地貌是因具有溶蝕力的水對可溶性巖石產(chǎn)生溶蝕等作用而形成的地表和地下形態(tài)的總稱，又稱喀斯特地貌。巖溶問題是巖溶地區(qū)工程建設(shè)的突出問題。中國巖溶地貌分布廣、面積大，我過西南及華南巖溶地貌分布廣泛。

溶洞大概可分為4類，即空溶洞、多層溶洞、大型溶洞（H＞3m）、有充填物溶洞（全填充、半填充）。類型主要以有填充物溶洞為主，其充填物主要有半充填淤泥質(zhì)土、砂礫、碎石、卵石、粘土等。最大溶洞高27.2m。，多層溶洞一般高度較小。為了保證巖溶發(fā)育地區(qū)鉆孔灌注樁施工過程中不漏漿，或漏漿但不發(fā)生坍孔，保證樁孔順利成孔、成樁并滿足承載力要求。施工時應(yīng)根據(jù)地質(zhì)鉆孔柱狀圖來判別溶洞地層情況、空洞大小、溶洞填充物情況。根據(jù)不同的溶洞采取不同方案，采用常規(guī)泥漿護(hù)壁方法、向孔內(nèi)拋填片石、回填素混凝土、壓力注漿以及采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)等不同施工工藝。

1 常規(guī)方案

一般情況下，溶洞會有填充物，當(dāng)溶洞有填充物，是可塑或軟塑的亞粘土，且溶洞不漏水，這時不管溶洞有多大也不管溶洞垂直方向數(shù)量有多少，都可以不考慮溶洞的存在，而按正常地質(zhì)情況施工。采用沖擊鉆成孔，洞內(nèi)的土質(zhì)和溶洞外的土質(zhì)沒有什么區(qū)別，可以按無溶洞施工。

2 回填填充法

對于規(guī)模較小的溶洞，采用充填封閉法填充溶洞，充填物根據(jù)地質(zhì)鉆孔揭示的溶洞情況確定。填充后按正常施工方法施工鉆孔灌注樁。

3.1片石回填。采用正常成孔方法施工，當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時，反復(fù)投入黃土和片石，利用鉆頭沖擊將黃土和片石擠入溶洞和巖溶裂隙中，還可摻入水泥、燒堿和鋸末，以增大孔壁的自穩(wěn)能力。、

1）摻加比例：為有效利用片石，片石與粘土的比例為3:7，參加水泥時，摻加比例為每米2包，摻加鋸末時，摻加比例為粘土的10%。

2）摻加方法： 片石采用強(qiáng)度≥30MPa石灰?guī)r，石塊粒徑以15~50cm為宜。

摻加粘土是采用水泥袋包裝后投放效果更佳。水泥投放方法為以整袋投放為佳。摻加方法為：片石、粘土袋（可選擇添加水泥、鋸末，也可不添加）分層間隔摻加，回填高度為溶洞頂板以上1米處。

3）施工注意事項(xiàng)：密切注意觀察鉆機(jī)工作情況、周圍地表沉降和護(hù)筒內(nèi)水位變化，防止不正常情況發(fā)生，發(fā)生漏漿現(xiàn)象，立即處理。

根據(jù)地質(zhì)柱狀圖，在接近溶洞時勤觀察、勤檢查，憑手握沖擊主繩的手感，沖擊巖層的響聲，抽取的巖樣來判斷是否接近巖溶地層。

接近巖溶時主繩松繩量應(yīng)為1~2cm，防止穿巖殼時卡鉆。鉆穿巖溶地層上殼時，一旦漏漿，要及時投放粘土塊、片石并補(bǔ)水，以保持孔內(nèi)水位高度。

4）主要適用范圍及優(yōu)勢：適用于較小溶洞（溶洞高度小于3米），無填充物或半填沖，施工方法簡單，造價較低。

3.2 素混凝土回填

采取正常成孔方法施工，當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時或遇到傾斜顏面時填入低標(biāo)號混凝土，間隔一定時間后采用沖擊鉆成孔。

1）混凝土標(biāo)號及配合比 混凝土可采用C20（C15、C10也可）素混凝土，為盡快提高混凝土強(qiáng)度，節(jié)約施工時間，應(yīng)在混凝土中摻加一定早強(qiáng)劑，提高素混凝土的早期強(qiáng)度。

2）摻加方法：對于傾斜巖面，為校正孔位，回填素混凝土應(yīng)與斜巖面頂面平齊，對于溶洞處，回填頂面高于溶洞頂板50cm。

3）施工注意事項(xiàng)：回填48H后回填混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%后，且應(yīng)在樁基范圍取芯檢驗(yàn)填充效果，待溶洞完全填充且強(qiáng)度達(dá)到后方可進(jìn)行樁基施工。

4）主要適用范圍及優(yōu)勢：適用于中、小溶洞，有無填充物均可采用此方案。施工方法簡單，造價相對較高。

3 注漿加固法

就是通過對照地質(zhì)柱狀圖，對樁穿過的溶洞進(jìn)行填充和加固。

1）注漿孔布設(shè)：根據(jù)鉆孔柱狀圖，找出最大溶洞，如果溶洞為連通溶洞，只需對其中最大的溶洞進(jìn)行注漿加固。

2）注漿壓力控制：用注漿泵注漿，注漿壓力不宜太大，控制在0.5~1.0MPa范圍，具體壓力值現(xiàn)場試驗(yàn)確定。注漿速度為15~20L/min，其目的是使?jié){液滲透到填充物內(nèi)（包含灌入的砂和碎石），然后固結(jié)，滲透最小直徑定位3.0米，以保證沖鉆成孔是有足夠的固結(jié)體。注漿時注漿管必須插入填充物底部，然后邊注漿邊緩慢上提，提管速度不宜太快，根據(jù)珠江速度確定，應(yīng)是滲透半徑控制在允許范圍內(nèi)。

3）施工注意事項(xiàng)：防止?jié){液流失太遠(yuǎn)造成浪費(fèi)，采用間歇注漿方式，使得先注入漿液與沙子（或碎石）初步達(dá)到膠結(jié)后再注漿，循環(huán)注漿多次，直至達(dá)到規(guī)定的注漿量和注漿壓力控制值為止。注完一個孔后，繼續(xù)對其余孔進(jìn)行注漿，后注漿壓力必須調(diào)高，最后封孔。注漿順序由現(xiàn)場自行掌握。且應(yīng)在樁基范圍取芯檢驗(yàn)填充效果，待溶洞完全填充且強(qiáng)度達(dá)到后方可進(jìn)行樁基施工。

4）主要適用范圍及優(yōu)勢：多適用于小型（高度小于1米）或多層溶洞（多層串珠狀小溶洞），也可用于各種有填充物的溶洞，但造價較高。

4 鋼護(hù)筒跟進(jìn)加固

采用鋼護(hù)筒跳進(jìn)法：一面沖孔，一面接鋼護(hù)筒，并且將其壓到或震動下沉至已鉆成的孔內(nèi)。

1）鋼護(hù)筒的選擇：內(nèi)護(hù)筒長度和內(nèi)徑的確定：護(hù)筒長度L=（h+H）m（h為超前鉆確定的溶洞高度，H為溶洞頂?shù)降孛婕?0厘米的高度）；單層護(hù)筒內(nèi)徑大于樁直徑10cm，多層護(hù)筒最內(nèi)層護(hù)筒內(nèi)徑大于樁直徑10cm，其外面一層護(hù)筒內(nèi)徑大于內(nèi)層護(hù)筒外徑10cm，并以此類推。鋼護(hù)筒孔徑要準(zhǔn)確，連接順直，用卷揚(yáng)機(jī)成型。鋼護(hù)筒要有一定的剛度，單個大溶洞用單層護(hù)筒，兩個大溶洞用雙層護(hù)筒，并以此類推。

2）內(nèi)護(hù)筒的沉放：當(dāng)沖擊穿過溶洞頂部時要反復(fù)提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻，說明頂部已成孔并且圓滑垂直的，此時用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護(hù)筒，用吊機(jī)（或樁機(jī)自生重量）把內(nèi)護(hù)筒放入外護(hù)筒內(nèi)沉至孔底，必要時用振動錘下沉。

用沖擊鉆成孔鋼護(hù)筒跟進(jìn)法施工時，施工中應(yīng)充分利用沖擊鉆的擴(kuò)孔性能，使鋼護(hù)筒能順利下沉。鉆頭直徑大于剛護(hù)筒外徑3~5cm，護(hù)筒到位后鉆頭改為滿足成孔要求的鉆頭直徑。

如果沖擊鉆在堅(jiān)硬巖石中的擴(kuò)孔系數(shù)較小，不能滿足鋼護(hù)筒下沉要求的，回填并加大鉆頭直徑二次沖孔，以保證鋼護(hù)筒順利下沉。為保證鋼護(hù)筒順利下滑，要求樁孔豎直，無歪斜、縮頸。

3）主要適用范圍及優(yōu)勢：適用于特大溶洞(溶洞高度大于3米)、無填充溶洞、半填沖溶洞或溶洞上方有較厚的沙礫層時。

5 預(yù)應(yīng)力管樁法

預(yù)應(yīng)力管樁法是利用群樁基礎(chǔ)代替原有樁基的一種施工方法。一般適用于覆蓋層較厚，樁基為摩擦樁的情況。預(yù)應(yīng)力管樁樁長比原設(shè)計樁長短，樁底可以不通過溶洞，或者通過溶洞，但溶洞下方巖層風(fēng)化破碎嚴(yán)重，容易通過，靠樁側(cè)土摩阻力來抵抗樁頂垂直力。

6 結(jié)語

溶洞地區(qū)首先要加強(qiáng)地質(zhì)勘探工作，詳細(xì)的地勘報告是選擇合理選擇溶洞處理方法的前提。施工時應(yīng)嚴(yán)密觀測，如法線溶洞分布與設(shè)計時采用的地質(zhì)資料溶洞描述不符，應(yīng)及時上將實(shí)際地質(zhì)情況報業(yè)主及設(shè)計單位，必要時調(diào)整溶洞處理方法。

參考文獻(xiàn)：

⑴《樁基優(yōu)化設(shè)計專題研究報告》馮鵬程 郭安輝