溶洞作為一種不良地質(zhì)具有無(wú)規(guī)律性且難以直觀察覺等特點(diǎn)，一直以來(lái)是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及施工的難題。巖溶，又稱喀斯特(Karst)，是一種不良地質(zhì)現(xiàn)象。巖溶指可溶性巖石，特別是碳酸鹽類巖石(如石灰?guī)r、石膏等)，受含有二氧化碳的流水溶蝕，有時(shí)并加以沉積作用而形成的地貌。巖溶區(qū)，由于橋址下伏巖溶發(fā)育，基巖形態(tài)復(fù)雜，溶洞眾多且具有一定的連通性，因此其基礎(chǔ)施工，特別是樁基礎(chǔ)施工過程中常遇到上覆地層坍塌、巖面突變、溶洞漏水漏漿等復(fù)雜問題，給巖溶區(qū)橋梁施工帶來(lái)一定困難。因此，在施工過程中要認(rèn)清施工所在地溶洞發(fā)育情況，并根據(jù)溶洞見洞率和溶洞的大小及填充物質(zhì)的特征，采用不同的施工方法，十分重要。

    關(guān)鍵詞：道路橋梁工程技術(shù)論文,巖溶區(qū),橋梁基礎(chǔ)施工,方法
 

    1巖溶地區(qū)主要工程地質(zhì)特征

    ①由于受氣溫的影響，石灰?guī)r表面在地表水及地下水強(qiáng)烈侵蝕作用下，普遍出現(xiàn)參差不平、犬牙交錯(cuò)的形態(tài)。起伏不平的基巖面，其高差一般為1m～5m，局部地段高差可達(dá)20m，給樁基施工帶來(lái)了困難；

    ②基巖面下2m～15m范圍內(nèi)出現(xiàn)的溶洞稱淺層溶洞。淺層溶洞內(nèi)一般有充填物，充填物一般呈軟塑～流塑狀態(tài)。溶洞發(fā)育形態(tài)非常復(fù)雜，這類淺層溶洞直接影響到基巖上樁基的安全；

    ③在石灰?guī)r溶洞地區(qū)的基巖表面，普遍分布一層厚薄不一的軟土層，軟土層一般呈軟塑～流塑狀態(tài)。其天然含水量大、承載力低、工程地質(zhì)條件差，是引起上部結(jié)構(gòu)不均勻沉降的主要因素；且其性質(zhì)對(duì)地下水位的變化非常敏感，當(dāng)?shù)叵滤陆禃r(shí)，浮托力消減，土層固結(jié)變形，工程地質(zhì)條件發(fā)生改變。

    2巖溶地基的處理

    由于施工場(chǎng)地巖溶較為發(fā)育。其大小、形狀、埋深、填充狀況以及對(duì)樁基施工的影響都不盡相同，因而應(yīng)根據(jù)具體情況采取不同的處理措施，并在樁基礎(chǔ)施工前進(jìn)行預(yù)處理，力求達(dá)到安全、有效、經(jīng)濟(jì)的效果。

    ①對(duì)于不穩(wěn)定的巖溶洞隙，可根據(jù)其大小、形態(tài)及埋深，采用清爆換填、淺層楔狀填埋、洞底支撐、梁板跨越、調(diào)整柱距等方法。

    ②對(duì)于巖溶水的處理，應(yīng)在查明季節(jié)性動(dòng)態(tài)特征的基礎(chǔ)上，采取宜疏勿堵的原則。

    ③未經(jīng)有效處理的隱狀土洞或地表塌陷及預(yù)計(jì)的塌陷影響范圍內(nèi)，不應(yīng)作天然地基。對(duì)土洞和塌隙的工程處理應(yīng)按其成因區(qū)別對(duì)待，并充分估計(jì)處理后的重發(fā)性。工程措施宜采用地表截流、防滲堵漏、挖填灌、堵塞巖溶通道、通氣降壓等方法，同時(shí)應(yīng)采用梁板跨越。對(duì)重要建筑物，應(yīng)采用樁(墩)基。

    ④應(yīng)注意工程活動(dòng)改變和堵截山麓斜坡地段地下水排泄通道，造成較大動(dòng)水壓力對(duì)建筑物基坑底板、地坪及道路等正常使用的不良影響，注意泄水、涌水對(duì)環(huán)境的污染。

    3巖溶地質(zhì)橋梁樁基施工的主要方法

    3.1鋼護(hù)筒跟進(jìn)法

    ①在溶洞較大，洞內(nèi)無(wú)填充或有流塑充填物，漏水嚴(yán)重或與暗河連通時(shí)，采取片石粘土回填，灌注混凝土仍然無(wú)法成孔時(shí)，可采取鋼護(hù)筒跟迸法施工。這種方法就是一面沖孔、一面接高護(hù)筒，并將其振動(dòng)下沉至已鉆成的孔內(nèi)或溶洞內(nèi)，用以阻斷溶洞內(nèi)流塑充填物或水的流動(dòng)，便于鉆孔施工。

    ②當(dāng)采用泥石筑壁法沖孔已穿過多個(gè)溶洞，并且均已造壁成功，在繼續(xù)沖孔時(shí)，上面已形成的泥石護(hù)壁突然坍塌并且漏水，這時(shí)已無(wú)法再進(jìn)行泥石護(hù)壁，可以將鋼護(hù)筒跟進(jìn)到塌孔處堵漏，漏幾個(gè)溶洞，就跟幾個(gè)溶洞。

    ③在垂向溶洞較多，樁基較長(zhǎng)，鋼護(hù)筒跟進(jìn)很困難，鋼護(hù)筒不能一層跟進(jìn)到底時(shí)，可先下一層大護(hù)筒跟進(jìn)，這個(gè)護(hù)筒的直徑應(yīng)大于樁徑20cm左右。當(dāng)大護(hù)筒不能下沉，下面的溶洞又無(wú)法處理時(shí)，需再下一層護(hù)筒跟進(jìn)。在施工中應(yīng)盡量避免雙層或多層護(hù)筒跟進(jìn)。

    3.2粘土片石回填法

    粘土片石回填法適用于高度6m以下全填充、半填充和無(wú)填充的溶洞處理，優(yōu)點(diǎn)是方便、快捷、節(jié)省費(fèi)用。當(dāng)鉆孔至溶洞層時(shí)，一般護(hù)筒內(nèi)泥漿會(huì)全部或部分流失，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成塌孔，這時(shí)可采用片石加粘土(按1：1體積比)回填，溶洞較大時(shí)可加入部分水泥，回填一層、采用鉆頭沖擊一遍，盡量使片石和粘土保持密實(shí)，直至回填至溶洞頂部1m～2m。溶洞回填完成后，向鉆孔內(nèi)注入稠度較大的泥漿，使其自然浸入片石縫隙內(nèi)，然后采用鉆頭沖擊，使片石和粘土擠入溶洞內(nèi)，形成泥石護(hù)壁。若溶洞內(nèi)泥石護(hù)壁出現(xiàn)漏漿時(shí)，應(yīng)反復(fù)回填、沖擊，直至形成泥石護(hù)壁不再漏漿為止。鋼護(hù)筒必須穿透砂礫及卵石等透水層坐落在不透水層上，尤其是多層溶洞，以防止溶洞漏水，孔內(nèi)水頭急劇下降而造成塌孔。

    3.3鋼護(hù)筒與回填片石相結(jié)合法

    為了防止擊穿溶洞時(shí)泥漿面下降嚴(yán)重造成孔內(nèi)壓力不足而坍孔，根據(jù)地質(zhì)超前鉆探結(jié)果，確定護(hù)筒埋入深度，護(hù)筒應(yīng)埋至風(fēng)化巖面；沖至溶洞頂約1m減小沖程，沖程在50cm-100cm左右，小沖程大頻率方法逐漸把溶洞擊穿；在擊穿溶洞前派專人負(fù)責(zé)觀察孔內(nèi)泥漿面變化，一旦發(fā)現(xiàn)泥漿突然下降，就馬上補(bǔ)充水源和泥漿并提上沖錘防止埋錘。然后根據(jù)溶洞大小按1：1的片石和粘土同時(shí)投放整包的水泥，進(jìn)行沖砸堵漏，反復(fù)沖擊方法將洞內(nèi)沖砸密實(shí)，在沖砸過程中適當(dāng)加大泥漿比重使護(hù)壁牢固，當(dāng)泥漿面穩(wěn)定后方可按正常沖孔，如此反復(fù)穿越溶洞。

    4工程實(shí)例

    4.1工程概況

    某大橋橋長(zhǎng)約710m，橋梁下部結(jié)構(gòu)采用樁基礎(chǔ)，柱式橋墩，上部結(jié)構(gòu)采用25m、30m、40m跨徑的裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T梁。其中11—1號(hào)樁樁徑1500mm，原樁底標(biāo)高為-25.000m，根據(jù)地質(zhì)超前鉆孔資料，樁底標(biāo)高必需調(diào)整為穿過溶洞嵌入微風(fēng)化4.0m，11-1號(hào)樁施工范圍內(nèi)存在形態(tài)各異的小型溶洞及較厚的石膏層，必需采取有效措施進(jìn)行處理。

    4.2地質(zhì)情況

    根據(jù)超前鉆勘察資料反映，11-1號(hào)樁位中從上到下的地層情況如下：亞粘土層一強(qiáng)風(fēng)化鹽溶角礫巖層一強(qiáng)風(fēng)化石膏層一弱風(fēng)化灰?guī)r層。存在兩層溶洞，地面標(biāo)高為2.0m，第一層位于現(xiàn)狀地面下10m，洞高約lm；第二層溶洞位于現(xiàn)狀地面下20.5～22.0m，洞高為1.0～1.5m。

    4.3施工方法

    根據(jù)11-1號(hào)樁基超前鉆孔的資料可知，溶洞以上的強(qiáng)風(fēng)化鹽溶角礫層厚度較厚。由此可以判斷，只要在施工過程中將鋼護(hù)筒穿透土層部分，在樁基沖孔的過程中就能夠具有足夠的安全性，正常情況下在11-1號(hào)樁基的施工過程中就不會(huì)發(fā)生坍塌事故。同時(shí)，在樁基施工時(shí)需要使用鋼護(hù)筒來(lái)進(jìn)行防護(hù)，以防止塌孔，鋼護(hù)簡(jiǎn)筒壁的厚度為12mm，護(hù)筒內(nèi)徑為1700mm，總長(zhǎng)度約為13m，護(hù)筒應(yīng)打入至弱風(fēng)化灰?guī)r巖層的頂面。沖至溶洞頂約1m減小沖程，沖程在50cm～100cm左右，小沖程大頻率方法逐漸把溶洞擊穿。當(dāng)擊穿溶洞發(fā)現(xiàn)泥漿面突然下降較多時(shí)，馬上補(bǔ)泥漿并拋填片石和粘土(比例約1：1)，然后進(jìn)行沖砸堵漏，反復(fù)沖擊方法將洞內(nèi)沖砸密實(shí)，在沖砸過程中適當(dāng)加大泥漿比重使護(hù)壁牢固，沖擊過程中發(fā)現(xiàn)漏漿時(shí)，繼續(xù)回填1：1的片石和粘土，然后沖擊，如此反復(fù)穿過溶洞，直至終孔。進(jìn)入石膏層后，根據(jù)泥漿的濃度和進(jìn)尺的快慢，由于石膏被沖碎后，與原來(lái)的泥漿形成混合體，加大了泥漿的稠度，從而造成粘錘和每天的進(jìn)尺緩慢，這是就可以根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整泥漿的濃度和加入一定的片石或卵石在孔內(nèi)，這樣可以在一定的程度上加快沖孔的進(jìn)度。其它工序按常規(guī)施工。經(jīng)統(tǒng)計(jì)樁長(zhǎng)約49m，采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)，用片石和粘土多次回填，最后成孔灌注砼，驗(yàn)樁后為I類樁，處理后果良好。

    5結(jié)束語(yǔ)

    總之，在處理溶洞時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，綜合考慮各種因素，選用安全、經(jīng)濟(jì)、合理有效的施工處理方法，以保證工程質(zhì)量和施工安全，縮短工期、降低工程造價(jià)。