基于水下砼桩基溶洞处理分析
本文以某桥梁水下砼桩基穿越溶洞群施工为例，对其采用人工挖孔和机械ICI孔相结合的施工方法加以介绍、实践证明。该方法有效加快了工程进度，确保了工程质量，节约了施工成本，供借鉴。
标签：桥梁;桩孔施工;施工技术
岩溶地貌是由水溶性岩溶形成的山体或地下空间。我国岩溶地貌分布广泛，面积达91-130万平方公里，尤其是占地面积最大的贵州、云南，其给公共交通建设带来了巨大的挑战。
1.工程概况
1.1 总体情况：某高速公路大桥位于近江河地区，桥头里程桩位于碳酸盐岩地区，地形切割强烈。该桥区段1为河谷岸坡，地势平缓，自然坡度1～25°，露出基岩和灌木植被;段2为底部凹陷的溶蚀谷段，内有稻田，河流穿过山谷，河谷地势平坦，两侧岩石陡峭;3段为河谷侧陡坡，自然坡度为25°（上）-43°（下），基岩和植被裸露。灌木植被。桥梁轴线高度在504-570m之间，相对最大高度差为66m，其中5#，6#桥墩基础设计为承台群桩基础桩径1.8m（每个承台4根桩基，墩高62m），桩基穿越溶洞群（见图1），桩基长39m。
1.2 工程地质分析：该桥5#，6#墩地处的地层主要为覆土、卵石土、砂质灰岩和自云石灰岩。在砂质石灰岩层中存在岩溶洞穴和裂隙（洞穴最大垂直高度为9.2m），从上到下分为四层：覆盖土一卵石土一砂质石灰岩一白云石灰岩。
2.施工阶段
2.1 施工方案选择：在施工阶段，由于地质条件复杂，地表水径流连续，根据设计提供的地质勘察报告，夭然地表下0-7m为覆土卵石土，其次为砂质灰岩和白云石灰岩。如果全部采用人工挖孔，在穿越覆盖土和卵石土后，需要克服地下水和岩溶洞穴的困难。施工难度大，安全隐患大。当采用机械孔时，当覆盖土和卵石土低于自然表面0-7m时，孔容易坍塌，成本较高。根据现场实际情况，决定采用人工钻进与冲击钻进相结合的施工方案。也就是说，人工挖孔（混凝土护壁）是自然进行的，直到约7米（地下水位线）。然后，采用冲击钻进进行泥浆护壁机械钻进，采用水下灌注管进行硅灌注桩身施工。
2.2 人工開挖桩基：人工挖孔桩基础首先根据设计人员提供的测量控制点布置测量控制网，然后精确测量放样桩基础中心线的水平位置和水平位置。应在开口处设置锁定混凝土，以防止墙体下垂。在开挖之前，应在锁定混凝土周围设置四根挡土桩，通过交叉防护墙确保桩基础中心线的精度。要及时进行墙体保护，由于地质疏松和地下水丰富的原因，墙体保护采用钢筋混凝土墙体保护。为保证成孔安全，每开挖1m深基坑，应及时浇筑混凝土护壁。1m挖孔桩的开挖、挡
土墙和嵌固混凝土是整个挖孔桩的开端，是挡土墙混凝土成功的关键。一旦开挖到1米，立即铺设锁定钢筋，并且在每个挡土墙和下一个挡土墙之间铺设连接钢筋。为了保证挖孔的可操作性，在挖孔、护壁缝和接缝之间采用锯齿形（锯齿形也可以增加桩的摩擦力）。当一段挡土墙在自然地表以下7米处开挖并遇到地质边界时，应继续开挖50厘米。在岩层中埋设开挖、挡土墙完工后，停止开挖，更换机械钻探。
2.3 机械成孔：根据现场地质条件，穿越岩溶洞穴和地下水时采用机械钻探。为克服钻探过程中穿越岩溶洞穴的困难，采用了钢管护壁。由于岩石质量参差不齐，岩石中存在裂隙和溶洞，在钻进过程中会发生钢套偏离。为了保证孔型的垂直度，每4-5m深孔检查一次。一旦发现偏差，应及时纠正。在钻探过程中，地质钻探资料中往往要注意钻进的深度，检查岩溶洞穴的设计位置。当钻孔进尺到达岩溶洞顶部时，采用短冲程冲击。当钻头钻穿岩溶洞顶时，会发生突然的灌浆渗漏。在施工过程中，钢护套将继续向下延伸，直到钢护套触及岩溶洞底。为了防止岩浦容洞室底部不均匀引起的钢护套倾斜，将钢护套立即抬起50cm，然后向洞内填充一定量的覆岩粘土，使喀斯特洞穴底部达到一定高度。接着，将钢护套放置在填充的石块和粘土上，并在填充泥浆之后进行钻孔操作。根据设计要求，桩端人岩深度必须大于1.7m，以保证人岩深度和桩端承载力。钻孔完毕后，采用清水循环清扫孔底，清除孔底沉积物，保证单桩承载力。桩体钻孔后，经验合格。对冲击钻头用于注水和渣滓。在圆筒中清除该孔，直到该孔中泥浆的比重控制在1.1-1.2之间，并且沉积物厚度小于5cm。
2.4 安装钢筋笼的步骤和注意事项：a）将合格的加强钢笼运到孔口，以防止运输过程中的变形;b）通过起重机将钢筋笼提升到孔口，并提升钢筋。保持架采用专用钢丝绳和16根扁杆，吊点对称，吊钩垂直于保持架的中心，保证了加强钢保持架的垂直度。c）由于木质工程中钢笼屋顶的高度是自然的，每根桩的深度不同，所以根据情况将钢笼悬挂在笼顶16道钢的横臂上，并通过钢管固定在孔口处进行定位，以防万一。
2.5 水享砼浇筑：根据现场的实际情况，将水下混凝土浇筑在桩基础上的管道法。当采用管道法浇注时，将管道装置放置在浇注位置。顶部有储罐漏斗，可由钻孔用的提升设备进行提升。在浇注开始时，管子的底部应靠近基础，管底有一根引线悬吊的球塞，使管子和料斗可以充满混凝土混合物，然后切断导线，使混凝土能迅速排出球。塞人水中的自重作用下。
2.6 施工注意事项：施工时要根据实际情况紧密结合地质钻探资料，合理选取人工挖孔与机械成孔的分界而，对人工挖孔部分及时护壁，且挖孔、护壁两道工序紧密结合，开挖一节，护壁一节，确保不塌孔。机械钻孔需要定时或不定时检查孔位是否偏位，是否漏浆，并认真核对钻孔进尺，确定距离溶洞的距离。穿越溶洞时采用短行程冲击，进入溶洞后在溶洞底部需要回填片石土，使其底部平整。
结语：
本工程采用人工挖孔和机械钻孔相结合的施工方法，充分利用人工挖孔和机械钻孔方法各自适用的地质情况，避免过多浪费，保证施工质量，同时处理方案简便易行，更能降低成本。
参考文献：
[1]雷雪，谢理巍.钻孔灌注桩施工技术分析[J].交通世界.2017（36）