彭孝义
（常德市交通建设投资集团有限公司，湖南 常德 415000）
桥梁基础是桥梁建筑重要的承力结构，起到承载桥梁自身重力荷载和通过桥梁的车流荷载的作用，并将桥梁与自身荷载传递给地基，因此，桥梁基础工程质量之间关系到桥梁工程整体质量。由于我国地域辽阔，地形、地貌和地质结构组成复杂，在我国南部和东南部等地，岩溶地貌分布广泛，成为桥梁基础工程施工的重难点。基于此，为提高桥梁基础建筑质量，改善桥梁基础承载能力，本文对不同发育程度的岩溶地质处治技术展开研究，以期找出更具实践性和针对性的岩溶地质处治措施，推动我国桥梁建造工艺提升。
1 工程概况
某大型桥梁项目，全跨2761m，基础采用柱形实体墩和钻孔灌注桩，桩径有1m和1.25 m两种，桩长在6m-47m之间。地质勘测报告显示，施工场地为典型的岩溶地质，溶洞占比约为40%，其中全空洞占比约70%。
2 岩溶处理技术
根据施工场地溶洞分布情况，结合施工场地工况和设备配置情况，初步选定了抛填筑壁法、绕避法等几种溶洞治理方案，工艺方案描述如下。
2.1 工艺描述
2.1.1 抛填筑壁法：钻孔施作过程中，在钻至溶洞之前，采用冲钻匀速钻孔；钻至溶洞时，立即停止钻孔施工，向溶洞填充粘土片石，并及时冲孔施工，以帮助溶洞填充密实，反复交替填充冲孔施作，直至溶洞空隙全部填充密实，孔道内液面高度稳定；抛填筑壁法施工示意图如图1。
图1 抛填筑壁法处理示意图
2.1.2 钢制护壁筒处治法：钻孔施作过程中，在钻至溶洞之前，采用冲钻匀速钻孔；钻至溶洞底部时，施作钢制护壁筒并对其施加振动荷载，确保其沉至溶洞底，切断洞内的渗水通道；工艺方案示意图如图2。
图2 钢护筒跟进法处理示意图
2.2 小型空洞、中型填充型溶洞处理
2.2.1 对中小型空洞溶洞和大型局部填充溶洞，若水流渗透动力较小，宜选择黏土片石抛填法处治。
2.2.2 应结合施工现场溶洞规模，合理确定抛填处治循环次数，在保证作业溶洞填充密实性的基础上，降低工艺方案施工成本。
2.3 较大型、成串珠状、水联通通道型溶洞处理
对大中型溶洞，以及分布范围广泛且相互联通的溶洞群，若单独采用黏土片石填筑法处理，填充和冲孔施作易扰动溶洞洞壁，增加塌方风险，引发施工安全隐患；若单独采用钢制护壁筒处治法，则施工设备要求更高，增加施工成本，工艺方案经济性较差，且护筒壁振动施工易造成洞壁开裂；结合以往工程实践和所查文献资料，拟定采用“抛填筑壁法+钢制护壁筒”联合处治方案。
2.3.1 抛填筑壁法特点。2.3.1.1 黏土片石抛填处治法工艺简单，工程经济性较高，但施工连续性较差，处治效果不易把握，且易引发坍孔风险；为提高提升溶洞处治效果，增加作业溶洞填充密实性，应根据溶洞规模、现场工况等因素，合理增加填充冲孔施工次数；2.3.1.2 因该工艺方案下，采用的粘土片石填料为硬塑性材料，流动渗透能力有限，及时经多次循环施工，也难以完全充实溶洞，易在作业溶洞上部留下通道；在后期灌注混凝土时，混凝土向通道填充，导致混凝土用量超量，同时造成填筑结构自重增加，示意图如图3。
图3 混凝土灌注超方示意图
2.3.2 钢护筒跟进法特点。2.3.2.1 本工程施工场地岩溶地质条件复杂，联通溶洞分布广泛，护壁筒下推施作过程中，钻头遇洞壁凸起块石，易撞击护筒，导致护筒弯折变形，影响成桩质量，降低灌注桩承载能力；2.3.2.2 因联通溶洞分布广泛，且空洞溶洞占比较多，在施工荷载作用下，极易造成大范围溶洞塌方，导致护壁筒屈曲破坏。
2.3.3 钢护筒跟进和抛填结合法。根据本工程溶洞规模和分布特点，结合上述分析，本文提出采用“黏土片石抛填+钢制护壁筒”联合的处治方案，处治效果优良，经济性良好，效率较高，技术要点如下：2.3.3.1 施作钢护筒前，先使用黏土片石法，循环抛填2-3次，减少塌方风险；2.3.3.2 为减少护筒弯折风险，应提前采用钻机冲击岩体；2.3.3.3 为提高联通溶洞处治效果，可适当混填水泥，同步下沉钢护筒，及时切断渗水通道。
2.4 绕避法
绕避法是目前最优的岩溶地质处治方法，其核心在于根据地质勘测报告，通过合理的施工规划，绕过中大型溶洞，以及分布广泛且联通的溶洞群。本项目11#桥墩位置处，岩溶发育成熟，结合地质勘测报告，拟定原定的32m跨径，增至48m，以跨过岩溶发育成熟区域。
3 施工原则及控制要点分析
本文通过分析不同岩溶地质处治方法特点，明晰了不同溶洞大小、分布、联通和填充工况下的岩溶地质处治方案选取原则，并概括了不同技术方案的施工技术要点。
3.1 岩溶处理措施选定原则
选取原则见表1。
表1 岩溶地质处治方案选取原则
3.2 施工控制要点
3.2.1 为保证孔壁周围挤压能力，避免钻孔施作过程中，因钻进范围内坚硬岩体影响钻进施作，造成“卡钻”现象，钻孔施作动能应控制在2.5 t·m2-5.0 t·m2左右。
3.2.2 因岩溶地貌发育情况、地质条件、岩溶分布、容积等差异，为保证冲孔施作顺利进行，避免坍孔、塌方等风险，应根据施工现场溶洞分布、地质条件等，合理制定钻孔施工方案，严格控制钻孔流程。
3.2.3 加强施工场地地质勘测工作，全面、准确掌握施工场地溶洞大小、分布、联通和洞内填充情况，并根据施工场地岩溶地貌地质勘察资料，合理编定施工方案。
3.2.4 为避免坍孔、溶洞塌方等风险发生，钻孔至溶洞顶板1m左右位置时，应合理调整冲孔参数，尽量采取高频小冲程作业方式进行冲孔施作，缓慢匀速通过溶洞。
3.2.5 为避免溶洞塌方风险，若内部无填充，必须立即注浆，维持水头差；同时，应合理增加泥浆中的黏土比重，以合理增加其容重指标，使注浆稠度保持在25s-30s左右。
3.2.6 施工现场应提前准备足够的黏土片石，保证填筑施工的正常进行，通过高频小冲程作业方式，反复冲击，在洞壁周围形成密实的泥浆护壁，达到封闭和阻塞通道的目的，同时显着降低塌方发生风险。
3.2.7 钻头提出后，应立即将黏土片石填料填入洞内，为保证填充密实性，填充面应稍高于溶洞顶面；待洞内水头稳定，继续进行冲孔施作，压实填料。
3.2.8 若采用黏土片石填料难以完全密封溶洞漏点，应加填适量水泥，提高填充封闭效果。
4 结论
文章结合某桥梁工程桩基础施工实践，分析了不同岩溶地质条件下的溶洞治理方案，结论如下：（1）对中小型空洞溶洞和大型局部填充溶洞，宜选择黏土片石抛填法处治；对大中型溶洞和分布范围广泛且相互联通的溶洞群，宜采用“抛填筑壁法+钢制护壁筒”联合处治方案；（2）应根据施工现场溶洞大小、分布、联通和填充情况，合理制定施工方案，避免造成坍孔、溶洞坍塌等风险；（3）工后检测显示，所有抽检桩基础质量优良，均达到了I类标准桩，完全满足设计和规范要求，表明施工方案技术可行性良好。
