特殊地质条件下桥梁成桩方法探讨

摘要：在桥梁工程建设中，遇到特殊地质情况下桥梁桩基成桩困难，笔者根据多年的施工管理经验，总结出一套可行的方法，可加大桩基有效成桩质量。

关键词：特殊地质桥梁桩基成桩方法探讨

中图分类号：TU473文献标识码： A

0 前言

桥梁桩基础施工关系到整个桥梁承载力、使用功能及安全性能，施工时应特别重视，对遇到特殊地质条件，采取何种措施才能达到设计要求，这些都是我们面对的问题，值得探讨。

1 特殊地质情况

施工中，经常遇到的特殊地质情况有岩溶、裂隙 、粉细砂层厚、淤泥质层（软土）覆盖厚、地下暗河、流沙层部位、冻土。

2 桩基成桩的方式

桩基成桩分为沉入桩、人工挖孔和机械钻孔灌注成桩。目前，常用的沉入桩施工方法有锤击沉桩和静力压桩。常用的机械钻孔有冲抓钻、冲击钻、旋挖钻、潜水钻等。

3 特殊地质情况下成桩方法研究

3.1岩溶、裂隙

岩溶：主要是指地下水和地表水对可溶性岩石碳酸盐岩(石灰岩、白云岩等)、硫酸盐岩(石膏、硬石膏等)和卤化物岩(岩盐)等的溶蚀作用及其所产生的地貌现象和水文地质现象，国际上通称喀斯特(karst) 。岩溶作用使岩土体结构发生变化，形成各种形状不同大小各异的溶洞(岩石洞穴)和土洞，以致岩土体强度降低。

在有岩溶条件下，首先要保证有效成孔，采取的技术措施有下套管、孔周围注浆。有岩溶的地方一般采取冲击钻成孔，因为施工速度快，（1）如果遇到溶洞比较大的地方，应采取回填粘土、片石，同时保持孔内水位，钻进速度放慢，让片石和粘土充分挤入溶洞内壁，形成稳定的护壁，待孔内水位不再下降正常钻进。（2）如果遇到漏浆严重，回填粘土和片石没有作用的时，可采取直接灌注水下混凝土的措施，将导管放到距孔底30-50cm距离，直接灌注混凝土，直至溶洞填充完毕，以混凝土面不再下降并灌注到溶洞顶1m以上为止。待混凝土强度达到30%-50%时，再重新钻进。（3）遇到溶洞较大的地方，也可采用下钢护筒或对孔周围地层进行注浆加固措施。钢护筒应用专用设备打入孔内，分段接长，焊缝处应不漏水，错边量符合规范要求。采取桩孔周围注浆孔预加固措施，注浆孔距桩边0.5-1.0m，各孔间距在0.4-0.8m(灌浆孔平面布置及剖面见图-1)，通过注浆可以改善桩周土体密实度，再用钻孔灌注桩方法成孔达到要求。所配置的水泥浆液浓度应符合要求，常采用水泥浆液或水玻璃浆。（4）对于出现严重坍孔的桩，在灌注混凝土时应控制灌注速度，适当提高桩顶标高，超灌0.5-1.0m。

3.2 粉细砂层厚

在河流、湖泊水系发达地方，经常会遇到地下粉细砂层厚超过施工极限，一些地方达到10多米厚度，且地下水系发达，在这些地方有必要采取技术措施才能保证成孔。在进入粉砂层时，应放慢钻进和提钻速度，加大泥浆比重到1.20-1.40，采用优质膨润土、粘土、纯碱造浆，泥浆性能的好坏直接决定成孔与否（各泥浆性能指标参见表-1）。钻机施工时，应保证泥浆面始终不低于护筒底部，以保证孔壁的稳定，成孔后，应立即放入事先制作好的钢筋笼骨架，再灌注水下混凝土。灌注前检查孔底泥浆比重及沉渣厚度是否符合规范要求，达不到要求应立即清孔，并应经常测试泥浆比重及沉渣厚度，待达到要求时立即灌注混凝土。因是特殊地质条件，故清孔时间不宜过长，采用反循环清孔速度快，要控制好真空泵的压力适中，以免发生坍孔。

泥浆性能指标表-1

3.3 淤泥质层（软土）覆盖厚

淤泥质层覆盖厚常见于湖泊、沼泽地带，对于这类地方钻孔时，首先要有平整、密实的场地，便于钻机钻进。其次采用长护筒埋设，孔口四周用粘土回填密实，保证护筒在钻进时不受扰动下沉。施工时，应放慢钻机速度，采取合适的泥浆，如采用丙烯酰胺泥浆即PHP泥浆成孔后检查质量合格，应马上灌注混凝土，以免时间过长容易坍孔。遇到坍孔时，应回填粘土及片石，再重新钻进，坍孔严重的应全部回填，放置一段时间再重新钻进。对于大直径桩，应保证作业平台稳定，采用土袋围堰施工，围堰高度应高出最高水位0.5m以上。

3.4地下暗河、流沙层

遇到地下有暗河、流沙层时，施工时应加大泥浆的比重（各泥浆性能指标参见表-1），放慢钻进速度，钻进时抛填块石，粘土等挤入桩周，保持孔内水位比地下水位高1-2m，形成压力差，以保护孔壁免于坍孔。成孔后，立即灌注混凝土，以免长时间放置容易坍孔。

3.5冻土

指地表层寒季冻结暖季融化的土（岩石），一般指季节性冻土或多年冻土。对这一地区桥梁基础多采用钻孔灌注桩。成孔后应及时灌注混凝土，混凝土中掺入早强剂、防冻剂等改善混凝土使用性能，混凝土灌注温度宜为5-10℃。当桩端持力层含冰率过大时，应在冻土与混凝土之间设置300-500mm厚的砂砾石垫层，防止混凝土浇筑时受冻。

4 应注意的问题

施工前，应熟悉勘察、设计图，对特殊地质情况编制作业指导书，施工过程加强组织管理，注意前后工序衔接，不要放置时间过长以免坍孔。当采用旋挖钻孔，泥浆初次注入时，应垂直向桩孔中间注入泥浆，避免泥浆冲刷孔壁造成底部松散坍塌。对于这类地质情况，选择合适的泥浆是成桩的关键，其次是钻进速度不要过快，有些施工单位为了抢工期，加快钻进速度，造成不必要的后果，实属不可取。也有些为了节约成本，忽视泥浆质量，造成坍孔，带来额外的成本增加。这些都应权衡进度、质量、费用的相互关系，不要片面追求某一目标。

5结语

针对特殊地质情况进行分析总结，使得我们认识这一不利因素，采取必要的措施，节省工期、成本，保证质量，意义重大。

参考文献

[1] 公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）,北京：人民交通出版社, [2011]

[2]方小睿，沈典栋，溶洞区桥梁钻孔灌注桩的施工，2003.12

[3]刘吉士，阎洪河公路桥涵施工技术规范实施手册，人民交通出版社，2001

[4]刘高明，基于岩溶不利地质条件下公路桥梁成桩施工技术及溶洞处理措施，城市建设理论研究（电子版），2011(19)

[5]冻土地区建筑地基基础设计规范(JGJ 118-2011),北京：中国建筑工业出版社，2011

作者简介：邓兴佳，男，1983，工程师，全国二级建造师，湖北腾升工程管理有限责任公司。