文明特大桥岩溶发育地区挖孔桩施工中出现的问题及应对措施

摘要：结合文明特大桥的人工挖孔灌注桩工程实例，探讨了岩溶发育地区人工挖孔灌注桩施工过程碰到的各种问题，并对遇到的问题提出了相应的处理方法,为类似施工提供参考。

关键词：文明特大桥；岩溶发育地区；挖孔桩；出现的问题；应对措施

中图分类号：U445.31文献标识码： A 文章编号：

1、工程概况

厦蓉高速公路汝郴段文明特大桥位于汝城县文明乡快乐村，左幅桥跨布置为：(1×25m)T梁+(20×40m)T梁+(66m+6× 120m+66m)连续刚构+(2×40m)T梁，桥长l775.38m，右幅桥跨布置为：(1×25m)T梁+(19×40m)T梁+(66m+6×1 20m+66m)连续刚构+(2×40m)T梁+(1×25)T梁，全桥总长1750.88m。基础全部采用桩基础，主桥每承台下12根桩径2.0m，引桥每承台下4根桩径1.8m，全桥共计346根，桩径分别为2m、1.8m 、1.5m，最大桩深57m，人工挖孔最深31.4m。

2、地质、地貌及水文地质条件

桥位属于山前斜坡-岩溶低丘、岩溶沟槽地貌，被第4 系地层所覆盖。大桥两端高，中间低，27#-28#墩之间有水体宽17m小河。主桥位桩基主要位于岩溶低丘处，覆盖层为红粘土，下伏基岩为微风化灰岩，岩质坚硬，岩溶形态为溶沟及小型溶洞，其中最大岩溶发育深度18.8m。

桥位地下水主要为孔隙水、基岩裂隙水和碳酸岩岩溶水三种水。粘土层为弱含水层,砂岩为主要含水层。

3、挖孔施工中出现的问题及应对措施

3.1、孔位偏位

测量是挖孔过程中控制的关键。开孔前，在地面上设十字控制网、基准点，将桩控制轴线、高程测到第一节护壁上。每挖完一节，以孔口十字线对中，吊线锤作中心控制，用尺杆找圆周，修边、使孔壁圆弧保持上下顺直，挖孔过程中经常复核，发生偏斜时及时纠偏。中心偏位≤5 cm 时，可通过局部凿除护壁的方法来纠偏；中心偏位> 5 cm 时，通过破除护壁重新开挖再护壁的方法进行处理。

3.2、地下水丰富

在岩溶地区的岩溶水，常沿可溶岩层的构造裂隙带发育，通过水的差异溶蚀，形成管道岩溶系统，并把大范围的地下水汇集成一个完整的地下河系。就挖孔桩而言，能否顺利排水是挖孔桩施工的关键之一。我们施工时碰到孔内进水主要方式及应对措施如下：

1）孔壁进水：孔壁渗水较小时，护壁混凝土搅拌时稍微干点，振捣密实，可根据实际情况添加早强剂，浇注结构完整、快速凝结的护壁混凝土来防渗堵漏。孔壁渗水较大时，如在施工23墩桩基时，抽水时发现大部分桩基地下水是是相通的，采取交替施工方法，即此施工桩孔时同时对桩孔四周的桩位抽水来降水减少渗水量。

2）孔底进水：同样可以采用交替施工方法，但是若涌水量过大，需根据实际情况采取特殊措施。如有集中的冒水眼，采取对泉眼压水泥净浆来堵塞。如在施工27墩桩基时，挖到一定深度时，伴随渗水，出现涌泥、孔壁坍塌现象。经过仔细分析主要原因是：当桩基开挖到静水位线以下时，地下水流入桩孔，地下水流动对土体产生渗透力，随着水位降深增大，地下水流动对土体产生的渗透力增大，渗透力大于土体的抗剪强度时,，即产生孔底涌泥、孔壁坍塌现象。据此原理, 经过综合考虑，采取疏干地下水、固结孔壁土、控制水力坡度三种措施相结合，即用潜水排污泵从孔底将水抽出并排出场地以外；在疏干地下水、孔壁支护的同时对孔壁土起到固结作用；为减小地下水流动对土体产生的渗透力，在护壁施工时，在孔壁四周预留泄水孔以削减水力坡度，为防止地下水对孔壁冲刷在泄水孔处安装集水管。

3.3、淤泥质、松散土层和厚的流砂层

1）地面以下10 m深度范围内填筑土及卵石土特别松散，人工挖孔掘进时极易坍塌，往往挖深不足1 m时孔壁坍塌已十分严重。

如在27#、28#墩碰到这种情况，我们采用的是每掘进0.5 m左右深度再结合开挖下口30cm 宽、上口50cm 宽的环形槽,立模浇筑此段护壁混凝土，然后再开挖中间的核心土。避免了孔壁严重坍塌，度过这一松散石层再恢复正常做法。

2）掘进过程中遇到大空洞，无法浇筑护壁混凝土时。

如在19#墩碰到这种情况，我们采取的措施是在空洞内砌筑一道1m厚的浆砌片石墙作外模，并将所挖出土渣填筑在墙后以巩固外模。如在23#墩碰到这种情况，采取用竹条板加钢筋对拉做外模。防止浇注混凝土时坍塌，再支护壁内模板，浇注混凝土完成护壁。如对遇有溶洞，且内有软、流塑状填充物时，采取的是对坑壁进行加固：一是采用钢筋网片结合浆砌片石的施工方法进行封堵、加固;；二是采用浇注混凝土的施工方法进行加固，即对该段已开挖桩基用低标号的混凝土进行回填， 再重新开挖，以达到在封堵溶洞口的同时又护壁的效果。

3）流砂情况较严重时

对孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成桩孔时，用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求或采用下钢套筒，装后即支模浇注护壁混凝土，若放入套筒后流砂仍上涌，采取突出的地方挖出后即用混凝土封闭孔底的方法，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔，或者场地允许的情况改用钻孔桩施工。

4、结束语

文明大桥属于山区高速公路桥，且地处岩溶发育地区，由于受地形地质、场地条件的约束，部分桥梁桩基采用机械成孔有困难。特别是在岩溶地质发育区及地势陡峭地段，采用钻孔桩易发生泥浆漏失， 导致成孔困难乃至无法成孔，而且场地狭窄，钻孔机械无法就位，人工挖孔施工不失为一种较好的选择方案。

岩溶发育地区人工挖孔桩施工关键在于做好预防措施及做好相应的施工方案，建立并健全质量、安全保证体系，严格控制施工过程的各环节。对于施工中出现问题认真分析出其症结所在，对症下药即可。

参考文献

[1] 乐琪浪等. 人工挖孔灌注桩施工中常见问题及处理措施，西部探矿工程，2008.

[2] 张艳奇. 岩溶地区桩基础施工技术研究，昆明理工大学，硕士，2011

作者简介:

吕茂丰（1983-），男，江西广丰人，工程师，大学本科，主要从事公路和铁路桥梁施工和管理工作。

王 勇（1973- ），男，湖南衡阳人，高级工程师，硕士研究生，主要从事公路和铁路桥梁施工和管理工作。

李宇奎（1983- ），女，广西容县人，大学本科，助理工程师，主要从事公路和铁路桥梁施工和管理工作。