【摘要】 探讨在熔岩地区桥梁桩基施工中应采取的有效施工方法和事故预防及处治措施。
【关键词】 岩溶地质 桥梁桩基 施工方法 事故预防与处治
1.引 言
随着基础工程建设迅猛发展，很多桩基都在石灰岩地层，很难避开溶洞区。本文结合本人在湖北大广南高速公路湖北黄石至通山段和贵州崇溪河遵高速施工的跨河岩溶范围内桥梁桩基的施工经验，在借鉴他人经验的基础上，浅谈溶岩地区桥梁桩基施工供同仁参考。
2.工程概况
大广南高速公路第10标位于湖北省黄石市阳新县龙港镇，地处鄂东南低山丘陵垄岗地貌区，路段岩溶较发育，多呈溶沟、溶槽等地表形态，规模一般不大；地下水可划分为第四系孔隙水、碎屑岩裂隙水、碳酸盐岩岩溶水三大类；阶地上层为粘土或亚粘土，中部为粉砂、细砂、粗砂、粗砂砾、卵石砾石层，下部为弱风化石灰岩。采用高速公路标准，双向四车道，标准路面宽度为26m，设计车速100km/h，荷载等级-Ⅰ级，新屋铺大桥和李家堡大桥结构分别采用40m和30m预应力T梁先简支后连续结构，基础为钻孔灌注桩。
3.施工准备控制
3.1 探明桩基穿过石灰岩地层的溶洞分布情况，特别是每根桩基深度范围内溶洞分层标高、填充体、暗河水流等地质情况，探明设计桩位与溶洞的关系，如溶洞分布面积大、层数多竖向溶沟，为减少施工难度和投资，可与监理、业主和设计单位沟通多方研究比较变更设计。
3.2 清除钻孔场地内杂物，整平压实必要时进行换填处理；浅水中宜采用筑岛的方法施工（新屋铺大桥3、4号墩和李家堡大桥2、3号墩采用了该方法）。
3.3 钻机工作平台处理好后，用全站仪进行精确放样，并设置护桩便于护筒埋设控制及钻机就位，测量误差控制在5mm以内。
3.4 护筒用厚10mm的钢板加工成型，直径比设计桩径大30cm、高度2m，护筒顶加焊5cm×5cm角铁一圈并焊吊环一对。护筒开挖、入坑用十字桩拉线较正误差控制在10mm以内，用粘土分层夯实每层厚度15cm护筒顶高出地面30cm或水面1.0～2.0m，护筒倾斜的偏差不得大于1%。
4.施工技术控制
4.1 施工处理原则
“逐桩勘察”的原则：在充分了解桩位溶洞基本情况下，选择施工方案。
“先易后难”的原则：从中摸索经验以便在复杂溶洞区基桩加以改进、完善；“堵洞护壁，重锤轻击”的原则。
4.2 常见施工方法
4.2.1 常规成孔法：
对于封闭的较小溶洞宜采取注浆措施提供成孔条件；若洞内无填充物或填充物不满则宜采取先填充（碎石或干砂）然后注浆；若充填物呈松散或软塑状态时直接注浆固结即可；若充填物已固结呈硬塑状态时则可以直接冲孔。
4.2.2 片石粘土筑壁法：
地下水流的判断：在钻孔进入溶洞区时，可从孔内泥浆的变化来判断溶洞是否存在地下水流。如孔内泥浆突然下沉，反复加浆能保持孔内泥浆和水位稳定，说明此处溶洞没有地下水流。如孔内泥浆无法灌满，且泥浆稠度不断变化，说明此处溶洞有地下水流。
对无地下水流的溶洞，采用抛填片石粘土筑壁法进行施工处理。如出现的溶洞体积较小，地下水流较缓，孔内水位比较稳定，则仍可采用抛填片石粘土筑壁法进行施工，片石加粘土（按1∶1 体积比）也可掺入适量水泥，回填冲击使其形成泥石护壁。经多次反复回填片石粘土，反复冲击直到形成泥石护壁、不再漏浆为止。在地下水容易控制的地质情况下，也可以采取人工挖孔、砼护壁的方法施工。
4.2.3 钢护筒跟进法：
在溶洞较大、洞内无充填物或有流塑充填物、漏水很严重、采取片石加粘土反复打密仍无法形成泥石护壁时， 可采用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工。桩孔穿过多个溶洞均已成功造壁，在下面冲孔时上面已形成的泥石护壁坍塌漏水且无法解决时，也可采用钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏。
钢护筒外缘与人工挖孔桩砼护壁或冲击钻的孔壁还有一定间壁，施工处理方法：⑴、将钢护筒的上端4～5m割掉（在人工挖孔桩有砼护壁的情况下可以这样做，否则易坍孔），浇注桩身砼并与砼护壁连在一起，5m以下部分也可掺入一些砂浆，使钢板和孔壁连接在一起。⑵、在孔口浇注厚30cm 砼封盖，在封盖上钢护筒和井壁间预留2个孔，一个用作注浆另一个留作排气，用灰浆泵（5～6 kg压力） 将水泥浆压入护筒与护壁间的孔隙中，将灌注桩与井壁连在一起。
5.事故预防及处理措施
在钻孔施工准备阶段，应对各种可能发生的事故进行分析，并制定相应的处理措施：
5.1 偏孔预防和处理：
若探头石致使冲锤偏斜，回填片石、卵石，反复冲击打掉探头石；将钻架略移向探头石一侧，用冲击钻高锤猛击斩断探头石，然后将钻架移回原位继续冲击；若岩面倾斜，则回填30～50cm厚的片石、卵石，然石冲击成孔，或向孔中灌注水下砼到与倾斜岩面上缘相平的高度，待砼达到一定强度后冲击成孔。
5.2 卡钻预防和处理：
卡钻厚不能强提以防塌孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的方法轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，则能脱离卡点或使掉入的石块落下；用较粗的钢丝绳带打捞钩放进孔内将钻头钩住后，与大绳同时提动或交替提动并多次上下、左右摆动试探，则能够将钻头提出；用以上方法提升钻头无效时，可用水下爆破提钻法（将乳化炸药【少于1 kg】放入孔内，沿钻头的滑槽放入到钻头底而后引爆），震松卡钻再用卷扬机一般能提出来；若以上方法还不能见效，须下潜水工摸清孔内情况，再制定相对应的方法，此前必须改善泥浆指标，不断循环降低泥浆比重和含砂率，加强护壁以确保安全。
5.3 掉钻预防和处理：
冲击过程中发现铁件掉入，应立刻停钻用电磁铁吸附打捞； 经常检查钢丝绳和连接装置断丝多于或等于10%及时更换；为便于打捞落钻，可在钻头上预先焊接打捞环等专用打捞工具； 下潜水打捞，方法同前。
5.4 塌孔预防和处理：
降低冲击速度保证孔内护壁强度；发现有掉块现象时，及时回填片石、粘土后重新冲击使孔壁坚实；遇大型流沙层、溶洞时，高度谨慎及时回填片石或用地质钻机钻孔压浆低锤穿越；万不得已时，采用钢护筒与砼回填人工开挖。
5.5 砼浇注流失的预防和处理：
在钻进过程中若出现护筒内水头猛跌的情况，应对此处地层反复回填冲击，以造成坚固的护壁。回填材料可采用粘土加片石也可用砼；对地质勘测已探明的大型溶洞，在钻进过程中予以核实。若不能确保该溶洞完全填实，则根据溶洞高度制作相应的内护筒（护筒加长1.4 m，其内径同桩径），置于孔内封堵砼流失；拌和站的材料准备充足，溶洞位置浇筑砼时控制上升速度。
6.结语
在溶岩地区进行桥梁桩基施工是比较困难的，如何在施工中实施对桩基质量的有效控制显得较为重要。本文结合湖北大广南高速公路10标新屋铺大桥和李家堡大桥的实践经验，对如何根据工程特性选择合适的施工方法，保证桩基的质量作了初步探讨，希望能在同类的工程施工中提供参考。
参考文献
[1] 公路桥涵施工技术规范（JTJ041―2000）[S].人民交通出版社，2000.10.1.
[2] 桥梁工程师手册. 人民交通出版社.
[3] 建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008）.中国建筑工业出版社.2008.8.1.