摘 要：溶洞是石灰岩在水中长期溶蚀的结果，工程中溶洞大部分情况下可以考虑为一种不良地质。溶洞十分发育的地段线路要选择绕避，如没有选择绕避，则要根据实际情况对基础下的溶洞做相应处理，本文根据中铁二院洞新高速项目、中交二院乐广项目及本人的一些经验，总结桥梁基础遇到溶洞时的一般处理措施。
关键词:溶洞桥梁基础
前言:岩溶地貌是可溶岩被具有溶解力的水溶解而形成的地表和地下形态的总称，也称喀斯特地貌。岩溶问题是岩溶地区工程建设中的一个突出问题。喀斯特地貌在中国分布广泛，面积很大。喀斯特地貌广泛分布于中国西南和华南地区。
溶洞大致可分为四类，即空溶洞、多层溶洞、大型溶洞(h > 3m)、充填型溶洞(全充填和半充填)。类型以充填洞穴为主，充填物以半充填淤泥质土、砾石、砾石、卵石、粘土等为主。最大洞穴高度为27.2米..多层溶洞一般高度较小。为了保证岩溶发育地区钻孔灌注桩施工时不漏浆，或漏浆但不塌孔，以保证桩的顺利成孔成桩，满足承载力要求。施工时应根据地质钻孔柱状图判断溶洞地层情况、空孔的大小及溶洞的充填情况。根据不同的溶洞采用不同的方案，如常规泥浆护壁法、洞内抛填毛石、回填素混凝土、压力灌浆、钢护筒跟进等。
1常规方案
一般洞穴里都会有填充物。当洞穴内有充填物，充填物为可塑或软粘土，且洞穴不透水时，则无论洞穴有多大或垂直方向有多少洞穴，均可按正常地质条件施工，不考虑洞穴的存在。用冲击钻钻孔，孔内的土和洞外的土没什么区别，所以可以不用洞穴施工。
2回填充填法
对于较小的溶洞，采用充填封闭法对溶洞进行充填，充填材料根据地质钻探揭露的溶洞确定。灌注后，按照正常施工方法进行钻孔灌注桩施工。
3.1碎石回填。施工采用常规成孔方法。钻穿溶洞漏浆时，反复放入黄土和片石物质，通过钻头的冲击将黄土和片石物质挤入溶洞和岩溶裂隙中。还可以加入水泥、烧碱、锯末，增加孔壁的自稳能力。
1)添加比例:为有效利用片石，片石与粘土的比例为3:7。添加水泥时，添加比例为每米2袋，添加锯末时，添加比例为粘土的10%。
2)添加方式:片石采用强度& ge30MPa的石灰岩，石料尺寸宜为15~50cm。
用水泥袋包装后加入粘土更好。水泥抛法是最好的整袋抛法。拌制方法为:将毛石和粘土袋(水泥和锯末可加也可不加)分层间隔拌制，回填高度为洞顶以上1m。
3)施工中的注意事项:密切注意钻机的工作情况、周围地表的沉降和套管内水位的变化，防止出现异常情况和漏浆，并立即处理。
根据地质柱状图，在接近溶洞时经常观察检查，通过手中冲击绳的手感、冲击岩层的声音、提取的岩样判断是否靠近岩溶地层。
接近岩溶时，主绳的松绳量应为1~2cm，防止钻穿岩壳时卡住。在岩溶地层钻上壳体时，一旦漏浆，应及时放入泥块和片石，并补充水分，保持孔内水位较高。
4)主要适用范围及优点:适用于较小的溶洞(溶洞高度小于3m)，无需填筑或半填筑，施工方法简单，造价低廉。
3.2素混凝土回填
采用普通成孔法。当漏浆通过溶洞或遇到斜面时，填入低标号混凝土，间隔一定时间后，冲击钻孔成孔。
1)混凝土标号和配合比可采用C20(C15或C10)素混凝土。为了尽快提高混凝土强度，节省施工时间，需要在混凝土中加入一定的早强剂来提高素混凝土的早期强度。
2)拌和方法:对于倾斜岩面，为纠正孔位，回填素混凝土应与倾斜岩面顶面齐平，对于溶洞，回填顶面应高出溶洞顶板50cm。
3)施工注意事项:回填48H后，回填混凝土强度达到70%后，应在桩基内取芯检查填充效果，待溶洞完全填满，强度达到后，方可进行桩基施工。
4)主要适用范围及优点:适用于中、小型溶洞，有无填充物均可采用此方案。施工方法简单，成本相对较高。
3注浆加固法
是通过对比地质柱状图，对桩所经过的溶洞进行填充加固。
1)注浆孔布置:根据钻孔柱状图，找出最大的溶洞。如果洞穴是连通的洞穴，只有最大的洞穴需要灌浆加固。
2)灌浆压力控制:灌浆采用灌浆泵，灌浆压力不宜过高，应控制在0.5~1.0MPa范围内，具体压力值由现场试验确定。灌浆速度为15~20L/min，其目的是使浆液渗入填料(包括注入的砂和碎石)，然后固结。最小穿透直径为3.0m，以确保冲孔钻孔中有足够的固结体。灌浆时，灌浆管必须插入填料底部，然后边灌浆边慢慢提起。提管速度不能太快。按照珠江的速度，渗透半径应该控制在允许范围内。
3)施工中的注意事项:为防止浆液流失过多而造成浪费，采用间歇注浆，使注入的浆液和砂(或碎石)在注浆前初步胶结，反复注浆，直至达到规定的注浆量和注浆压力控制值。填充一个孔后，继续注入剩余的孔，后注入压力必须增加，最后封孔。灌浆顺序应由现场自行控制。填充效果应在桩基内取芯检查，待溶洞完全填充，强度达到后，方可进行桩基施工。
4)主要适用范围及优点:多适用于小型(高度1m以下)或多层溶洞(多层串珠溶洞)，也可用于各种有填充物的溶洞，但成本较高。
4钢护筒后续加固
采用钢护筒跳入法:一边打孔，一边连接钢护筒，压入或振动沉入钻孔内。
1)钢护筒的选择:确定内护筒的长度和内径:护筒长度L=(h+H)m(h为预钻孔确定的洞穴高度，H为洞穴顶部到地面的高度加30cm)；单层套管内径比桩径大10cm，多层套管内径比桩径大10cm，外层套管内径比内层套管外径大10cm，以此类推。钢套管的孔径要准确，连接要直，要用绞车成型。钢护筒应具有一定的刚度，单个大溶洞宜采用单层护筒，两个大溶洞宜采用双层护筒，以此类推。
2)内套管下沉:冲击通过洞顶时，应反复提锤，在洞顶厚度范围内缓慢上下提锤，锤无明显受阻，说明洞顶有洞，且光滑垂直。此时应在内套管上系上钢丝绳钩，用吊车(或桩机自身产生的重量)将内套管放入外套管中沉入孔底。如有必要，应使用振动锤下沉。
采用冲击钻随动法在钢护筒上钻孔时，施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒顺利下沉。钻头直径比刚性套管外径大3 ~ 5厘米。套管就位后，更换钻头，满足成孔要求。
如果冲击钻机在坚硬岩石中扩孔系数小，不能满足钢护筒下沉要求，则回填扩大钻头直径进行二次冲孔，保证钢护筒顺利下沉。为保证钢护筒滑动顺畅，要求桩孔垂直，无歪斜和缩颈。
3)主要适用范围及优点:适用于特大型溶洞(溶洞高度3m以上)、未充填溶洞、半充填溶洞或溶洞上方厚砾石层。
5预应力管桩法
预应力管桩法是利用群桩基础代替原有桩基础的一种施工方法。一般适用于覆盖层较厚，桩基为摩擦桩的情况。预应力管桩的桩长比原设计短，桩底能不能穿过溶洞。但溶洞下方岩层风化严重，破碎，很容易通过。桩顶的垂直力由桩侧的土摩擦力来抵抗。
6结论
首先，溶洞地区应加强地质勘探，详细的地质勘探报告是选择合理的溶洞处理方法的前提。施工过程中应严格观察。如果正常溶洞的分布与设计采用的地质资料中对溶洞的描述不一致，应及时向业主和设计单位报告实际地质情况，必要时调整溶洞的处理方法。
参考资料:
⑴安徽冯桩基优化设计专题研究报告
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