1 巖溶地區主要工程地質特征

①由于受氣溫的影響，石灰巖表面在地表水及地下水強烈侵蝕作用下，普遍出現參差不平、犬牙交錯的形態。起伏不平的基巖面，其高差一般為1m～5m，局部地段高差可達20m，給樁基施工帶來了困難；

②基巖面下2m～15m范圍內出現的溶洞稱淺層溶洞。淺層溶洞內一般有充填物，充填物一般呈軟塑～流塑狀態。溶洞發育形態非常復雜，這類淺層溶洞直接影響到基巖上樁基的安全；

③在石灰巖溶洞地區的基巖表面，普遍分布一層厚薄不一的軟土層，軟土層一般呈軟塑～流塑狀態。其天然含水量大、承載力低、工程地質條件差，是引起上部結構不均勻沉降的主要因素；且其性質對地下水位的變化非常敏感，當地下水下降時，浮托力消減，土層固結變形，工程地質條件發生改變。

2 巖溶地基的處理

由于施工場地巖溶較為發育。其大小、形狀、埋深、填充狀況以及對樁基施工的影響都不盡相同，因而應根據具體情況采取不同的處理措施，并在樁基礎施工前進行預處理，力求達到安全、有效、經濟的效果。

①對于不穩定的巖溶洞隙，可根據其大小、形態及埋深，采用清爆換填、淺層楔狀填埋、洞底支撐、梁板跨越、調整柱距等方法。

②對于巖溶水的處理，應在查明季節性動態特征的基礎上，采取宜疏勿堵的原則。

③未經有效處理的隱狀土洞或地表塌陷及預計的塌陷影響范圍內，不應作天然地基。對土洞和塌隙的工程處理應按其成因區別對待，并充分估計處理后的重發性。工程措施宜采用地表截流、防滲堵漏、挖填灌、堵塞巖溶通道、通氣降壓等方法，同時應采用梁板跨越。對重要建筑物，應采用樁(墩)基。

④應注意工程活動改變和堵截山麓斜坡地段地下水排泄通道，造成較大動水壓力對建筑物基坑底板、地坪及道路等正常使用的不良影響，注意泄水、涌水對環境的污染。

3 巖溶地質橋梁樁基施工的主要方法

3.1 鋼護筒跟進法

①在溶洞較大，洞內無填充或有流塑充填物，漏水嚴重或與暗河連通時，采取片石粘土回填，灌注混凝土仍然無法成孔時，可采取鋼護筒跟迸法施工。這種方法就是一面沖孔、一面接高護筒，并將其振動下沉至已鉆成的孔內或溶洞內，用以阻斷溶洞內流塑充填物或水的流動，便于鉆孔施工。

②當采用泥石筑壁法沖孔已穿過多個溶洞，并且均已造壁成功，在繼續沖孔時，上面已形成的泥石護壁突然坍塌并且漏水，這時已無法再進行泥石護壁，可以將鋼護筒跟進到塌孔處堵漏，漏幾個溶洞，就跟幾個溶洞。

③在垂向溶洞較多，樁基較長，鋼護筒跟進很困難，鋼護筒不能一層跟進到底時，可先下一層大護筒跟進，這個護筒的直徑應大于樁徑20cm左右。當大護筒不能下沉，下面的溶洞又無法處理時，需再下一層護筒跟進。在施工中應盡量避免雙層或多層護筒跟進。

3.2 粘土片石回填法

粘土片石回填法適用于高度6m以下全填充、半填充和無填充的溶洞處理，優點是方便、快捷、節省費用。當鉆孔至溶洞層時，一般護筒內泥漿會全部或部分流失，嚴重時會造成塌孔，這時可采用片石加粘土(按1：1體積比)回填，溶洞較大時可加入部分水泥，回填一層、采用鉆頭沖擊一遍，盡量使片石和粘土保持密實，直至回填至溶洞頂部1m～2m。溶洞回填完成后，向鉆孔內注入稠度較大的泥漿，使其自然浸入片石縫隙內，然后采用鉆頭沖擊，使片石和粘土擠入溶洞內，形成泥石護壁。若溶洞內泥石護壁出現漏漿時，應反復回填、沖擊，直至形成泥石護壁不再漏漿為止。鋼護筒必須穿透砂礫及卵石等透水層坐落在不透水層上，尤其是多層溶洞，以防止溶洞漏水，孔內水頭急劇下降而造成塌孔。

3.3 鋼護筒與回填片石相結合法

為了防止擊穿溶洞時泥漿面下降嚴重造成孔內壓力不足而坍孔，根據地質超前鉆探結果，確定護筒埋入深度，護筒應埋至風化巖面；沖至溶洞頂約1m減小沖程，沖程在50cm-100cm左右，小沖程大頻率方法逐漸把溶洞擊穿；在擊穿溶洞前派專人負責觀察孔內泥漿面變化，一旦發現泥漿突然下降，就馬上補充水源和泥漿并提上沖錘防止埋錘。然后根據溶洞大小按1：1的片石和粘土同時投放整包的水泥，進行沖砸堵漏，反復沖擊方法將洞內沖砸密實，在沖砸過程中適當加大泥漿比重使護壁牢固，當泥漿面穩定后方可按正常沖孔，如此反復穿越溶洞。

4 工程實例

4.1 工程概況

某大橋橋長約710m，橋梁下部結構采用樁基礎，柱式橋墩，上部結構采用25m、30m、40m跨徑的裝配式預應力混凝土簡支T梁。其中11—1號樁樁徑1500mm，原樁底標高為-25.000m，根據地質超前鉆孔資料，樁底標高必需調整為穿過溶洞嵌入微風化4.0m，11-1號樁施工范圍內存在形態各異的小型溶洞及較厚的石膏層，必需采取有效措施進行處理。

4.2 地質情況

根據超前鉆勘察資料反映，11-1號樁位中從上到下的地層情況如下：亞粘土層一強風化鹽溶角礫巖層一強風化石膏層一弱風化灰巖層。存在兩層溶洞，地面標高為2.0m，第一層位于現狀地面下10m，洞高約lm；第二層溶洞位于現狀地面下20.5～22.0m，洞高為1.0～1.5m。

4.3 施工方法

根據11-1號樁基超前鉆孔的資料可知，溶洞以上的強風化鹽溶角礫層厚度較厚。由此可以判斷，只要在施工過程中將鋼護筒穿透土層部分，在樁基沖孔的過程中就能夠具有足夠的安全性，正常情況下在11-1號樁基的施工過程中就不會發生坍塌事故。同時，在樁基施工時需要使用鋼護筒來進行防護，以防止塌孔，鋼護簡筒壁的厚度為12mm，護筒內徑為1700mm，總長度約為13m，護筒應打入至弱風化灰巖巖層的頂面。沖至溶洞頂約1m減小沖程，沖程在50cm～100cm左右，小沖程大頻率方法逐漸把溶洞擊穿。當擊穿溶洞發現泥漿面突然下降較多時，馬上補泥漿并拋填片石和粘土(比例約1：1)，然后進行沖砸堵漏，反復沖擊方法將洞內沖砸密實，在沖砸過程中適當加大泥漿比重使護壁牢固，沖擊過程中發現漏漿時，繼續回填1：1的片石和粘土，然后沖擊，如此反復穿過溶洞，直至終孔。進入石膏層后，根據泥漿的濃度和進尺的快慢，由于石膏被沖碎后，與原來的泥漿形成混合體，加大了泥漿的稠度，從而造成粘錘和每天的進尺緩慢，這是就可以根據實際情況，適當的調整泥漿的濃度和加入一定的片石或卵石在孔內，這樣可以在一定的程度上加快沖孔的進度。其它工序按常規施工。經統計樁長約49m，采用鋼護筒跟進，用片石和粘土多次回填，最后成孔灌注砼，驗樁后為I類樁，處理后果良好。

5 結束語

總之，在處理溶洞時應根據實際地質情況，綜合考慮各種因素，選用安全、經濟、合理有效的施工處理方法，以保證工程質量和施工安全，縮短工期、降低工程造價。