摘要：冲击钻成孔灌注桩因设备简单、操作方便、适应性强在我国桥梁桩基础施工中应用广泛，而桥梁桩基础施工中不良地质的干扰是施工中经常会遇到的问题。本文结合融水二桥桩基础施工的实例，对冲击钻成孔灌注桩施工中的溶洞处理措施进行研究，旨在进一步提高桥梁桩基施工的工程质量。
关键词：冲击钻成孔；溶洞处理；方法
1工程概况
本文研究的融水二桥总长665.5米，共分为五联，桥跨组成为(2×30)+(2×40)+(98+160+98)+(2×40)+(2×40)，第一、二、四、五联上部结构均采用装配式预应力混凝土先简支后连续T梁，第三联上部结构采用预应力混凝土变截面连续梁桥，跨径组成为98+160+98米。桥梁共设12个墩台，共86根桩基，最大桩长为52米。据地质勘察数据表明，该桥的5#墩～6#墩一带岩溶特别发育，岩溶形态主要为溶蚀裂隙、溶洞及开口状溶槽，最大溶洞深达26米。桩基地质情况由上至下依次为卵石→强风化硅质岩→中风化灰岩，桥梁桩基采用冲击钻成孔灌注桩法施工。
2融水二桥的溶洞类型
⑴按溶洞的大小分：a：小溶洞，洞高<1m；b:大溶洞，洞高>1m。
⑵按洞内有无填充物分：a:有充填，已填满，包括砂土、粘土和角砾状强风化硅质岩充填，有可塑、软塑和流塑之分；b:半充填，有一半左右充填。c:无充填物，为空洞。
⑶按是否漏水分：a:全漏水，与其它溶洞相连；b:半漏水；c:不漏水。
⑷按溶洞垂向数量分：a:单个溶洞；b:多个溶洞或串珠溶洞。
3融水二桥溶洞处理方法
⑴有可塑填充物的小溶洞、溶槽：这类溶洞、溶槽高度不大，一般在1m以内，溶洞内存在可朔填充物，岩溶裂隙较小。当桩基冲孔至该位置时，桩孔内的泥浆向裂隙渗漏，孔内的水头开始下降，应及时进行堵漏和补充泥浆。融水二桥在遇到这类溶洞、溶槽时，采用桩孔内回填粘土加水泥（3:1重量比）的办法进行漏浆处理。粘土加入水泥，能提高粘土的强度和粘结力。再通过钻锤在孔内来回冲击，把水泥粘土混合料挤入溶洞裂隙，通过水泥凝结形成强度较高的桩孔护壁。
采用粘土加水泥回填，应回填至孔内的水头稳定为止，然后用0.5～1.0m的小冲程，不循环泥浆干打，使回填物充分挤如溶洞空隙，形成水泥浆护壁。堵住漏浆后，开始循环泥浆，再采用1.5～2m的冲程继续钻进，如此反复的多次回填，反复冲击直至钻孔顺利的通过熔岩区。
⑵软塑、流塑填充物或半填充物的较大溶洞：从处理效果和经济效益上考虑这类溶洞宜采用片石粘土筑壁法进行处理。当钻进至溶洞顶板1m左右时，开始减小冲击钻冲程，冲程控制在1～1.5m，通过“低冲程、高频率”的方法逐渐击穿溶洞，溶洞被击穿后，孔内水头势必会迅速下降，此时应立即将钻头提升至孔口，并向孔内投放片石和粘土（按4:1体积比），同时补充桩孔泥浆。片石加粘土应回填至孔内水头稳定后停止。然后用0.5～1.0m的小冲程反复冲击回填的片石，使其填塞溶洞，挤密护壁，之后用1.5～2m的冲程继续钻进。当然在溶洞段钻进过程中，会反复出现漏浆，因此需反复向孔内回填片石及粘土，再按上述方法钻进直至穿过溶洞。片石粘土筑壁法是比较成熟的桩基遇溶洞处理方法，融水二桥的大部分桩基都是按此方法进行溶洞处理。
⑶无填充物溶洞或半填充物的串珠溶洞：该类溶洞往往在击穿后会造成大量泥浆流失，如采用片石粘土筑壁法处理，其回填量无法预计，且难以保证在通过溶洞后，在后续的钻进过程中溶洞处的片石粘土壁不产生坍塌。所以该类溶洞宜采用钢护筒更进法进行处理。融水二桥6-9号桩基，桩径2.0米，桩长43m，桩底标高52.00米，地勘资料显示83.24～79.10米处为溶洞，洞内无填充物。由于6号墩位于水中，施工时钻机在钢平台上作业。首先下直径2.4米的外钢护筒，用汽车吊配合震动沉拔桩机将钢护筒打至卵石层以下。然后采用比设计桩径大20cm的冲锤正常钻进至溶洞上方约1米处，并制作2.2米的内钢护筒，采用跳进法施工，一边冲孔，一边接钢护筒，并且将其下沉至已钻入的位置。需要注意的是钢护筒下沉时，一定要严格控制钢护筒的平面位置和垂直度，可设置简易的导向装置进行控制，在桩口处用20槽钢焊一个井字架，槽钢间距钢护筒外径10mm左右，再在距孔口4～5m的位置设一个导向用的环形钢筋，内径也是大于钢护筒外径10mm左右。钢护筒通过导向装置进行拼接并缓缓下沉至指定位置。
钢护筒拼接时，用全站仪（或2人持垂球）在两个垂直方向检查钢护筒边缘线是否垂直，就位后的钢护筒垂直度不得大于1%。内钢护筒下沉至溶洞顶面1米处后，用1～1.5m的冲程击穿溶洞顶壁，溶洞顶壁被击穿后，孔内水头会急速下降，这时立即向孔内投放片石和粘土封堵孔洞。但由于溶洞较大，且无填充物，片石粘土筑壁只能缓解泥浆流失，一旦继续钻进，极易产生反复漏浆。因此继续采用跳进法将2.2米的内钢护筒打至溶洞底部以下1.5米处，即77.6米。内钢护筒安放到位后，在钢护壁的保护下，该段溶洞的漏浆现象已得到解决，这时采用与设计桩径一致的钻锤继续钻进至设计桩底标高。
钢护筒更进法处理桩基溶洞的缺点是施工工序繁琐，施工的精度要求高，施工时间较长。优点是处理效果好，不会出现塌孔，水下混凝土灌注时混凝土流失量少，适宜无填充的大型溶洞、串珠溶洞或距离孔口处较近的溶洞。融水二桥6-9号桩基在83.24～79.10米处的溶洞采用该方法进行处理，取得了良好的效果。
4溶洞处理的其他方法措施
融水二桥根据自身的施工条件结合地质水文情况，主要采用上述的三种方法进行溶洞处理，最终经检测，融水二桥86根桩基全部为Ⅰ类桩。从工程质量来看，融水二桥溶洞处理是成功的。但工程建设施工是灵活的，不断创新的，在桩基施工溶洞处理上还存在着很多好的方法和措施，如：
⑴注浆加固法：通过对照地勘资料，在钻孔前对溶洞及周边一定范围注入水泥浆液或化学液剂进行填充和加固，使溶洞达到一定强度后再进行桩基钻进施工。使用该方法一要确定好溶洞的位置，存在多个连通溶洞的，应自上而下逐个溶洞进行注浆加固。二要控制好注浆压力和注浆量，避免注浆压力过大而使浆液流失太远造成浪费，注浆压力一般控制在0.4～1.0MPa范围。该方法多适用于小型或多层串珠状小溶洞，也可用于多种有填充物的溶洞。优点操作方便，节省时间。缺点造价较高，施工过程比较容易出现不可预见的情况，在施工前需对桩基周围的加固效果进行钻孔验证[1]。
⑵素混凝土回填法：桩基钻孔至溶洞处时，发生漏浆后，直接向桩孔内灌注素混凝土封堵漏浆，待混凝土达到一定强度（一般20MPa以上）后再进行钻进施工。该方法主要适用于有半填充物或无填充物的单个或多个溶洞。优点是施工速度快，封堵效果好，缺点是造价高。
5冲击钻成孔桩溶洞地质施工常见问题的处理措施
⑴卡钻：卡钻的主要原因是对溶洞分布情况不明确，在钻到离溶洞顶板很近时采用高落程冲击，使钻头冲破溶洞顶板岩石，钻头倾斜，卡在溶洞顶板岩石不同部位。卡钻的处理：①钻头被卡后要经常上下活动钻头，并向钻头处注入泥浆，让泥浆不停循环，防止沉渣埋钻的现象发生。②利用钻机，缓慢回旋主绳，使钻头旋转，再尝试性提升钻头，若钻头可以提升，则继续使用此方法慢慢将钻头提出。③若钻头斜卡在岩石中，可自制锤钩，将钻头拉正，再缓缓提钻。④如发生塌孔埋钻，切勿强拉硬提，以免主绳断裂造成埋钻。可采用“反冲法”反复用泥浆冲击塌落物，将土石悬浮出孔外，如塌落物较大，可用小型号钻头以小冲程冲击塌落物，再循环泥浆将塌落物悬浮出孔外后提钻[2]。
⑵偏孔：钻孔偏位主要原因是遇到倾斜岩、半边岩或溶洞内填充物硬度不一致。处理措施：一般采用回填片石纠平岩面进行处理，回填片石的强度宜大于岩层的强度，回填高度应高于岩层斜顶面0.5米以上。回填片石后重新冲击钻进，钻进时要经常检查钻绳的平面位置，观察钻绳摆动，发现钻绳平面位置偏差或摆动过大，应继续回填片石，再钻进，直至通过倾斜或半边岩。
⑶掉钻：在施工过程中掉钻要以预防为主，经常检查机具设备，发现问题及时检修，消除机具故障隐患。施工时严禁在溶洞内打空锤，绷紧钢丝绳，采用小冲程高频率击锤。若不慎发生掉钻，及时摸清情况，若溶洞底板平整坚硬，可在地面使用打捞工具慢慢摸索打捞，若沉渣太厚导致钻锤被沉淀物覆盖，首先清孔吸泥，使打捞工具能接触钻锤[3]。如钻锤倾倒，难以在地上打捞出钻锤，在确保安全防护设施到位的情况下可派潜水员带钢丝绳潜入孔内，将钢丝绳栓紧钻锤，再将钻锤提起。
6结语
随着科学技术的不断进步，新工艺、新技术、新材料层出不穷，桥梁桩基溶洞的处理方法将会不断增加，充分掌握桩基的地质情况，因地制宜合理制定施工方案，是保证桥梁桩基施工质量的基础。
参考文献
[1]刘昌林.浅谈桥梁桩基施工遇到溶洞的处理方案[J].科学与财富，2016,(7):562-563.
[2]申棉文.桥梁钻孔灌注桩施工中的溶洞处理措施[J].黑龙江交通科技,2017,40(8):170-171.
[3]陈善船.岩溶地区房建基础施工技术研究[J].建筑工程技术与设计,2018,(23):2188.