作者简介：王超（1986—），男，工程师，从事公路桥梁施工事情。;
0 弁言
在岩溶地区公路桥梁培植中，常碰着桩顶板厚度不敷、桩基承载力丢失问题，导致桥梁构造不稳定，乃至涌现严重毁坏。为提高岩溶地区桥梁工程培植质量，必须做好桥梁根本设计事情，全面节制根本地基持力层地质勘察资料，优化根本设计方案，确定桥梁根本形式，确保桥梁根本施工安全开展，担保桥梁构造的稳定性。
1 工程概况某公路项目全长48.144km，线路经由岩溶发育区，且前几年发生过5.7级地震，导致沿线区域涌现多处地陷。本项目中共有6座桥梁，对桥梁根本设计提出了高哀求。在公路桥梁设计中，充分考虑岩溶、岩溶裂隙的实际情形，采取防震、抗震设计方法，扩大桥梁根本，优化桩根本设计方案，以担保桩根本承载力达到技能规范哀求。
2 岩溶区公路桥梁根本设计剖析2.1 扩大根本设计在本项目的桥梁根本设计中，紧张采取以下三种扩大根本设计，知足根本承载力哀求。
2.1.1 不加固地基的扩大根本设计本项目线路上设计一座预应力混凝土空心板桥梁，桥梁下部布局采取柱式墩和肋式台配扩大根本。根据地质勘察资料显示，桥梁所在地的地层分布亚黏土、黏土和灰岩，局部地层下有溶洞[1]。溶洞上方的顶板岩层完全性较好，土层厚度较厚，故此座桥梁地基不须要加固设计，只须要通过扩大根本即可以知足根本承载能力哀求。
2.1.2 换填加固的扩大根本设计本项目互通立交A匝道上设计一座超过河沟桥梁，全长32m，桥梁上部布局设计为简支预应力混凝土空心板梁，下部布局设计为U台配扩大根本。根据地质勘察资料显示，桥梁工程所在地分布石灰岩溶洞，溶洞基岩表面的软土层厚薄差异较大、天然含水量偏高、呈流塑状态，使得土层的承载力偏低，易引起桥梁构造不屈均沉降。同时，石灰岩溶洞基岩表面的软土层对地下水变革十分敏感，一旦地下水涌现低落，则会消减对软土层的浮托力，匆匆使软土层固结，引起桥梁根本工程条件变革[2]。因此，针对本桥梁工程采取换填加固地基配扩大根本设计。在设计中，将原地基中的亚黏土换填为砂砾，根据公式打算出换填厚度和换填量。见式（1):
式（1）中：H为换填层厚度；Q为换填荷载；[σ]为溶洞添补物的基本承载力，取值为300kPa;b为换填材料顶面宽度，取值为16m;β为换填材料压力分布角[3]。根据公式打算得出换填厚度不小于2m，才能知足地基承载力哀求。
2.1.3 砂桩加固的扩大根本设计本项目路线上设计一座暗板桥，因地基不知足承载力哀求须要采纳地基加固方法，由于换填设计方案中的换填厚度和换填量较大，施工本钱较高，不符合工程造价掌握哀求，以是本桥梁根本采取砂桩加固设计。在地基中打入砂桩，并铺设土工格栅和砂砾垫层，以达到掌握工程本钱和知足地基承载力的哀求[4]。在砂桩加固设计中，砂桩桩径为0.35m，桩间距为0.9m，砂砾垫层厚度为30cm，铺装宽度要大于桥根本宽度1m。
2.2 桩根本设计2.2.1 设计要点在本项目线路中有一座高架桥超过房屋密集区，全长为145m，桥梁上部构造为预应力混凝土简支空心板梁，设置声樊篱，降落噪声对居民的影响，下部构造为柱式墩、肋式台配桩基。
(1）在设计前全面勘查园地岩溶的分布规律、形态大小、风化程度、添补物状态等，为桩根本设计供应可靠依据[5]。根据地质勘察资料显示，桥梁位于岩溶区，紧张分布灰岩、角砾土、亚黏土，溶洞中有添补物，添补物呈流塑状态，对桥桩根本安全性造成一定程度影响。在桥桩根本设计中，桩长知足桩侧累计顶板厚度大于3倍的桩径。
(2）桩根本设计考虑桩本身材料强度、上部构造变形值、岩土层支撑力等成分，开展洞穴稳定性评价，一样平常情形下哀求桩端下持力层厚度为5～6m。本工程桩端下的持力层厚度不敷5m，以是在设计中哀求桩侧累计顶板厚度在5m以上，嵌岩深度为3倍桩径，将桩尖支配不才层岩层上。
(3）在单桩荷载较大、岩层埋深较浅时，采取嵌岩桩口设计，合理确定钻孔布设数量；
根据公式打算出桩底面积，在此打算数值的根本上，增大10%～20%，提高桩根本的承载力。
2.2.2 溶洞处理(1）在桩基设计为挖孔桩的情形下，采取双层护壁法穿过岩溶区，用砖砌筑外侧护壁，堵住添补物，用混凝土钢筋作为内侧护壁，阻挡流动的添补物，担保施工作业安全。当桩基采取摩擦桩设计时，无需考虑洞穴周围的桩侧摩阻力[6]。
(2）在桩基设计为钻孔贯注桩的情形下，溶洞处理方法为：当溶洞为空洞，内有流塑状添补物且深度不敷3m时，需采取静压化学灌浆法固结添补物，待固结体达到设计强度值后再钻孔施工；当溶洞为空洞且深度超过3m时，采取套内护筒法，利用内护筒穿过溶洞；当溶洞为多层溶洞时，受繁芜地质条件的影响，桥梁根本采取复合根本设计。
2.3 复合根本设计2.3.1 扩大根本与桩基复合设计本项目线路中设计一座桥梁，桥梁穿过一条小河，全长185m，上部构造为9～20m预应力混凝土简支空心板梁，桥梁根本经由多种基岩，个中0#～5#与6#～9#墩台根本分别处于溶蚀征象发育区和砂岩区。在0#～5#墩台设计中，采取复合式根本形式，即扩大根本+桩基，避免桩基处于较薄的地层中影响根本构造安全性，担保桩根本承载力达到哀求[7]。在6#～9#墩台设计中，因墩台处于较好的地质条件，以是采取扩大根本设计。
2.3.2 桩基与桩基复合设计本项目横跨304省道设计一座桥梁，桥梁净空为5.2m，全长113m，采取连续箱梁设计方案，左半幅为（25+40+25+16)m，右半幅为（16+25+40+25)m。详细设计要点包括：
(1）桥梁位于左偏圆曲线内，曲线半径为1 150m，采取全桥等宽设计，桥梁上部构造设计成单箱双室截面，箱梁采取水平底板，顶板横坡为4%。
(2）在右半幅设计中，采取等截面预应力混凝土连续箱梁布局设计方案，箱梁构造为单箱双室直腹式，箱梁中央线处的梁高为2.3m，顶、底板宽分别为12.4m、8.0m，翼缘悬臂长为2.2m[8]。
(3）在跨中箱梁设计中，箱梁顶、底、腹板厚度分别为25cm、22cm、35cm；支点附近的箱梁顶、底、腹板厚度分别为45m、32cm、50cm；将横隔梁设置到支点处，边支点、中支点的横隔梁厚分别为150cm、200cm。
(3）箱梁顶板支配三片腹板，根据桥面横坡确定旁边侧腹板高度；箱梁纵向预应力为高强低松弛钢绞线，钢绞线ϕ15.24，张拉掌握应力为1 425MPa，标准强度为1 750MPa。
(4）桥梁根本位于多层溶洞区，土层分布碳质灰岩、亚黏土、角砾黏土，因溶洞地质情形繁芜，且桩基直径大于勘探孔径，故此采取复合式根本设计，确保桥梁构造的安全性；桥墩为双柱式构造，复合桩根本直径分别为2m、1.5m，采取肋板式桥台设计，桩根本为复合根本。1.5m桩基紧张用于提高桥梁桩基承载力，避免2m桩基处于顶板厚度较薄处影响桥梁构造稳定性。
2.4 桥梁根本施工技能要点2.4.1 钻孔贯注桩施工技能以设计资料绘制的地质剖面图作为桥梁桩基的钻孔依据，对溶洞较大的桩基做补钻，沿着桩径周围补3个钻孔，探明溶洞的分布情形，为施工方法的制订供应参考。钻孔桩常用的成孔方法有两种，一种是反循环钻进成孔，另一种是正循环钻进成孔。在岩溶区桥梁根本施工中，反循环钻进成孔的方法运用较为广泛。
(1）反循环钻进成孔过程中，埋设护筒是较为主要的环节，护筒的直径要略大于桩径，护筒的一端要打入黏土层中，这样能避免漏水问题的发生。护筒的埋设深度以2.0～4.0m为宜，当须要将护筒打入砂砾层时，要在护筒外侧回填黏土，并采取分层的方法夯实。埋设好的护筒要比地面略赶过30cm旁边。
(2）在无套管的条件条件下开展桩基反循环钻孔时，为避免坍孔问题的发生，应采纳如下方法：担保孔壁的静水压力不低于0.2MPa，护筒内的水位要比地下水位高2.0m；孔内要有足够的水压来稳定孔壁；在黏土层在钻进时，泥浆比重掌握在1.02～1.06，砂砾层钻进时，泥浆比重应调度为1.06～1.10，泥浆比重不宜过大，以免增大钻进难度，导致作业效率低落，随意马虎引起堵塞；在砂层中钻进时，要加入适量的黏土，用于造浆的黏土应该符合以下规定哀求：胶体率小于95%、含砂率不小于4%、造浆率不小于0.006～0.008m³/kg；钻孔过程中要确保孔内的泥浆流速缓慢，并保持适宜的钻速，钻进砂层时，要充分考虑形成泥膜所用的韶光，钻进黏土时，要考虑泥浆泵的能力，避免泥浆的浓度增加。
(3）反循环钻孔时，钻头不须要每次高下排渣，将钻杆接长便可完成深层钻挖。钻进黏土时，钻头的转速为9～12次/min时，钻进速率能够达到3.0～5.0m/min。现场方案支配时，要对冲洗液循环、排水以及清渣设备的安设予以综合考虑，确保反循环作业时，冲洗液能够循环通畅，污水可以排放得更加彻底，钻渣能顺利打消。
(4）净水钻进的过程中，要将沉淀池内的钻渣及时打消；泥浆钻进时，可利用多级振动筛和旋流除砂器，快速打消钻渣。个中多级振动筛能够对粒径加大的钻渣进行打消，可以按照钻渣的粒径，对筛网的规格加以确定。须要把稳的是，循环池内的沉渣要及时打消。为减小流阻，钻头的吸水断面要规整、洞开，吸水口的直径应略小于钻杆的内径[9]。
(5）反循环常日会在砂石泵启动后的一段韶光内进入正常运转，此时可以开动钻机，以缓慢的速率回转下放钻头至孔底。钻进时，先轻压慢钻，待达到正常后，逐步增加钻速并调度压力，避免钻头吸口堵塞。同时，要不雅观察钻头的进尺及排渣情形，当排渣量减少或是出水中有大量钻渣时，要对钻进速率加以掌握，避免循环液比重过大造成反循环中断。钻进的过程中，可以按照地层、桩径、泵的排量等，对钻进参数优化调度[10]。
(6）在砂砾石地层中钻进时，为避免钻渣导致管路堵塞的情形发生，可以通过间断回转的方法，对钻进速率加以掌握。接长钻杆时，要先停钻，将钻具从孔底提升80～100mm，坚持循环1～2min，然后停泵对钻杆加接即可[11]。
2.4.2 基桩穿越溶洞技能(1）当桥梁桩基须要穿越溶洞时，可以采取冲击成孔工艺，依据地勘资料中给出的溶洞尺寸，准备干系的材料。当冲孔至溶洞位置时，泥浆液面快速低落后，可用片石对桩孔回填，从储浆池向孔内补充浆液，待液面稳定后，连续冲孔[12]。
(2）要对溶洞位置反复回弹和冲孔，从而使泥、石可以有效封堵溶洞，冲孔时，若是泥浆冒泡或是泥浆面低落的速率较为缓慢，则可剖断存在小的溶洞或是裂隙[13]。当碰着起伏不平的溶洞底板时，可先利用黏土石块将孔底填平，以小冲程反复冲捣，缓慢穿过。
(3）由于溶洞钻进易涌现卡钻的情形，加之溶洞内护比较困难，可能会引起混凝土流失落。而冲孔桩具有较强的穿透力，可以比较轻松地穿过溶洞顶板，桩长和桩径的灵巧性比较强[14]。
3 结语以设计资料绘制的地质剖面图作为桥梁桩基的钻孔依据，对溶洞较大的桩基做补钻，沿着桩径周围补3个钻孔，探明溶洞的分布情形，为施工方法的制订供应参考。钻孔桩常用的成孔方法有两种，一种是反循环钻进成孔，另一种是正循环钻进成孔。在岩溶区桥梁根本施工中，反循环钻进成孔的方法运用较为广泛。
在岩溶区公路桥梁培植中，要以深入剖析岩溶区变形特色和毁坏机理为条件，准确节制桩端持力层厚度，做好桥梁根本设计事情，选择合理的桥梁根本形式，确保桩基承载力达到技能规范哀求[15]。在桥梁根本设计中，要结合工程地质勘察资料进行设计，合理确定不同类型扩大根本设计、复合根本设计方案的选用，担保根本知足承载力哀求，从而担保桥梁根本工程质量。
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