根据某铁路辽阳至安平段改移工程太子河特大桥桩基础的施工，介绍在有溶洞桩基施工过程中采用埋置长护筒、钢护筒跟进等措施穿越溶洞地层的施工工艺。
关键词：铁路 溶洞桩基 穿越
1.工程概况
太子河2#特大桥位于辽宁省辽阳市小屯镇下麦村境内，属辽溪铁路跨越太子河的一座特大桥，全桥采用31-32m+2-24m的孔跨布置，下部结构采用圆端型桥墩，钻孔灌注桩基础。全桥钻孔桩共计300根，桩基直径1.25m。通过设计地质图分析，发现19#～28#墩桩基施工需穿过溶洞。为保证成桩质量，沈阳铁道勘察设计院对该桥地质进行逐桩补充勘探。
地层结构特征：地层结构自上而下依次为采砂后回填的粗圆砾，强风化石灰岩、弱风化石灰岩。溶洞主要分布在强风化石灰岩层及弱风化石灰岩层，溶洞内填充物有泥沙、砂砾、软塑土等，稳定性较差。溶洞分布形式为竖向单个溶洞，最小0.3m，最大6.5m。
水文情况：地下水位较高，一般为地表下1—3m。
在如此复杂的地质、水文情况下进行桥梁桩基施工，施工过程中易发生孔位偏斜、卡钻、掉钻、漏浆、塌孔甚至塌方等事故，增加了施工难度且影响施工进度，因此采用切实可行的施工工艺方可确保工程顺利施工。
2.施工工艺的确定
针对钻孔桩地下水位较高及溶洞地质的实际情况。处理的方式主要有针对地下水位较高采用埋置长护筒;地下溶洞采用钢护筒跟进处理。
3.主要施工方法
3.1 钻进前加高钻孔平台及埋置长护筒
由于地下水位较低，且桩位5m以上为采砂后回填的粗圆砾，极易塌方，故在钻孔施工前需加高钻孔平台，钻孔平台采用混砂填筑，高于地下水位3m ;埋置长护筒，长护筒壁厚为6mm，直径为1.6m，高度为3m。埋设长护筒时，采用挖掘机钻护筒坑，在开挖过程中尽量不扰动填筑好的平台及原有粗圆砾。将护筒对位后，在护筒中放入水泵抽水，四周夯填粘土，保证不透水。然后将钻机对位，在护筒内回填粘土，进行钻进。
3.2、钻孔施工
本桥溶洞桩基采用钢护筒跟进施工，钻头直径比正常时多出5cm，达到125cm，成孔直径为130cm，钢护筒采用8mm钢板卷制而成，内径 126cm。由于上部为回填的粗圆砾，故钻进时需采用小冲程，避免振动过大引起塌孔，同时注意造浆质量，做好护壁。在孔口旁要提前备好粘土，随时投入造浆。
在强风化及弱风化石灰岩层钻进施工时，由于岩石层有倾斜面或钻进到一定深度时，由于灰岩有裂隙，上部破碎成碴后，下部风化层有倾斜面，在钻进过程中从吊锤的钢丝绳可观察到锤头有向一侧斜滑的迹象，此时应及进将钻锤提起，向孔内投入一定数量的片石，进行较正，防止发生斜孔。
当钻孔至溶洞顶0.5m左右时，采用汽车吊吊放钢护筒，单个钢护筒焊接牢固，必要时在护筒顶施压，保证钢护筒下放。然后继续冲击钻进，当钻至溶洞时，会有跑浆现象出现，现场一般采用三种方法处理：1、锯末、黄土加片石，继续冲击钻进;2、采用成袋水泥加黄土、片石，继续冲击钻进;3、如溶洞相对较大则采用片石加砼灌入，待具有一定强度后，再冲击钻进。以上方法中在经济方面，第1种方法成本最低、第2种方法次之、第3种方法成本最高，但处理效果则反之。将溶洞穿透后，及时接焊跟进钢护筒，保证不跑浆，避免钻壁塌方后挤压钢护筒，造成护筒变形影响成桩质量或塌孔。
冲击钻进过程中需要注意的几点：
(1)由于冲击钻施工的地层岩石大部分硬度较大，有时每一施工班(八小时)进尺只有几十公分，上部钢丝绳在反复磨损下极易发生断丝现象，操作工必须勤观察，如发现有断丝现象，应及时更换钢丝绳，如稍有疏忽，则钢丝绳断裂，锤头掉入孔内，造成工期、经济损失，严重的锤头无法捞出，出现质量事故。
(2)锤头销子易脱焊，在焊接时一定要注意焊接饱满，在施工中要勤观察，避免销子脱落后锤头掉入孔内，造成同(1)相同的后果。
(3)注意观察锤头磨损情况，由于岩石较坚硬，锤头磨损严重，如不及时补焊耐磨材料，锤头变小，则成孔直径满足不了设计要求，需回填一部分片石返工处理，此时极易发生卡钻现象。
(4)在砂砾层钻进时，要采用小冲程钻进，避免塌孔。如塌孔回填后，在冲击过程还容易发生塌孔，处理起来比较麻烦。
3.3、钻孔桩砼灌注
在灌注砼时一般准备两个料斗，一个大的方量在1.5m3左右，一个小料斗，在封完底后使用。
砼灌注工作开始后，必须连续不断地进行并且每斗砼灌注间隔时间尽量缩短，拆除导管所耗时间严格控制，一般不超过5min，不能中途停工;在灌注砼过程中，随时探测砼高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当的埋深，导管埋深一般保持在2～4m，最大埋深不大于6m。注砼注意的几个问题
(1)导管下端距桩底控制为0.3～0.4m;在一切工作就绪，经量测孔底沉淀层超标时，采用射水管冲射3-5min。
(2)导管埋入砼的深度在任何时候不小于1.0m。
(3)水下灌注砼的实际桩顶标高应高出桩顶设计标高0.5m左右。 由于砂砾及岩石地质钻孔桩施工时清孔后泥浆比重会较大一些，故在将要灌注至设计标高时要采用专门工具如测勺等对砼面进行测量，保证砼面比设计标高至少高 0.5m左右。避免砼高度不足接桩，尤其是地下水位较高的桩基，一是增加施工难度;二是接桩质量难以保证。
(4)严禁导管漏水或导管底口进水(即封不住底)而造成断桩事故，保证施工质量。
(5)当砼灌注完毕后，待桩上部砼开始初凝，解除对钢筋笼固定措施，保证钢筋笼随着砼的收缩而收缩，避免粘结力的损失。
结语
由于提前做好了切实可行的施工方案及施工工艺，并加强现场的技术管控，在施工中克服了各种困难，应对措施合理。目前该桥桩基已全部施工完成，经过第三方检测后全中为为Ⅰ类桩，合格率100%。