岩溶地区桥梁桩基施工技术措施的探讨(共4页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上岩溶地区桥梁桩基施工技术措施的探讨中铁十二局集团四公司赣龙铁路项目经理部 张洪伟一、工程背景：由中铁十二局集团四公司负责施工的赣龙铁路扩能改造工程黄屋塘特大桥，中心里程为DK190+251.215，桥梁全长1027m，跨度形式为32m-31，共有桥墩30个，桥台2个，其中扩大基础2个，钻孔桩基础28个，桩基295根，其中1.0m为152根，1.25m为143根。桥址区地貌形态为丘陵河谷地区，桥址区岩溶发育，地层覆盖土较浅，主要以粉质黏土、含砾粉质黏土、砂类土、圆砾土为主，厚0.920m软土，下伏基岩为石灰岩，岩性差异较大，可溶性岩段岩溶强烈发育，溶洞较多，密集成串且相

2、互串通，同时溶洞形状各异，错落无序，有的溶洞发育规模大，溶洞内多为空腔溶洞，且溶洞分布高度及深度不具备规律性，大范围串通，呈多层立体分布。在桩基施工过程中主要有以下特点：1.溶洞分布较广，几乎每个承台均分布有溶洞，且大部分为串珠状，在钻进过程中会出现多次反复漏浆；2.溶洞不整齐，顶板和底板上下交错，高低不平，钻进溶洞顶板及底板时存在偏孔甚至于卡锤的情况； 3. 有些溶洞中有裂隙水流动，在钻进过程中一旦漏浆会出现投入孔中大量片石及粘土，有些溶洞需回填大量水泥进行填充，但泥浆面上升不明显的现象；4.混凝土浇筑过程中，混凝土面上升不明显，且超方量较大；5.桩基混凝土浇注完后混凝土面出现沉降。二、施工

3、方案的确定：我部根据桩基施工中容易出现的的各种风险，为了加强溶洞桩基施工的可操作性，避免工程效益的流失，特邀请公司专家对我部桩基施工进行现场指导，并报告建设指挥部召开黄屋塘特大桥岩溶桩基施工专项施工方案确定会议，确定施工方案如下：1、施工单位根据设计图纸及地质资料将溶洞划分等级分别为:小于5m小型溶洞；5m-10m中型溶洞；10m以上大型溶洞，并报监理、设计单位核实；2、当桩顶土层多为细砂、中砂、粗砂、砾砂、细圆砾土、粗圆砾土等时，桩孔口钢护筒可曾加长至6m；3、根据不同的溶洞等级采取不同的施工处理措施：溶腔高度大于10m时，同意直接钢护筒跟进，直至穿越该溶腔底1m后停止跟进，钢护筒直径按钻孔

4、桩直径增加10cm确定，壁厚14mm；当溶腔高度在5-10m时，应由参建四方现场踏勘后协商确认是否采用钢护筒跟进或采用灌注C15水下混凝土封闭，砼添加速凝剂；溶腔高度小于5m时，采用回填片石、粘土、水泥进行填充。三、溶洞桩基施工具体处理措施根据施工方案确定的措施，对每根桩溶洞类型进行分析判定，并报监理、设计确定，并在施工之前，做好设备、物资材料的施工准备工作，深入的了解每根桩溶洞大小、位置、产状，岩层的构造、走向、厚度等地质情况以及施工场地的各种限制因素，因地制宜，制定合理的施工措施。具体施工措施如下：1.小型溶洞的施工处理措施对于高度小于5米的小型溶洞，主要采用抛填片石、粘土、水泥进行处理。

5、对于溶洞内是否有地下水流主要判定方法为：当钻孔进入溶洞区时，如孔内泥浆突然下沉，加浆能保持孔内泥浆和水位稳定，说明此处溶洞没有地下水流。如反复加浆，孔内泥浆仍无法填满，且泥浆稠度不断变化，说明此处溶洞有地下水流。对于没有地下水流的小溶洞处理措施主要方法为：当钻锤钻至设计有溶洞地段并距离溶洞顶板0.5m时，冲击钻采用小冲程进行施工，冲程高度1-1.5m之间，逐渐将洞顶击穿。如果出现泥浆面下降，应迅速补充泥浆，然后根据溶洞的大小按1：1的比例回填粘土和片石，仍采用小冲程施工，让粘土和片石充分挤入溶洞内壁。这样反复抛填片石冲挤，使片石往桩孔四周的溶洞区内排挤，直至桩孔外溶洞区内挤满片石，形成护壁。如

6、何确定溶洞是否填满，对砼超方的控制是非常关键的，如果没有填充密实，那么在砼灌注时剩余没有填充满的溶洞将由砼进行填充，势必引起砼的大量超方，怎样才能确定何时填充密实，主要由几个方面：（1）注意回填地段的进尺，如回填区进尺较开始回填时较慢；（2）循环时泥浆中有大量回填物；（3）没有出现其他异常现象。如出现以上几种情况，可基本判定溶洞已填充密实，可继续进行下步钻进施工。对于有地下水流的小溶洞处理措施主要方法为：如果地下水流流势较缓，孔内水位比较稳定，则仍可采用抛填片石、粘土进行处理，且抛填时可掺入适量的絮状物，如没有明显效果可抛填整袋水泥，以增强溶洞区内桩孔四周挤填片石的密实度和强度，减小地下水流速

7、度或阻隔地下水流。如果仍出现反复漏浆，则可考虑参照中型溶洞处理措施处理。2. 中型溶洞的施工处理措施对于溶洞高度在5-10m的中型溶洞，如果仅采用抛填片石、粘土、水泥的方法，通常会出现反复漏浆的现象，无法有效治理，因为片石护壁在冲击振动或灌注砼的作用下容易垮塌，一般采用回填砼或钢护筒跟进的方法进行处理。一般情况下在考虑施工进度、施工成本投入时，出现单个溶洞时要考虑进行砼回填处理，砼强度采用C30砼，砼灌注按水下灌注桩进行灌注，灌注高度高出溶洞顶面0.5m，特别是遇到偏孔桩基时回填砼即加快施工进度，又节约了成本。需要注意的是在处理中型溶洞时，回填砼与抛填片石、粘土、水泥同时进行处理，进行综合整治

8、，这样效果会更明显。对处理中型溶洞特别是串珠状溶洞时，一般采用钢护筒跟进的施工措施，每节护筒长3米，将钢护筒移至孔口，利用吊装设备，将钢护筒沉入孔中，在钢护筒顶部垫1010方木，用锤锤入孔中，沉入过程中，随时进行校正其垂直度，并随时纠偏。冲击钻机钻进、再下沉钢护筒第一节护筒下沉到孔口护筒顶面后，再将钻头下到孔中继续钻进，每进尺深度达到3米时，下沉下一节钢护筒，如此循环进行，直至钢护筒进入溶洞底板岩层1米为止；钢护筒与钢护筒之间采用焊接连接。一般的大型溶洞也可考虑采用钢护筒跟进的施工处理措施。3.大型溶洞、特殊地段岩溶桩基的施工处理措施对于大于10m的大型溶洞可以采用钢护筒跟进或溶洞预注浆处理的

9、方法，通过现场实际施工得出预注浆的施工处理措施对于处理大型溶洞特别是特殊地段的岩溶桩基效果较好，但实际施工中根据具体情况确定具体施工处理措施，下面主要讲一下预注浆的处理措施。预注浆施工其目的是为了加固溶洞填充物和填满空洞。防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等施工工序的顺利完成。（1）钻注浆孔根据地质情况在每一根桩的中心位置钻注浆孔，通过取芯探明溶洞的高度及填充物的详细情况。开孔采用108mm岩芯管开孔，钻进分层采样，直至钻入基岩面0.5m以下后，下108mm套管，并嵌入基岩；套管露出地表0.20.5m。用M7.5水泥砂浆固结套管，并将孔口套管四周捣实封闭

10、，防止浆液从套管周围串出，影响注浆效果。待固结套管水泥初凝后，继续钻进，循环水采用清水。根据取出的岩芯确定岩溶发育特征。洗孔后按要求做注水试验，拧上孔口盖。（2）压浆在压浆前先进行注水试验，确定单位长度吸水量。浆液选用水泥浆,用32.5级水泥,石粉水泥浆配合比为水水泥=11。压浆时注浆压力不宜太大，控制在0.51.0MPa范围,具体压力值由现场试验确定。为防止浆液流失太远造成浪费，采用间歇注浆方式，使得先注入的浆液初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定的单位注浆量、注浆压力控制值为止。注完一个孔后,继续对其余孔进行注浆,后注浆的压力必须调高，最后封孔。注浆顺序由现场自行掌握。采用冲击

11、钻冲击的方式成孔，成孔时还应注意以下几点。1、接近岩溶地段,采取轻锤冲击，同时控制好泥浆的比重，对于岩溶地区钻孔，泥浆相对密度应取较大值，本桥施工中采用1.21.4，使抛填片石孔壁四周形成泥浆护壁膜，利于水下混凝土的灌注施工。2、采用优质泥浆,当缺少优质粘土时,可在泥浆中掺入适量的水泥、烧碱和锯末,以提高泥浆胶体率和悬浮能力,其质量配合比为黄土水泥烧碱=10.20.4,锯末按黄土体积的10%掺入。3、为防止意外,冲孔前应有备用措施,备好材料、机械设备，一旦泥浆泄露,及时向孔内投放粘土、水泥和片石,依靠冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙,保持孔内泥浆高度,使得冲钻顺利进行。片石材质宜与桩基岩

12、层差异较大，便于判断地质情况。4、注浆法必须待注浆凝固后才能进行冲击成孔,一般等待时间为10左右。四、结束语通过不断的实践、总结，在施工之前首先通过对设计图纸、地质资料进行分析判断，确定溶洞的类型，制定分类表，根据溶洞的类型采取相应的处理措施。对于高度小于5m的小型溶洞，一般采取抛填片石、粘土、水泥的方法处理，简单，方便、有效，经济。对于高度在5-10m的中型溶洞，可采用回填砼填充或钢护筒跟进的处理措施，如条件允许，建议钢护筒跟进的施工处理措施。对于溶洞高度大于10m，建议采取溶洞内注浆的预处理措施。溶洞处理的方法主要有以上几种，但具体施工处理措施要根据现场实际溶洞类型、施工条件、安全、成本等因素综合考虑，灵活选用，几种处理措施不是单独使用，要根据实际条件综合选用，做到溶洞桩基处理综合整治。专心-专注-专业