京沪高速铁路岩溶发育地带桥梁桩基作业指导书

XX 高速铁路桥梁桩基工程

岩溶发育地带桥梁桩基作业指导手册

1.使用范围

合用于高速公路、高速铁路岩溶发育分布广，溶洞类型多(全充填、半充填、无充填、串通状、串珠状溶洞)，设计桩径 1.0 ~ 1.5m，应钻孔深在 100m 以内的桩基施工。

2.作业准备

2.1 内业技术准备

2.1.1 根据设计文件、地质条件、工期安排等编制详细的实施性施工组织设计，报监理工程师批准，履行开工报告手续。

2.1.2 编制工艺性试验报告，作业指导书、操作规程和技术交底

书，组织技术交底和技术培训。

2.1.3 在岩溶发育地段桥梁桩基施工非常艰难，事故多、进度慢、成本高。因此施工前应熟悉地质报告，研究设计图纸的钻探地质资料，弄情溶洞所在的位，溶洞的大小、有无充填物、漏浆是否严重，判断基岩顶层以上的土质是否容易塌孔。据此确定每一个桩的施工方案，在实际施工过程中还要观察钻进过程中揭示的地质资料。以采取相应的技术处理措施。

3.技术要求

岩溶地区桩基施工，击穿溶洞后，泥浆瞬间流失，引起孔内负压，且孔壁失去泥浆压力后，往往造成孔壁坍塌、地面塌陷、埋锤、钻机倾覆等现象的发生。岩溶处理措施普通有三种A 抛填片石与黏土 B 钢护筒跟进 C 预注浆，根据地质条件不同采用三种措施的组合处理措施。

3.1 对于高度小于 5m 发育面积小的溶洞或者地质软硬不均，岩石存在斜面或者有探头石的溶洞采取抛填片石黏土，主要是封堵溶洞，防止漏浆，调整孔位，保持孔壁稳定，保证成孔过程及灌注过程的人机安全，保证桩基质量，降低施工成本。

3.2 对于深层溶洞，采取注浆方式，耗浆量大，对于溶洞的封堵效果不甚明显。预注浆主要是针对土岩界面的土洞、表层溶洞顶板小于 3m 的溶洞。预注浆的作用主要是防止击穿土洞或者表层溶洞后，钢护筒下设前，泥浆漏失造成塌孔或者孔壁坍塌，保证人机安全，确保钢护筒顺利下设。

3.3 钢护筒跟进合用于高度大于 3 m 的溶洞处理，钢护筒需要跟进至基岩内 1m，直径比设计桩径大 20cm 摆布，如果覆盖层超过 30m，不宜采用振动跟进，需要先按照跟进钢护筒直径钻孔，然后下设钢护筒，钢护筒跟进至岩面主要是确保安全，防止塌孔对人机造成伤害。钻孔漏浆时同样回填片石与黏土。

3.4 在工期比较紧张的情况下，对串珠状溶洞、5m 以上较大溶洞、贯通性溶洞可以采用预灌高流态塑性混凝土进行封闭，该处理方式造价较高，不建议大面积采用。

4.施工程序与工艺流程

4.1 施工程序

施工程序为：施工准备工艺试验桩确定工艺验收测量放样埋设钢护筒钻机就位钻进岩溶处理钻进至桩底清孔下放钢筋笼、导管二次清孔灌注

检验

4.2 工艺流程

施工准备

有无土洞

有

表层溶洞顶板小于

无

小于 3m

预注浆充填

孔口普通钢护筒埋设

钻进至基岩面内

下设长钢护筒

抛投袋装水泥固脚

静置 24 小时

正常钻进

击穿溶洞

回填片石黏土并补浆

回填物复打

漏浆或者渗浆

无渗漏

串珠状溶洞

成 孔

清 孔

图 3.1 施工工艺流程图

5.施工过程要点

5.1 施工准备

5.1.1 准备岩溶处理的小片石粒径为 10 ~ 20cm ，黏土要做成泥球 (15 ~ 20cm 大小)。

5.1.2 岩溶处理准备的钢护筒由 8 ~ 10mm 厚钢板卷制焊接成圆 形，直径较桩径大 15-30cm ，护筒长依据地质、水文情况选定，由单 节或者多节短护筒焊接而成。

钢护筒制作

大于 3m

渗漏

1m

3m

5.1.3 根据地质资料揭示的地质情况，判断有无土洞或者表层

溶洞顶板厚度是否小于 3m，若满足上述条件，则需要对其进行注

浆加固。根据地质资料确定的溶洞大小和范围，确定浆孔网布臵，

注浆孔深度，并根据实际钻孔地质资料确定注浆方法和注浆参数。

5.2 施工过程

5.2.1 抛填片石黏土

5.2.1.1钻至离溶洞顶部1 米摆布时，准备足够的小片石(粒径

为10 ~ 20cm)和黏土，黏土要做成泥球( 15 ~ 20cm 大小)，对于半

充填和无充填物的溶洞要组织足够的水源。

5.2.1.2钻至离溶洞顶部1 米摆布时，在1 ~ 1.5m 范围内变换冲程，采用不大于0.6m小冲程逐渐将洞顶击穿，防止卡钻、掉钻事故。

5.2.1.3对于空溶洞或者半充填的溶洞，在击穿洞顶之前，应有

专人密切注意护筒内泥浆面的变化，一旦泥浆面下降，应迅速补水，

然后根据溶洞的大小按1：1 的比例回填黏土和片石，进行冲砸堵漏，惟独当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺

利穿越溶洞。

5.2.1.4对于溶洞内填充物为软弱粘性土或者淤泥的溶洞，进入

溶洞后也应向孔内投入黏土、片石混合物( 比例1：1 )，冲砸固壁。

5.2.1.5钻头穿越溶洞时要密切注意大绳的情况，以便判断是否

歪钻。若歪钻应按1：1 的比例回填黏土和片石至溶洞顶板0.5 米以上，重新冲砸。

回填方法非常适合中小溶洞或者有填充物的中小溶洞的处理，此

方法施工简单、快速，效果好。

5.2.2 钢护筒跟进

5.2.2.1 采用大于钢护筒 5~ 10cm 的锤头冲击至基岩顶以下 1m。

5.2.2.2 吊下大锤头，用钻机配合下设钢护筒，钢护筒分节长度

根据吊装能力和条件确定，如果是深水施工，普通为 6 米、 8 米、 10 米；如果是旱地施工，普通为 2-4 米。同时钢护筒在加工时焊接缝必须符

合设计要求，不得漏水。钢护筒安装时，要确保节与节之间焊接坚固，遇到意外情况造成钢护筒偏斜、挤扁的情况下，拔护筒的时候

防止护筒被拔断，造成后期难以处理。

为保证钢护筒下沉位臵准确，可安装导向架进行定位；当钢护筒

在施工过程中浮现倾斜，应即将住手作业，查明原因并进行纠偏。

护筒埋设好后，护筒中心与设计桩位中心偏差不得超过50mm，斜度不得大于 1%。

钢护筒下设至基岩面内 1m 后，抛投 4 ~ 6 袋袋装水泥，用冲锤轻轻将水泥捣散，起到固定护筒底部的作用，待水泥终凝后，采用设计直径锤头继续钻进。

采用护筒跟进工艺很大程度上可降低塌孔风险，提高成孔效

5.2.3 预注浆充填

预注浆充填是采用钻孔注浆的方式，把水泥浆液 (对于较大溶洞

可掺加细沙)压入一定范围内的溶洞、岩溶通道、裂隙中。对于有充

填的表层溶洞，也应采取注浆加固措施，因溶洞充填物多呈软塑或者

流塑状态。

选用 XY-150 型地质钻机，钻孔孔径 130mm、91mm，硬质合金

钻

进，钻压 8 ~ 15KN，转速 300 ~ 800r/min，水量 50 ~ 80L/min。对于

深厚覆盖层，特殊是砂层，选用优质膨润土，采用 ZJ1000 型泥浆搅

拌机拌制固壁泥浆，造浆配合比见表 4.1。

表 1 膨润土造浆配合比(单位：kg )