岩溶整治施工方案.doc

红水河双线特大桥桩基底部岩溶整治

施工方案

1.工程概况

湘桂铁路柳州至南宁段扩能改造工程，柳南Ⅱ标红水河双线特大桥，位来宾市南东向红水河边，近原湘桂铁路东侧20~400m，里程表为DIK603+435.558～DIK605+686.286，长2250.728m。从北岸到南岸桥型布置为29×32m(预制后张法预应力砼结构简支整孔箱梁)+80ｍ+144m+80ｍ（预应力砼变截面悬浇连续梁）+30×32m（预制后张法预应力砼结构简支整孔箱梁）。红水河共设64个桥墩台，高出地面6~35.5m。其桥墩下采用钻孔桩基，唯独30#墩采用扩大性基础，钻孔桩径有1.25m、1.50m、2.20m三种类型，要求桩端嵌入新鲜基岩弱风化层<6-W2>不小于 1.5m，桩端下持力层下需完整基岩8m。

目前北岸已建好26个墩台、南岸27个墩台，唯2#、5#、8#、9#、10#、51#墩，因墩下桩基基岩内溶洞发育，需进行专门处理。具体处理要求如下：

①对于2#、5#、9#、10#墩处理要求：桩底以下8m范围内空溶洞、有填充溶洞及强风化层<6-W3>地层进行压浆处理。

②对于8#桥墩处理要求：基桩桩身穿过的所有溶洞及桩底8m范围内的空溶洞、有填充溶洞及强风化层<6-W3>地层进行压浆处理。

③对于51#桥墩处理要求：桩底以下8m范围内空溶洞、有填充溶洞及强风化层<6-W3>地层进行压浆处理，另5号桩穿过强风化层<6-W3>层44.82～

41.12m标高段进行压浆处理。

④其中强风化层<6-W3>地层进行压浆处理后要抽芯检查，处理后的地层检测承载力不得小于600kpa。

上述需处理墩柱桩基，有关参数如下表1：

墩号中心里程桩号承台面积（m2）设计桩基数

（根）

桩径

（m）

单桩承载力

（KN）

原勘探孔数

（个）

2# D1K603+507.203 8.3m×12.50m 11 1.25 4672 7

5# D1K603+605.453 8.3m×12.50m 11 1.25 5156 9

8# D1K603+703.703 8.9m×12.10m 12 1.50 4699 15

9# D1K603+736.453 5.5m×10.40m 8 1.25 4883 7

10# D1K603+769.203 6.3m×10.70m 8 1.25 5418 14

51# D1K605+319.091 9.1m×11.30m 9 1.25 4977 14

2.工程地质条件及分析

红水河双线特大桥施工场地位属桂中覆盖型波状岩溶平原，附近地面高程82~95m。红水河在附近为侵蚀堆积基座阶地，斯湾河谷为形，基岩漫滩发育，然后又形成侵蚀深槽。反映了红水河是以地壳抬升和河水急速侵蚀下切综合作用下形成。

地质构造。附近位来宾（城厢）南北走向向斜西侧和来宾——桂林大断裂面。其中来宾——桂林大断裂，长350km，倾向N40°E，断距千余米，该断层影响地层从K~f（白垩系至寒武系），活动期为喜山——燕山期。红水河进入桂中后，横穿切一系列南北向斜（合山向斜、来宾向斜、石龙向斜），形成沿北东及北西两组“X”状断裂发育。反映了新构造运动在桂中的地应力特征。（附图1）

附近的地层主要由第四系次生红粘土和下伏二叠系下统栖霞阶。

第四系次生红粘土，上为褐红色，下为网纹状（斑状）粘土，含风化碎

屑、砾石（尤其近红水河边），呈硬塑至可塑，基岩面附近因饱水常为软塑，厚度不等，多为10~25m间。此类土在广西岩溶平原区分布较普遍，多属红搬运堆积而成，尤其近河边。其时代为更新统。

栖霞阶（P1q）：在桂中其顶部为浅色硅质灰岩，厚120多米；上部为灰黑色硅质灰岩、硅质岩层二层，及灰色硅质灰岩，厚260多米；下为灰色厚层灰岩厚230多米。场地揭露出的岩性相当于该阶的上部。

岩溶发育情况。经红水河北岸施工场地铁路工程地质勘察的资料反映，施工场地内的岩溶是比较发育的。

第一，桥墩基础下遇洞率较高，如北岸施工场地内29个桥墩下，只有4个桥墩下未揭露出溶洞，占整个桥墩数的14%，而86%的桥墩下发育有大小不一、埋深不一、充填率不一的溶洞。

第二，施工场地内岩溶发育程度不同。形成了越远离红水河越发育的趋势。如近红水河边的21#~28#墩下，钻孔揭露深度达45m内，只在顶部硅质层与灰岩接触处发育有一层1～3m，多为1.0m充填溶洞；往北在11#~16#墩下，溶洞多集中发育在埋深25m内，洞高多小于3m，有二层，多充填；再往北从0#~8#墩下，是整个场地内岩溶最发育地段。一者最深溶洞埋深达70多米，另外穿过硅质层进入灰岩中即有溶洞，在70m深度内形成串珠状发育趋势，平面上发育宽度达262m。

第三，空洞出现深度不一。在灰岩中发育的溶洞，集中发育在埋深20～60m间，并形成空洞与充填洞交互出现。2#墩下空洞集中在埋深20~30m和埋深60~65m二段；5#墩下空洞集中在埋深25.50m间；8#墩下空洞集中在埋深30~40m间。其它深度内的溶洞多为软塑粘土充填，而8#墩下的溶洞内同时出现了流塑与硬塑充填的溶洞。

第四，岩溶率最高的点在2#墩下，各个墩下选择发育最多溶洞的钻孔对比，2#墩下岩溶率达60%，5#墩下为37%，8#墩下为38%。总之，如此高的岩溶发育率确很少见。

区域性岩溶发育情况反映来宾——凤凰片，埋深20~60m的溶洞，占整个浅层发育岩溶的61%，与本场地情况基本相符。

经上述对比分析，我们认为红水河双线特大桥施工场地内岩溶发育规律是：一、仍属浅层岩溶，是地表水与地下水综合作用形成充填溶洞为主；二、多沿岩层层面发育形成具成层特征；三、上述溶洞水力基本互相连通，空洞是目前地下水活动迳流带。

3.处理方案选择确定

3.1处理方案选择原则

通过处理使桩下基岩内的溶洞充填物给予置换，并使置换体的强度能达到600KPa以上，而且置换体能充满洞体内；同时将强风化基岩体给予固结以提高其承载力。

3.2方案介绍及确定

要达到上述加固目的，即既能充填固结大的洞穴体，同时又固结碎裂岩体，目前施工处理方法中，常用高压旋喷水泥注浆、静压注浆及回填注浆、纯化学注浆等技术方法。

结合红水双线特大桥施工场地岩溶发育特征，我们确定不同施工阶段采用不同的施工技术方法。同时，在认真研究及总结第一次注浆经验上，确定以静压注浆加化学注浆为主的施工方案。（为什么不采用高压旋喷注浆加化注浆组合方案主要考虑到清孔时出现：根本清洗不掉淤泥，也不返至地表。清洗走一部份淤泥，又因反压作用而返涌入了其它地方的淤泥回洞内，甚至引