桩基溶洞处理专项方案

桩基溶洞处理专项施工方案

一、编制依据

1、溆怀高速公路第七合同段工程施工合同。

2、溆怀高速公路第七合同段工程施工招标文件。

3、国家及交通部现行桥涵施工技术规范及验收标准等。

4、溆怀高速公路第七合同段施工图。

5、溆怀高速公路第七合同段桩基地质补勘图。

二、工程概况

溆怀高速公路第七合同段起于K118+300，终于K121+200，全长2.9km。本标段处于湖南省中部至西部的过渡地带，雪峰山脉的北东向延伸区，海拔高程100～500米之间。地貌类似以山前丘陵间构造盆地、岩溶洼地、剥蚀残丘、岗地，沅水、溆水地带发育二级阶地。该区域内开阔的“U”型河谷、浑圆状山脊与“V”字型河谷、长条形山脊同时发育。总体工程地质条件差，处于东北向构造带与北向构造复合部位，地质构造较发育，有隐伏断裂通过，有含煤层，附近可见大型溶洞发育，地表发育有落水洞、岩溶洼地。

初步地质勘察资料显示统计桥位钻孔为215个，揭露发育溶洞的钻孔76个，见洞率为35％；有52个钻孔揭露两层溶洞或多层溶洞，占揭露岩溶钻孔的68％，说明桥位内岩溶极为发育；单个溶洞高度大于2.5m的钻孔有39个，占揭露岩溶钻孔的51％。在勘探深度范围内溶洞最小高度0.2m，溶洞最大高度达13.4m。

本标段桥梁2座，1座特大桥、1座大桥，桩基础工程量D120cm桩基160m/8根，D150cm桩基132m/2962根，D180cm桩基1492m/80根。

三、施工前的准备

1、人员组织:项目部专门组织有关技术人员研究学习有关溶洞处理的措施，并且成立了溶洞处理应急小组。施工现场派4名技术人员分两班在工地24小时轮流值班，发现问题及时上报处理。项目部还组织桩基队钻机机长学习溶洞处理的知识，使他们对溶洞处理做到心中有数。总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。见后附表《现场主要管理人员一览表》

2、材料准备:工地现场常备片石120 m3，粘土180 m3，水泥10T，编织袋200条，

钢护筒30m。

3、机械配备:装载机50型一台，25T吊车一台，1m3挖掘机一台。

四、溶洞的分类

根据地质勘察报告，可将我合同段内的溶洞按以下标准分类：

4.1 按溶洞的大小分：a：小溶洞，洞高<2.5m；b:大溶洞，洞高≥2.5m。

4.2 按洞内有无添充物分：a:有充填，已填满，包括亚砂土和亚粘土充填，有可塑、软塑和流塑之分；b:半充填，有一半左右充填；c:无充填物，为空洞。

4.3 按是否漏水分：a:全漏水，与其它溶洞相连；b:半漏水；c:不漏水。

4.4 按溶洞垂向数量分：a:单个溶洞；b:多个溶洞。

五、溶洞桩基施工方案

针对本工程溶洞分布较广，施工技术难度较大，本工程又为国家重点工程，我项目部严把质量关，确保工程进度，确保施工安全考虑，把桩基溶洞处理列为重中之重并按设计要求作相关施工监控。专门组织所有技术人员讨论、研究方案并学习有关溶洞处理方面的知识。根据本工程溶洞分布的具体情况，确定先采用冲击钻成孔，然后根据具体情况采用投放抛填物的方法处理溶洞，后考虑采用下放钢护筒的方案。

5.1 常规成孔法(按照无溶洞地质考虑)

当溶洞内有充填物，是可塑或软塑的亚粘土，并且溶洞不漏水，这时不管溶洞有多大，也不管溶洞垂向数量多少，都可以不考虑溶洞的存在，而按照正常的地质情况施工。采用冲击钻成孔，洞内的土质和溶洞外的土质没有什么区别，可以按无溶洞的情况施工。

5.2 片石粘土筑壁法

溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在2.5m以内，但存在严重漏水,护筒内水头高度不能保持时，可采用片石、粘土和整包水泥(按1 m3：3 m3：0．5t 比例，顺序为袋装水泥、袋装粘土、片石)回填冲击，用0．5～0．8 m小冲程，不循环泥浆干打几分钟，使回填物充分密实，再加浆提高水头到正常高度，等水泥初凝具有一定强度，将漏浆处堵住后再使用小冲程继续钻进，形成人工泥石护壁。如此反复多次回填片石、粘土和整包水泥，反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止，这也是个比较成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工时，钢护筒必须穿透砂砾及卵

石层等透水层，座落在不透水的亚粘土层上，这样可以防止由于溶洞漏水，水头高度急剧下降而造成的坍孔。严禁因为钢护筒短，没座落在亚粘土层上，造成坍孔，导致钻头被埋在孔内,护筒埋置采用钢护筒跟进法。

对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等，冲孔时采取投放片石、粘土，整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失，使钻孔顺利通过岩溶区。

5.3 钢护筒跟进法

溶洞较大（洞高≥2.5m，单层或多层溶洞成垂直串珠装）采取钢护筒跟进法施工。该方法就是一面冲孔，一面接高护筒，并且将其压到或震动下沉至已钻成的孔内。当桩孔穿过多个溶洞，并且均已成功造壁，在下面冲孔时，上面已形成的泥石护壁坍塌漏水并且无法解决时，可以钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏。

①:钢护筒选择。内护筒长度和内径的确定：护筒长度L=(h+H+1)m(h为地质钻探确定的溶洞高度,H为溶洞顶到地面加30cm的高度)；单层护筒内径大于桩直径10cm,多层护筒最内层护筒内径大于桩直径10cm，其外面一层护筒内径大于内层护筒外径10cm，并以此类推。钢护筒孔径要准确，连接要顺直，用卷板机成型。钢护筒要有一定的刚度，钢板厚为δ10mm，单个大溶洞用单层护筒，两个大溶洞用双层护筒，并以此类推。

②：内护筒的沉放。当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机(或桩机自身重量)把内护筒放入外护筒内沉至孔底，必要时用振动锤下沉。

用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工时，施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。钻头直径大于钢护筒外径3-5cm，护筒到位后钻头改为满足成孔要求的钻头直径。

如果冲击钻在坚硬的岩石中的扩孔系数较小，不能满足护筒下沉要求的，回填并加大钻头直径二次冲孔，以保证钢护筒顺利下沉。为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔要竖直，无歪斜、缩颈。

5.4 注浆法

溶洞层数较多，为串珠状。溶洞位置勘察准确，洞高大于0.5米，小于2.5米，土层中有较厚的砂层，溶洞漏浆会引起坍方的情况，采用预先压注水泥浆，待水泥