桩基溶洞施工专项方案

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新建鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-1标岩溶桩基施工指

导意见

一、编制依据及范围

1.编制依据

1、新建鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-1标施工图纸。

2、桩基地质补勘图。

3、国家及交通部现行桥涵施工技术规范及验收标准等。

4、我公司岩溶桩基施工相关经验。

5、相关技术人员岩溶桩基施工工法及论术。

2.编制范围

新建鲁南高速铁路临沂至曲阜段LQTJ-1标段范围内的岩溶桩基。

二、工程概况

岩溶地质情况

根据施工图地勘资料显示，本段地层自蒙山前向西南渐次由新变老，除蒙山倾斜平原被第四系松散层覆盖外，其余大都基岩裸露，地质构造一般有松软土、粉质粘土、粉砂、细砂、粗砂、粗圆砾土下伏基岩为灰岩。灰岩不同程度风化，有砂状结构、层状结构，层状结构局部岩溶极发育。本段在勘探深度范围内溶洞最小高度，洞体最大高度可达14m以上，且多呈串珠状分布。

自然条件

（1）地形地貌

该车站属于剥蚀残丘地貌，地形平缓，地面高程107-133m，相对高差26米。大部分地区有土层覆盖，部分区域基岩裸露，地表多被开垦为农田，附近有村庄民房零星分布，有系道和线相通，交通便利。

（2）工程地质

①地层岩性及气象

上覆第四系全新统洞穴堆积层（Q4ca）溶洞（黏性土充填），坡残积（Q4dl+el）粉质粘土；下伏基岩为奥陶系中下统马家沟组五阳山段（Q2+1m w）泥晶灰岩。

②地震动参数

设计地震基本烈度VII度，地处地震动峰值加速度为，地震动反应谱特征周期。

③不良地质

本站全段属岩溶发育区。其中DK169+097-DK169+237段，长140m,为中等岩溶发育区。

（3）气象

该区属暖温带季风大陆型气候，四季分明，雨量较充沛，气候温和，雨热同季。沿线年平均气温～℃，极端最低气温℃，极端最高气温℃；年平均降水量～，主要集中在6～8月，占全年降水的%，年最大降水量；年平均蒸发量～，年最大蒸发量；最大风速s。

（4）水文地质

①地表水：该地段无明显地表水，仅在雨季时沟渠内形成季节性水流。

②地下水：地下水为裂隙水，微弱，受大气降水是地下水的主要来源。

三、溶洞的分类

根据详细的地质勘察报告，并将一个墩位钻孔情况合并分析，研究溶洞埋深，内充物情况，高低、发展方向，是否串通及大概容积后，将溶洞按以下标准分类：

1、按溶洞的大小分：a：小溶洞，洞高<3m。b:大溶洞，洞

高>3m。 c:特大溶洞，洞高>9m。

2、按洞内有无添充物分：a:有充填，已填满，包括亚粘土

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。

3、按是否可能漏水分：a:全漏水，与其它溶洞相连。b:半

漏水。c:不漏水。

4、按溶洞垂向数量分：a:单个溶洞。b:多个溶洞。

四、施工准备

根据本墩位地质钻探资料及单桩地质资料，并经认真分析可能出现情况后，制定相应的施工方案，在钻孔前必须做相应准备工作。

4. 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，进行单桩地质交底，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。

、材料准备

片石80 m3，粘土120 m3，水泥10T，钢护筒30m。

、机械配备

装载机50型一台，25T吊车一台，1m3挖掘机一台，抽水泵两台，并在快进入溶洞前接好备用。

五、溶洞桩基施工方案

项目部应把桩基溶洞处理列为重中之重，并按桩基溶洞施工应急预案作相关施工监控，确保施工安全。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，确定是否在溶洞四周作超前加固，还是先采用冲击钻成孔，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。

岩溶桩基施工工艺流程：

各方案分述如下：

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。

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3m以内，但存在严重漏浆,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 m3：0．75 t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，座落在不透水的层或岩层上，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。

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。

混凝土筑壁法

如果采用片石粘土筑壁的方法，仍出现反复漏浆的现象，岩溶无法得到有效治理，又考虑到施工进度和施工成本问题，可采用混凝土筑壁法。混凝土采用低标号早强型混凝土进行回填处理，混凝土灌注按水下灌注桩进行灌注，灌注高度要高出溶洞顶面2米，特别是遇到斜岩偏孔的桩基回填混凝土即加快了施工进度又节约了成本。

钢护筒跟进法

溶洞较大（洞高>3m，单层或多层溶洞成垂直串珠装）采取钢护筒跳进法施工。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。

钢护筒选择。护筒长度和内径的确定：护筒长度L=(h+H)m(h为地质超前钻探确定溶洞高度,H为溶洞顶到地面加30cm的高度)，也可根据现场实际情况跟进至岩面；护筒内径大于桩直径20cm,。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10mm-15mm为宜，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。具体施工工艺如下：

（1）单护筒施工工艺