桩基溶洞处理施工方案

溶洞、斜岩处理专项施工方案

我合同段地处江西省中部偏西，桥址位于丘陵缓坡地带，地貌单元为剥蚀堆积地貌，地势较开阔，隶属于赣西中低山与丘陵区，地貌基本形态有低山、高低丘陵、平原微丘，南北高，中间低平，植被及地表水系发育，地下水可划分为第四系松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水三大类。路线范围内溶岩发育，暗河、溶洞、溶沟、溶槽等密集分布，地表水、地下水对混凝土、钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀作用。

一、工程概况

我部地处溶洞地带，根据该桥地质勘察报告资料显示，桥梁区地层上部主要由第四系土层、残积层组成，下伏基岩为二叠系下统茅口组中风化灰岩构成，其地质情况由上至下依次分别为素填土、粉质粘土、砾质粘性土、中分化灰岩，隐伏岩溶、溶蚀裂隙较发育，且有溶洞。该桥共166根桩，其中直径1.6m桩有44根，直径1.5m桩有106根，直径1.2m 桩有16根;根据地质勘探提供的资料，其中有溶洞的有73根，溶洞分布贯彻全桥，以5~10m洞深为多，洞深小的为1~2m，大的达到29.2m，且有相当一部分为一个桩基有多层溶洞。该桥共分A、B、C线，其中A线为主线，上部结构为普通钢筋砼连续梁和预应力连续梁两种形式，共13联，普通钢筋砼连续梁12联，预应力连续梁1联，桥长为1022.5m；B、C线各为东西方向引入的联络线，上部结构为整幅普通钢筋砼连续梁，桥长都为87.78m。桥面宽度变化较大，典型桥梁横断面主要有20米、10.5米、9米三种类型。

二、施工准备

1、了解地质情况，测定桩位，平整场地

2、详细了解桩基桩位地质、水文资料，掌握溶洞出现的位置，并大致推断其范围、大小以及充填情况，并制定合适的施工方案和施工技术保障措施。

3、每个孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出，发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案。

4、根据现场的地形地貌整理出成片施工场地，以便于堆放材料，桩区地表要建截、排水及防护设施，对桩顶坡土清刷减载。

5、材料准备：工地现场常备相当数量的片石、粘土、水泥和编织袋

6、机械准备：装载机50型一台，25T吊车一台，1m3挖掘机两台。

7、人员准备：当现场钻机接近溶洞顶部时，为加强协调现场施工，现场除了派遣机械操作人员值班外，还要派技术人员和主要管理人员现场值班，确保现场施工的协调一致。

8、泥浆池设置

为便于出碴，泥浆池尽量就近设置，四周临边防护措施到位。

9、备好各工序所需要的机具器材和供排水、照明设施，并设置位移的标志。

三、溶洞桩基施工方案

3.1 方案概述

根据溶洞划分标准可按以下分类：

a、按溶洞的大小分有小溶洞（洞高<2.0m）和大溶洞（洞高≥

2.0m）。

b、按洞内有无填充物分：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；半充填，有一半左右充填，另一半无填充；无充填物，为空洞。

c、按是否漏水分：全漏水，与其它溶洞相连；半漏水；不漏水。

d、按溶洞垂向数量分：单个溶洞和多个溶洞。

根据地质勘察资料描述，本工程溶洞主要是全填充式，填充物为可塑-软塑状含砾粘土和软塑状含砾粘土两种形式，局部可能有半填充式和无填充式形式；溶洞大小分布不均，小的洞高为1~2米，大的洞高达到了29米，且相当一部分垂向具有多个溶洞；由于溶洞较多，相互之间串联可能性较大，漏浆具有普遍性；有时一个溶洞具备以上多种形式，本文主要阐述冲击钻成孔状态下的溶洞处理。

3.2 方案的选择

根据溶洞情况，可采用以下几种处理方法：

a、预处理（注浆法、旋喷帷幕法）

b、钢护筒跟进

c、投放抛填物（抛填片石、粘土、水泥或几种的混合物）

d、灌注混凝土

首先方案的选择应遵循保证安全、质量、工期、造价低原则，针对本工程溶洞分布主要在地面20m以下的深度，显然预处理（注浆法、旋喷帷幕法）和钢护筒跟进两种施工方法不适宜本工程。注浆虽然处理效果好，但在地面以下20m这个深度注浆，不仅施工难度大、工期长，而且造价大，不符合最优方案；钢护筒跟进冲孔在大于20m 深时需进行多段钢护筒焊接跟进，如此操作复杂繁琐且需要大型振动机械设备，在钢护筒振动下沉过程中容易发生孔偏斜，且钢护筒取出时焊接处容易脱落，造成钢护筒难以取出，成孔也是造价大、工期长，不适合采纳；本工程因为溶洞多为全填充式，而投放抛填物（抛填片石、粘土、水泥或几种的混合物）和灌注混凝土易于操作简单、方便，能起到有效护壁的作用，且一次不成功可反复进行，片石和粘土当地较丰富，取材方便、经济；采用该施工方法无论是对工期影响和增加工程造价范围均明显优于前两种方案。为确保方案最优化，工程各参建方专门组织技术人员讨论、研究方案最终确定一般常规使用投放抛填物（抛填片石、粘土、水泥或几种的混合物）和灌注混凝土两种方案，对于个别施工难度特别大的再具体分析处理。

3.3方案的施工方法

3.3.1 常规成孔法(按照无溶洞地质考虑)

当溶洞内有充填物，是可塑的砾质粘土，在冲孔过程中始终能有效护壁，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，而按照正常无溶洞的地质情况施工。

3.3.2 片石、粘土、水泥或几种混合物筑壁法

a、溶洞内有填充物，是可塑的砾质粘土，溶洞高度不太大，在冲孔过程中始终能有效护壁，但存在漏水，护筒内水头高度不能保持时，可采用投放粘土回填冲击，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，让粘土充分挤入溶洞，堵住漏洞。

b、溶洞内有填充物，是软塑的砾质粘土，溶洞高度不太大，在冲孔过程中不能有效护壁、易塌孔，可采用片石或片石+粘土按一定比例投放回填冲击，形成有效护壁。

c、溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不太大，而且存在漏水，可采用片石+粘土或片石+粘土+水泥按一定比例投放回填，形成有效护壁。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，让粘土与片石混合物充分挤入溶洞，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

d、当有的溶洞与地下暗河或其他溶洞相通,泥浆迅速流走,水头高度急剧下降,造成漏浆。施工时要在孔边尽可能多备足一定数量的片石和粘土,一旦出现漏浆,及时多回填片石和粘土冲击造壁,并马上补水,防止水头高度继续下降。

e、地质资料揭示无溶洞或只有很小的溶洞，但突然发生跑浆，估计是挤破了旁边大溶洞的洞壁，或小溶洞与旁边的大溶洞是相连的。采取投放片石、粘土和水泥一起固化起到护壁作用，使钻孔顺利通过岩溶区。

f、遇到溶洞高度大，一般在2m~10m时，或连体薄层深洞迅速跨塌，为防止出现掉锤、卡锤现象，在快到溶洞项板2m距离位置时应低锤轻冲击、慢冲击，减少溶洞大面积垮塌掉锤现象，进入大溶洞时，应及时抛填大粒径片石、粘土和袋装水泥，回填、冲击应反复进行，