岩溶地区桥梁桩基施工研究

岩溶地区桥梁桩基施工研究
摘要：本文结合沪昆客运专线岩溶地质下桩基的施工，总结了多种岩溶地址下桩基处理的方法。

在施工中，不仅节约了成本，还加快了施工进度，对相似地质下的桩基施工具有一定的借鉴意义。

abstract： this article， combined with the
shanghai-kunming passenger line pile foundation construction in karst geologic condition， summed up the various treatment method of pile foundation under karst condition. in construction， it not only saves costs， has also accelerated construction schedule， and has some significance on construction of pile foundation under similar condition.
关键词：岩溶；桩基；方案
key words： karst；pile；program
中图分类号：u44 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）07-0104-02
0 引言
新建沪昆客运专线大猫坡特大桥地处贵州省平坝县，桥址主要出露碳酸盐灰岩地层。

地表岩溶主要为溶洞、溶沟、溶槽以及溶蚀小孔。

一般洞内有水，上部垂直岩溶较发育。

地表下40m左右则以水平岩溶发育，多表现为地下暗河通道。

暴雨季节个别洞口则为地下水出口。

地下岩溶主要为岩溶洞穴，除个别桥墩、台未揭露溶洞以外，大部分墩台均为揭露溶洞，钻孔揭示大多为串珠状溶洞，有
的溶洞全充填，有的溶洞无充填，一般洞径0.5～6m，局部伴有岩溶破碎带发育。

溶洞大概可分为4类，即空溶洞、串珠状溶洞、大型溶洞、有充填物溶洞（全填充、半填充）。

类型主要以有填充物溶洞为主，其充填物主要有半充填淤泥质土、砂砾、碎石、卵石、粘土等；串珠状溶洞一般单层高度较小。

为了保证岩溶发育地区钻孔灌注桩施工过程中不漏浆，或漏浆但不发生坍孔，保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求，施工时应根据地质钻孔柱状图来判别溶洞地层情况、空洞大小、溶洞填充物情况，根据不同的溶洞采取不同方案。

1 施工措施
根据大猫坡特大桥地质特点，桩基岩溶处理拟采用常规泥浆护壁方法、向孔内抛填片石黄泥、回填素混凝土、压力注浆以及采用钢护筒跟进等不同施工工艺。

1.1 常规成孔方案当溶洞有填充物，填充物是可塑或软塑的亚粘土，且溶洞不漏水，这时不管溶洞有多大也不管溶洞垂直方向数量有多少，都不考虑溶洞的存在，按正常地质情况施工。

1.2 片石黄泥回填若桩基岩溶高度达不到5m，采用一般成孔方法施工即可。

当钻穿溶洞漏浆时，可借助钻头冲击力将填入洞内的锯末、水泥、烧碱、石片、黄泥压进岩溶裂隙，使孔壁结构更为牢固。

粘土和片石应按照3：7的配比填加，按粘土的10%添加锯末，每米使用2包水泥即可。

使用粒径为15～50cm、强度≥30mpa的石灰岩作片石。

用水泥袋装黄泥，整袋溶岩裂隙。

掺加方法为：片石
和粘土袋分层间隔加入，回填至溶洞顶板以上1m处。

回填时，护筒内泥浆标高、四周地表沉降情况以及钻机运行情况都要留意，若有漏浆等突发状况，可及时采取补救措施。

参照地质柱状图，要在挨近溶洞的部位勤于观察，经验丰富的技术人员通过抽取的岩样、冲击岩层的响声、握住冲击主绳的手感等途径来估测施工部位与岩溶地层的距离。

接近岩溶时主绳数据是不是偏小，防止穿岩壳时卡钻。

钻穿岩溶地层上壳时，一旦漏浆，要及时投放粘土块、片石并补浆液，以保持孔内泥浆高度。

该施工方法简单有效，造价较低。

适用于较小的无填充物或半填冲溶洞（溶洞高度小于5m）。

1.3 素混凝土回填根据一般工艺流程进行成孔施工，若碰上倾斜岩面，或钻穿溶洞漏浆，则改用低标号混凝土继续填孔，间歇一定时段在混凝土终凝后用冲击钻成孔。

用于成孔施工的混凝土为c20或c15、c10素混凝土。

可将定量早强剂加入混凝土中，以快速增大素混凝土的早期强度，缩短工期。

遇到倾斜岩面需对孔位进行校正，使斜岩面顶面和回填素混凝土持平，对于溶洞处，回填顶面要比溶洞顶板高出50厘米。

施工中回填时间不宜过长，终凝时间一般不超过48h，待溶洞完全填充且强度达到后进行桩基施工。

无填充物的中、小溶洞均可采用此方案。

施工方法简单，造价相对较高。

1.4 注浆加固参照图1所示的地质柱状图，对桩穿过的溶洞进行水泥浆填充和加固。

①注浆孔布设：按钻孔柱状图确定最大溶洞进行注浆加固。

连通的溶洞也选择其中最大的溶洞进行注浆。

②注浆压力控制：通过注浆泵注浆，注浆压力最好不超过0.5～1.0mpa，根据现场试验确定具体的压力值。

为使浆液充分渗入到砂石等填料内，注浆速度必须控制在15～20l/min以内，渗透直径不得低于3.0米，确保浆体凝固后冲钻成孔有足够的固结体。

在注浆过程中，一定要不要让渗透半径超出限定范围，且要留意注浆管是否已插到填充物底部。

随着注浆过程的持续推进，根据注浆速度匀速向上提升注浆管。

③施工需要注意的事项：注意避免浆液流失，浪费原材料，通过间歇注浆的方法，待填充物和浆体胶结后才可以继续注浆，当注浆压力、注浆量满足工程要求后方可停止循环注浆。

要逐孔进行注浆加固，并按照现场施工情况适当增加注浆压力，最后封孔。

注浆顺序由现场自行掌握，待溶洞完全填充且强度达到后方可进行桩基施工。

该方法适用于任何形式的溶洞处理，但造价较高，多适用于小型（高度小于1米）或多层溶洞（多层串珠状小溶洞），也可用于各种有填充物的溶洞。

1.5 钢护筒跟进加固采用钢护筒跟进法：一面冲孔，一面接钢护筒，并且将其压到或震动下沉至已钻成的孔内孔底标高或者溶洞底标高（图2）。

内护筒长度和内径的确定：护筒长度l=（h+h）m（h为超前钻确定的溶洞高度，h为溶洞顶到地面加30厘米的高度）；钢护筒孔径要准确，连接顺直，用卷扬机成型。

钢护筒要有一定的刚度，直
径1m的桩基护筒板厚10mm，直径1.25m的桩基护筒板厚12mm。

为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔竖直，无歪斜、缩颈。

溶洞高度大于5m时，施工中一般采用钢护筒跟进加固。

2 施工注意事项
2.1 工艺选择：为确保岩溶发育地区钻孔灌注桩施工时不漏浆，或漏浆但不发生坍孔，在承载力达到施工要求的前提下不影响桩基的成孔、成桩施工，作业时先参照地质钻孔柱状图，对空洞大小、溶洞地层及其填充物进行分析，确定最佳施工方案，通过常规泥浆护壁方法，向孔内抛填（片石、黄土、水泥、锯末、稻草、素混凝土等），采用混合材料以增加粘合力提高填充物的强度，压力注浆以及采用钢护筒跟进等不同施工工艺。

2.2 孔位选择：桩基钻孔顺序总体按先长桩后短桩，先中间桩后四周的原则。

对于溶洞贯通的桩基，先施工溶洞底板低的桩，后施工其他的桩；先施工大岩溶再小岩溶；尽量隔孔施打，减小桩位间的挠动应力。

2.3 孔口加固：岩溶发育地区，孔口下沉量极其明显，导致护筒下沉，更甚者导致孔口大面积塌陷。

加固措施如下：①在护筒周围回填片石、沙袋、低标号砼皆可，最后用机械配合压实固结；注意的是不要破坏护桩，回填时先校正护筒，尽量将护筒中心与桩心重合，再进行压实。

②对于土层较浅的可加长护筒，让护筒堑岩，以增加护筒周围的摩擦力及岩层的承载力，来减小下沉的位移量。

③增加横向支撑，用方木、钢管或工字钢来固定护筒，增加护筒的
受力面积，防止下沉。

2.4 时间上的控制：如一个溶洞经多次回填后仍无法通过，则可先将钻机调走施工其他墩位。

孔位回填满，待其溶洞回填物稳定后重新钻进。

3 结论
沪昆客运专线大猫坡特大桥总计桩基346根，分别使用了以上五种施工工艺，桩检结果均为i类桩，具体应用情况见表1。

沪昆客运专线岩溶地质下桩基的施工根据复杂的地质情况，采取灵活多变的处理方案，不仅节约了成本，还加快了施工进度，对相似地质下的桩基施工具有一定的借鉴意义。

参考文献：
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