岩溶地区冲击钻孔桩基处治技术

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1、岩溶地区冲击钻孔桩基处治技术***（******公司*****）摘要：结合***铁路***特大桥的施工实例，通过对桩基穿过不形状和规模的溶洞时的施工处治方法进行分析,在低成本、高效率、安全可靠、简单可行的原则下，采取合理的溶洞处理方案,并根据施工过程中出现的问题采取相应的预防措施，为今后类似的岩溶地区桩基的施工提供了行之有效的施工方法和宝贵的施工经验以供借鉴。关键字：桥梁桩基岩溶地区冲击钻孔施工技术1.工程概况***特大桥全长2514.560m，位于***客运专线铁路***境内。桥梁全长2514.560m，桥面宽度12.20m，线间距4.8m，上部结构为2-24m+

2、75-32m简支梁，下部结构为墩身托盘结构、桩基承台基础，每个墩布置8～12根桩基，共有钻孔桩741根，设计桩长8.0m～88.5m，最大钻孔深度达93m。桩径除桥梁两端陡坡上的0～2#和74～77#共7个墩台为1.25m外，其余71个桥墩均为1.50m。桩基按嵌岩柱桩设计，桩端嵌入完整的弱风化基岩不小于1m，桩端距离下层溶洞顶板的弱风化基岩高度不小于8.0m。该地区属于典型的喀斯特地质地貌区域，本桥位于可溶岩地区，表层地层为粉质粘土、圆砾土和卵石土，最大厚度81.5m；地下基岩为灰岩，岩溶极度发育，主要为空洞。溶洞间连通性极好，每根桩基穿过的溶洞规模、数量、大小、

3、形状等各不相同，最大的溶洞达20.6m高，大多数桩基穿过的溶洞呈珠串型，最多达16层之多，各溶洞上下之间顶板薄厚不一，最薄的只有0.6m。因此，根据本桥桩基的具体特点和在施工中容易出现孔内坍塌、串孔、卡钻、掉锤、偏孔、地面沉陷以及在混凝土灌注过程中出现的混凝土面下降导致导管悬空断桩等情况，针对岩溶桩基施工进行专项研究并实施验证、调整，控制施工成本，保证施工质量和工期，对以后类似的岩溶桩基提供参考，指导现场施工具有重要意义。2.溶洞分类根据地质结构和溶洞及其发育情况，溶洞可分为以下几种类型：2.1按溶洞的大小分：大溶洞：溶洞高度≥3m；小溶洞：溶洞高度＜3m.2.2按

4、溶洞填充状态分：全填充溶洞：洞内完全充填粉质粘土；半填充溶洞：洞内顶部为空腔；无填充溶洞：即空洞。2.3按是否漏水分：全漏水溶洞：严重漏水或与其它溶洞、地下暗河连通；半漏水溶洞：洞壁与裂隙或断层渗漏水；不漏水溶洞：溶洞完整，无渗漏水现象。2.4按溶洞垂向个数分：单个溶洞：桩基范围内仅有一层溶洞；多层溶洞：桩基范围内有多层溶洞。2.5按溶洞填充物的性质分：粉质黏土（流塑、软塑）；淤泥质粉质黏土黏土夹风化岩残块漂卵石土圆砾土。3.施工准备3.1掌握地质资料：每根岩溶桩基施工前均进行桩位地质勘察，绘制孔位处地质柱状图，熟悉桩基穿过的地层以及各地层的地质岩性、厚度、密实程度

5、或完整性，准确掌握溶洞的埋置层数、深度、高度、顶底板标高、有无填充物等情况。综合分析每座桥墩的所有桩基的地质情况，归纳总结出承台下的地层和溶洞的分布趋势、位置、形状、规模和相互贯通等全面而详细的地质资料。3.2钻孔方案制定：组织技术骨干认真研究下伏的地质资料，根据溶洞情况，对每一座桥墩桩基单独制定经济可行的处理方案（包括应急预案），每一根桩基编制详细可行的技术交底，并向钻机操作人员交底。3.3物资设备准备：按照桩基施工方案和技术交底，组织与桩基钻孔相匹配的钻机和钻锤，钻头选用4～6t底部带球弧面十字形铸钢实体钻头。需要进行溶洞处理或易坍塌的地层成孔，提前在孔附近备足

6、技术交底中所要求准备的钢套筒、片石、黄泥、水泥、优质的造浆黏土等物资和处治过程中相应的装载机或挖掘机、水泵等机械设备和应急物资设备，以确保施工过程的顺利进行。如果所用的黏土性能指标不能满足造浆后泥浆的性能指标，则必须准备好做试验选用的钻井泥浆粉或化学泥浆作为添加剂，保证孔内泥浆的护壁浮碴效果。4.处治技术岩溶地区桩基穿过的地层地质或溶洞形状大小复杂多变，必须根据准确具体的地质柱状图和分析判断的地层地质和溶洞的情况采取切实相对应的技术处治措施。桩基施工顺序应根据每个承台下桩基的布置情况，按照先外后内、对角施钻、上下错开、前后有度的原则布置钻机和钻孔，即钻机先施工外围的

7、桩基，然后施工里面的桩基，相邻两台钻机同时施工时，应按对角线的桩位布置，两桩间相距8m以上，进尺深度至少相差一个完整的溶洞，前根桩基灌注后，相邻桩孔的钻机必须要等到其有足够的强度才能钻进，至少1d时间以上，以保证桩基成孔的进度和成桩的质量。4.1覆盖层处治：桩基穿过的覆盖层为粉质粘土、圆砾土和卵石土，自稳性差，在钻进过程中，由于击穿溶洞或到达裂隙、断层等地层，孔内漏浆，泥浆迅速下降，造成孔内甚至孔口发生坍塌，地表沉陷，钻锤被埋等事故。因此，在施工过程中，分两种情况处理：不漏水或半漏水全填充溶洞，钻进过程中不会发生漏浆现象或漏浆速度不快时，采用优质黏土造浆护壁，如