岩溶地区桥梁桩基处置技术方案

桥梁桩基础施工中，遇到溶洞的情况并不少见，作为地下隐蔽工程，给施工带来很大困难， 如处理方法不当，往往会造成掉钻、卡锤、埋锤、梅花孔、漏浆、塌孔等事故发生，甚至威胁桥梁运营安全。通过对桥位区地质资料的分析，采用合理可行的施工方法，不仅可以大大加快施工进度，降低了成桩风险，并节约了大量的工程成本。

1、项目概况湖南省宁道高速公路第二合同段桥位地质状况复杂，桩基岩洞数量多，岩洞最高达21.2m，最多岩洞层数达8层，尤其是无充填的岩洞、巨大岩洞、多层岩洞、深埋岩洞数量较多。依据岩洞的类型可分为四类，即空岩洞、多层岩洞、大型岩洞、有填充物岩洞。桥位处的地质状况由上至下分别为粘土、亚粘土、含砂亚粘土、卵石土、淤泥质亚粘土、圆砾、弱风化灰岩。2、岩洞处理的首要方案2.1 修正规划，避开岩洞2.1.1 关于多层、巨大半填充、无填充岩洞（例如泠江大桥20#墩）本项目采纳改动规划，改单桩为群桩，增加桩数量减少桩长的施工办法。图1 20#-1钻孔柱状图2.1.2 关于覆盖层较浅，岩洞顶板较厚的状况，可将桩根底改为扩大根底；关于岩洞顶板厚度较薄，且岩洞相对小而埋置深度浅时，可采纳局部加强的办法，人为地加厚顶板厚度，为做扩大根底创造条件。2.1.3 关于覆盖层较深时，岩洞埋置深度也很深，由柱桩改为摩擦桩，扩大桩径，缩短桩长；或者做成两桩抬一柱，避开岩洞处。2.1.4 加大跨径，增大桩径，减少桩数，减少岩洞处理。2.1.5 桥梁在岩溶区，桥梁高度较小，而且在满意排洪和修筑路堤一切规划要求的前提下，可将桥改为路堤。2.1.6 依据桥梁用途，在满意运用要求的状况下能够改变结构类型，（将桥改为通道等）。2.2 规划变截面桩，选用钢护筒护壁此类桩适用于巨大岩洞、多层岩洞，例如泠江大桥19#-3。图2 19#-3钻孔柱状图2.3 岩洞桩根底施工处理办法2.3.1 挖孔桩施工关于埋置深度较浅（10m左右）洞高小于2m的单层岩洞，地层中无较厚砂砾层或砂层，且在无水或地下水小的状况下能够选用人工挖孔。有填充的用现浇砼护壁，依据具体状况适当加大护壁厚度或用钢筋砼护壁；没有填充的选用砌片石堵塞岩洞和现浇砼护壁。施工办法如下。①挖孔办法：挖土由人工从上到下逐层用镐、锹进行，挖土次第为先挖中间部分后挖周边，按规划桩径加2倍护壁厚度操控截面，允许尺度差错3cm。②测量操控：桩位轴线采纳在地上设十字操控网，基准点，将桩操控轴线高程测到第一节护壁上，每节以十字线对中，大线锤作中心操控，用尺杆找圆周，以基准点测量孔深，以确保桩位、孔深和截面尺度的正确。③在地上按衬砌处理挖深1m，安放模板，浇筑C15（或C20）砼构成井圈，井圈上口即井台座比周围地上高出20～30cm以避免井口进水，开挖选用人工十字镐，用人力绞车提升出渣，每开挖一段衬砌一段，当开挖中遇到岩石可选用风钻或凿岩机钻炮眼小药量电引爆的浅眼爆炸法施工，要在炮眼附近加强支护，避免震坍孔壁，爆破后再选用人工清凿持续开挖，以这种办法循环进行施工，直至桩底规划标高。注意每次砼衬砌浇筑前都要将内模定位一次，以确保桩的垂直度和水平位置。④护壁施工：挖孔桩选用钢筋混凝土护壁。护壁厚度t=D/10+50mm（D为桩径），护壁内等距离放置8根Φ6-8mm、长度约1m的直钢筋，刺进基层护壁内，使上基层护壁有钢筋拉结，以防当某段护壁因呈现流砂、淤泥，使摩擦力降低时，也不会遭成护壁因自重而沉裂的现象发生。2.3.2 钻孔桩施工（粘土片石筑壁法）当地层中有较厚的中粗砂层、风化严峻的砾石、碎石，地下涌水量较大且岩洞高度较小，岩洞有填充物或无填充物的桩根底，拟选用黄土加小片石回填，用冲击钻小冲程冲击成孔，依据实际状况可多次重复回填，加固护壁密度和厚度，穿过岩洞后选用正常的冲击工艺冲击成孔。施工办法如下。①当钻至岩洞顶1m左右时，首要预备满足的小片石或狗头石和粘土，粘土要做成泥球，关于半填充和无填充的岩洞要安排满足的水源。其次在1～1.5m范围内改用小冲程缓慢钻进，逐步将洞顶击穿，避免忽然打穿岩洞顶板，形成卡钻，漏浆时，立刻回填，以小冲程重复冲砸，构成泥壁，堵塞洞内的通道，避免孔壁崩塌和泥浆丢失。必要时提前对岩洞进行注浆处理。②依据钻孔的进尺状况，在击穿洞顶之前，要有专人观测护筒内泥浆面的改变，一旦泥浆面下降，应敏捷补水。击穿洞顶后，在岩洞内钻进时，依据填充物的不同，要采纳不同的钻进办法。岩洞内无充填或半充填，岩洞高度不太大，一般在3m以内，但存在严峻漏水，护筒内水头高度不能保持时，可采有片石加粘土（按1：1体积比）回填冲击，使其构成泥石护壁。重复多次回填片石粘土，重复冲击直至构成泥石护壁不再漏浆停止。如此重复使钻孔顺利穿过岩洞。③关于特大型岩洞或半充填的岩洞或岩洞上方有较厚的沙砾层时，为避免泥浆忽然丢失，形成孔壁崩塌，采纳护筒跟进法施工。④对小型或多层岩洞，为避免其不与相邻孔窜孔或成孔后孔型有葫芦状，必要时可灌注低标号砼进行填充，等强后再钻进。⑤钻孔到达规划标高并清孔后，对孔径、孔深、竖直度和孔底地质是否与规划相符合，孔底泥浆沉淀厚度等进行查看，经监理工程师查看合格后，进行清孔。另外，岩洞桩根底施工处理办法还能够采纳护筒跟进法、挖钻结合法等。3、施工中呈现的问题的预防和处理3.1 坍孔 钢护筒只有1～2m高，座落在砂砾和卵石层上。当冲击到岩洞后，忽然漏浆形成水头高度急剧下降，砂砾和卵石层失去安稳，构成漏斗状的坍孔。3.1.1 预防坍孔的办法 选用冲击钻冲孔施工时，可将钢护筒座落在亚粘土层上，再持续冲击成孔，也可避免坍孔；发现漏浆及时补水。3.1.2 坍孔的处理办法 ①当成孔深度不大时，可全孔回填粘土，并暂停一段时间后，再深埋钢护筒不透水层方可从头钻孔。②当成孔深度较大时，可将钢护筒一直座落在坍孔的嗽叭口下缘的亚粘土层上，护筒周围回填粘土，挤实，再从头钻孔。3.2卡钻原因和处理办法：①冲击钻刃脚磨钝、孔径变小，形成卡钻。应经常对冲击钻进行补刃。②孔不圆，构成梅花孔。最好用6刃和4刃钻头打圆孔，不用一字钻。③钻头在冲击填充的片石时，进起的石块将钻头和孔壁的空隙挤住，钻头不能上下。可放小炮震活钻头，也可用小冲击钻激动，或用冲吸的办法将卡在钻头的石碴松动再提出。④钻头冲破岩洞顶板，掉入岩洞，钻头歪斜，提不出来，应放小炮炸顶板岩。⑤卡钻时不宜强提，免得拉坏机械，拉断钢丝绳，掉钻头，应仔细分析原因，不行妄动。3.3 斜孔斜孔是因为岩石外表歪斜或呈现探头石，致使钻头沿软的低的部位下滑形成的。处理的办法是回填片石，也能够灌注水下砼，待强度构成后用小冲程打紧绳重复冲击，直至调正过来停止。过大的冲程会成孔不圆，形成斜孔，一般应选用1～4m为宜。3.4 漏浆在冲击成孔中，因为有的岩洞与地下暗河或其他岩洞相通，泥浆敏捷流走，水头高度急剧下降，形成漏浆。在岩洞桩基施工中，要在孔边备足必定数量的片石和粘土，一旦呈现漏浆，要及时回填片石粘土冲击造壁，并且立刻补水，避免水头高度持续下降。3.5 坍孔埋钻埋钻的原因是坍孔形成的。施工中发现漏浆应立即将钻头说到孔外，假如未及时提钻，漏浆后坍孔，钻头便被埋在孔中。4、结语通过对岩溶区域桩基岩洞处置方案的研究，对今后在岩溶区域桥梁桩基施工，特别是存在有无充填岩洞、半填充岩洞、巨大岩洞、多层岩洞、深埋岩洞的桩基施工有着非常重要参考价值。

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