第一篇：巖溶地區(qū)鉆孔樁溶洞處理施工技術總結

摘要:本文以武廣客運專線XXTIV標北鄉(xiāng)特大橋鉆孔樁施工為實例，主要闡述巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁的溶洞處理的工藝原理、方案的選擇、針對不同孔徑大小的溶洞所采用的各種不同的處理方法等，通過本工程試驗及實踐，使得巖溶發(fā)育地區(qū)橋梁鉆孔樁基礎的施工工藝及技術得到了成功驗證和發(fā)展，取得了較為成熟的經驗。關鍵詞:武廣客專 巖溶地區(qū) 鉆孔樁基礎 施工技術 1 工程簡介

武廣鐵路客運專線XXTJV標北鄉(xiāng)特大橋（DK1932+974.51-DK1937+010.89）位于廣東省樂昌市北鄉(xiāng)鎮(zhèn)，北接大瑤山3#隧道，南接東塘隧道，距樂昌市約8km，橫跨省道S248線。橋跨布置為124-32m簡支箱梁，全長4071.27米，鉆孔樁1113根，直徑分別為φ1.0m和φ1.25m，其中50米以上的樁有139根，70米以上的有17根，最長樁孔深達92米。橋位處巖溶極其發(fā)育，大部分溶洞呈串珠狀發(fā)育，樁基礎最多的穿越23層溶洞。地表卵石覆蓋層厚，最厚達65米。溶洞處理的成敗關系到樁基礎施工質量、工期和成本。2 溶洞的分類

根據地質結構和溶洞的情況及發(fā)育情況，溶洞可分為以下幾種類型：

2.1 按溶洞的大小分 ①大溶洞：溶洞高度＞3m；②小溶洞：溶洞高度＜3m。

2.2 按溶洞填充狀態(tài)分 ①全填充溶洞：洞內完全充填亞粘土、亞砂土、粘性土等，充填物呈硬塑、軟塑、流塑狀；②半填充溶洞：洞內約一半有填充物，頂部為空腔；③無填充溶洞：洞內無填充物即空洞。

2.3 按是否漏水分 ①全漏水溶洞：嚴重漏水并與其它溶洞或地下河連通；②半漏水溶洞：溶洞洞壁存在裂隙，有滲漏水現象；③不漏水溶洞：溶洞完整，無滲漏水現象。

2.4 按溶洞垂向個數分 ①單個溶洞：樁基范圍內僅有一層溶洞；②多層溶洞：樁基范圍內有多層溶洞。3 方案選定

根據溶洞大小及填充情況等，選定經濟可行的處理方案 4 溶洞處理方法

4.1 壓注雙液漿法 注雙液漿一般適用于10m以下半填充或全填充溶洞的處理。

①目的：溶洞內注雙液漿預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間，并達到一定的強度（20MPa以上），防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發(fā)生，保障成孔及水下混凝土澆注等施工工序的順利完成。②加固原理：注雙液漿加固的特點是注漿材料可在十幾秒或幾十秒內瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內且不流失，材料的利用率高，比較經濟。漿材的結石率為100%，即1m3體積的漿材可得1m3的結石體。對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結砂和礫的；對于溶洞中的稀泥等土體，漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的；對于無填充物和半填充的溶洞，漿液是通過充填填滿溶洞的。③工藝 壓漿材料采用普硅32.5R水泥與化學劑（水玻璃）。a布孔 根據橋墩臺樁基布置和溶洞分布，每個墩臺布置6～8個壓漿孔。b鉆孔 用地質鉆機鉆80mm～110mm的注漿孔，孔深達到最深溶洞的底部。注漿管插入 溶洞下部。c壓漿 采用雙液壓漿系統(tǒng)進行全孔壓漿，要少量多次、反復壓漿。雙液漿配制時，控制漿液比例，反復試驗，掌握漿液的最佳凝固時間，凝固時間太快，不利于注漿施工，凝固時間太慢，漿液流動性大，用量大，不經濟。

4.2 灌砂、壓漿法 灌砂壓漿是溶洞預處理方案之一，一般適用于6～10m無填充溶洞的處理。主要通過灌砂填塞溶洞空間，采用壓漿將洞內砂礫板結、凝固成堅實的混和體，防止在鉆孔過程中出現漏漿、塌孔等現象。灌砂壓漿孔和注雙液漿鉆孔施工方法相同。灌砂采用干燥、潔凈的中粗砂，并進行清篩，防止雜物堵管。一個橋墩內各注漿管內灌砂、注漿輪流進行。灌砂時分幾次進行，第一次灌砂高度約4～5m，然后將注漿管插入灌入的砂中一定深度，向砂中壓入一定量的水泥漿。壓漿后采用清水沖洗注漿管，防止水泥漿粘附在管壁上，影響下一次灌砂、注漿。注入水泥漿初凝后，進行下一次灌砂、壓漿，反復進行，直至灌滿，使溶洞內充滿砂漿。

4.3 填充粘土和片石法 粘土和片石填充適用于高度6m以下全填充、半填充和無填充的溶洞處理，其方便、快捷，節(jié)省費用。

當鉆孔至溶洞層時，一般護筒內泥漿會全部或部分流失，嚴重時會造成塌孔，這時可采用片石加粘土（按1：1體積比）回填，溶洞較大時可加入部分水泥，回填一層、采用鉆頭沖擊一遍，盡量使片石和粘土保持密實，直至回填至溶洞頂部1～2m。溶洞回填完成后，向鉆孔內注入稠度較大的泥漿，使其自然浸入片石縫隙內，然后采用鉆頭沖擊，使片石和粘土擠入溶洞內，形成泥石護壁。若溶洞內泥石護壁出現漏漿時，應再次回填，反復回填、反復沖擊，直至不再漏漿為止。

采用回填片石、粘土處理溶洞時，鋼護筒須穿透砂礫等透水層、坐在不透水層上，尤其是多層溶洞，以防止出現溶洞后孔內水頭急劇下降而造成坍孔。

4.4 灌低標號混凝土法 對于較大的溶洞，尤其是半填充或無填充溶洞，有時采用填粘土和片石的方法難以成孔，或者成孔后灌注水下混凝土時孔壁被擠垮，這時用灌低標號混凝土的方法處理。

施工準備和開孔方法同填粘土塊和片石方法，當擊穿溶洞頂板時，為節(jié)約混凝土灌注量，可先填粘土塊和片石，反復沖擠，待溶洞填注基本飽滿時，再灌低標號混凝土至溶洞頂1m 以上，待混凝土達到一定強度后再繼續(xù)鉆孔。4.5 鋼護筒跟進法 在溶洞較大，洞內無填充或有流塑充填物，漏水嚴重或與暗河連通時，采取上述方法無效時，可采取鋼護筒跟進法施工。就是一面沖孔、一面接高護筒，并將其振動下沉至已鉆成的孔內或溶洞內，用以阻斷溶洞內流塑充填物或水的流動，便于鉆孔施工。①內護筒內徑的確定 現場根據樁孔穿過大溶洞的數量，確定內護筒級數，每增加一級，內護筒內徑增加0.2m，最小一級內護筒直徑大于樁徑0.2m。為保證內護筒的剛度，防止受壓變形，鋼護筒采用10mm 鋼板卷制。下沉內護筒時，由大到小，分級逐次下沉進行。先鉆大孔，下沉大護筒，再鉆小孔、下沉小護筒。如果穿過1層溶洞，就采用1級內護筒，每增加1層溶洞，就增加1級內護筒。護筒跟進法施工順序見下圖1。②內護筒長度的確定內護筒長度的確定，護筒長度L＝h＋3（m）（h為地質超前鉆確定的溶洞高度），如果內護筒太長可分節(jié)下沉，在孔口焊接連接。5 巖溶地區(qū)鉆孔樁施工方法

①巖溶地區(qū)鉆孔樁施工工藝流程圖見圖2。②由于鉆孔樁施工是個比較成熟的施工工藝，本文就不再敘述。

;在巖溶地區(qū)鉆孔樁施工中特別應注意以下幾個問題：①施工準備 根據地質資料預測施工中可能出現的問題，制定施工方案，并向鉆機操作人員進行技術交底。樁孔附近要備足回填材料和挖掘機、鏟車、水泵等機械。②鉆孔 鉆機時泥漿要稍稠，現場泥漿池內盡量多備些泥漿，在溶洞穿孔后及時補漿。施工中要加強鉆孔地質檢查、復核，并密切注意觀察鉆機工作情況、周圍地表沉降和護筒內水位變化，防止不正常情況發(fā)生。根據地質柱狀圖，在接近溶洞時勤觀察、勤檢查，鉆頭沖擊巖層的響聲、抽取的巖樣判斷是否接近巖溶地層。接近巖溶時主繩放長量控制為1～2cm，防止擊穿溶洞頂板時造成掉鉆、卡鉆現象發(fā)生。鉆穿溶洞頂板時一旦漏漿，及時投放粘土塊、片石并補水補漿，保持孔內水位高度。漏水嚴重時，可填充稻草和水泥等混合物，每次填滿后補漿補水，再重新沖擊鉆進，擠壓填充物填充溶洞或堵塞溶洞，最終至不漏漿為止。通過溶洞層后，繼續(xù)鉆孔，直至設計深度。③灌注混凝土 灌注中導管提升時，要根據溶洞情況確定導管埋深，避免灌注過程中擠破溶洞混凝土面突然下降，造成斷樁事故發(fā)生。樁頂灌注標高應比設計標高超灌1m以上，灌注完成后觀察30分鐘左右，如果混凝土面沒有變化才拔出導管。參考文獻：

[1]鐵建設[2005]160號客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準.[2]TZ213-2005客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南.[3]TB10002.5-2005.J464-2005.鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范.[4]湖南交通科技.2002年第1期《巖溶地基處理方法》.[5]交通世界.2004年第5期《巖溶地區(qū)地基處理及樁基施工技術》 樁基大溶洞處理施工總結 2008-6-5 17:57

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一、樁基概況

廣清高速連接線主線高架橋97#-A樁樁基設計直徑200cm，設計樁長43.7m，嵌巖樁基礎，混凝土標號為C25.二、地質情況

根據地質勘察報告資料，該樁地層由上而下為素填土、耕植土、淤泥、粘土、全風化粉砂質頁巖、全風化炭質頁巖、溶洞、微風化含炭質灰?guī)r、溶洞、微風化含炭質灰?guī)r、溶洞、微風化含炭質灰?guī)r、溶洞、微風化含炭質灰?guī)r。該樁有四層溶洞呈串珠型分布，上面三個溶洞較小，分別為0.8m、1.2m和1.2m，最下一層溶洞高度為9.1m，四層溶洞總高度為12.3m，溶洞內均為軟塑狀粘土全充填。

三、施工方案的確定

針對該樁溶洞較大且呈串珠型分布，施工技術難度較大，該工程又為市重點工程，我公司從嚴把質量關，確保工程進度，確保施工安全考慮，把該樁做列為重中之重并按設計要求作相關施工監(jiān)控。專門組織所有技術人員討論、研究方案并學習有關溶洞處理方面的知識。根據該樁溶洞情況，溶洞內全為流塑狀粘土全充填，溶洞位置較深，最后確定先采用沖擊鉆成孔，投放拋填物的方法處理溶洞，后考慮采用下放鋼護筒的方案。

四、施工前的準備

1、人員組織

項目部專門組織有關技術人員研究學習有關溶洞處理的措施，并且成立了溶洞處理應急小組。施工現場派4名技術人員分兩班在工地24小時輪流值班，發(fā)現問題及時上報處理。項目部還組織樁基隊鉆機機長學習溶洞處理的知識，使他們對溶洞處理心中有數?？傊?，在人員組織方面，明確分工，各負其責。

2、材料準備

片石100m3，粘土20m3，水泥10T，編織袋200條，鋼護筒30m.3、機械配備

裝載機40型一臺，16T吊車一臺，小斗車10輛。

五、施工過程控制

該樁護筒頂標高為11.005m，設計孔底標高-35.5m，應鉆深度46.505m.采用沖擊鉆成孔，鉆頭直徑2.10m（加大鉆頭直徑，使成孔直徑不小于2.1m，為下放鋼護筒做準備，鋼護筒直徑2.09m），鉆頭質量4000Kg，后換為7000Kg原裝鉆頭。本樁1月1日開鉆，1月16日穿過最后一層溶洞，鉆孔深度40.1m.上部松軟地層厚度9.29m，鉆進速度較快。泥漿顏色灰黑色，且有臭味。上面兩個溶洞較小，分別為0.8m和1.2m，中間間隔只有10cm，兩溶洞已基本聯為一體。鉆頭鉆至最上一層溶洞溶頂以上0.6m時，向孔內拋投片石高度0.5m，以平衡鉆頭，防止穿破溶洞時出現孔斜。沖程控制在0.8m，平穩(wěn)沖砸。經仔細觀察鉆頭穿破溶洞后鋼絲繩無擺動，孔位無偏斜。鉆進溶洞后，無漏漿，鉆頭進尺稍微加大。為保證固壁良好，向孔內投放片石1.5m，以0.6m的小沖程鉆進，鉆進1m后，再次投放片石1.5m，其中夾雜投入粘土，鉆進時進尺較小，遂加大沖程至1m，鉆進過程中無異?，F象發(fā)生。溶洞內鉆進時，泥漿比重為1.6.第二層溶洞與第三層溶洞之間為5.4m的微風化含炭質灰?guī)r，巖質較硬，進尺慢，鉆頭損壞嚴重。我部及時進行調整改裝鉆頭（質量4000Kg）換為7000Kg的原裝鉆頭。第三層溶洞穿破后，未見漏漿現象，由于該層溶洞較小高度只有1.2m，鉆頭穿破溶頂后隨即向孔內投放片石1.5m，并用0.6m左右的小沖程反復沖砸以固壁。鉆進過程中無異常。

第四層溶洞最大，溶洞高度為9.1m，溶洞位置在孔深31m至40.1m之間。鉆頭進入溶洞后進尺加大。泥漿有輕微漏漿現象，隨即提出鉆頭，向孔內投入片石及粘土，厚度1.5m，然后以0.6m的沖程沖砸。進尺1m后泥漿由灰黑色漸變?yōu)辄S褐色。根據地質勘察報告溶洞內全為黃褐色粘土充填，實際地層與設計相符。由于該層溶洞大，拋投的片石大部分取用大直徑片石，尺寸25～40cm.溶洞內沒有發(fā)現大量漏漿現象，粘土未裝袋拋投，只是夾雜于片石內投入。該溶洞處理時，均采用每鉆進1m投放片石及粘土1.5m重復鉆進的方法。溶洞內泥漿比重始終控制在1.6以上。施工過程中由于鉆頭質量較大，鉆機主機出現一點故障，中間間隔了一段時間。9.1m溶洞處理歷時5天。

四層溶洞處理時，泥漿比重均在1.6以上，泥漿未加水稀釋，只保持循環(huán)，濃度較大。

六、處理效果

該樁從開鉆到穿過最后一層溶洞，歷時16天，鉆孔深度40.1m.其中溶洞處理共耗時7天，溶洞總高度12.3m.溶洞處理拋投片石共計75m3，粘土18m3.我部采用拋填片石及粘土的方法，成孔質量良好。鉆進過程中無塌孔、吸鉆、埋鉆及卡鉆現象。鉆頭上下自如，無孔斜、縮孔現象。

七、混凝土灌注

混凝土采用垂直導管法進行灌注，采用商品混凝土并派實驗人員前往混凝土廠家進行質量控制，根據灌注情況隨時調節(jié)混凝土性能，較好的滿足了施工需要?，F場由專業(yè)工程師控制灌注進度并根據地質情況控制埋管深度，保證成樁質量。當灌注到溶洞位置時保持較大的埋管深度，防止混凝土由于擠破護壁后突然下沉，造成斷樁。施工過程中保持埋管深度不小于5m，沒發(fā)現混凝土面下降現象。但當灌注到溶洞位置時，混凝土面上升緩慢，尤其是孔深35m～33m位置時，平均每上升1m需要混凝土8m3左右，混凝土浪費嚴重。但翻漿正常，下料順利。灌注完畢后，混凝土方量比設計多出60m3.八、體會和心得

1、鉆頭鉆至溶頂時，為防止由于溶洞頂板巖層厚度、硬度不均而出現斜孔，除采用拋填片石平衡鉆頭外，也可采用質量較大的鉆頭處理。

2、溶洞處理時，速度稍微放慢一些或稍停一段時間，可促使片石和粘土的固結利于固壁。

3、充填物的溶洞采用拋填物的方法處理是可行的，但為了避免發(fā)生縮孔，可采用大塊片石。

4、溶洞內泥漿濃度要大，比重不小于1.6.5、如孔內泥漿不是大量流失，粘土可不裝袋投入。

6、因溶洞內為流塑狀粘土，即使孔內不漏漿，為加大泥漿濃度，增加固壁的牢固性，也要按片石粘土3:1的比例加入。

7、當處理住漏漿時或到達溶洞位置但不漏漿，要向孔內拋填片石及粘土進行固壁，小沖程反復沖砸，使拋填片石充分擠入孔壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量過大，保證成樁質量。

第二篇：巖溶地區(qū)鉆孔樁溶洞處理施工技術總結

巖溶地區(qū)鉆孔樁溶洞處理施工技術總結

摘要:本文以武廣客運專線XXTIV標北鄉(xiāng)特大橋鉆孔樁施工為實例，主要闡述巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁的溶洞處理的工藝原理、方案的選擇、針對不同孔徑大小的溶洞所采用的各種不同的處理方法等，通過本工程試驗及實踐，使得巖溶發(fā)育地區(qū)橋梁鉆孔樁基礎的施工工藝及技術得到了成功驗證和發(fā)展，取得了較為成熟的經驗。

關鍵詞:武廣客專 巖溶地區(qū) 鉆孔樁基礎 施工技術

工程簡介

武廣鐵路客運專線

XXTJV

標北鄉(xiāng)特大橋（DK1932+974.51-DK1937+010.89）位于廣東省樂昌市北鄉(xiāng)鎮(zhèn)，北接大瑤山3#隧道，南接東塘隧道，距樂昌市約8km，橫跨省道S248線。橋跨布置為124-32m簡支箱梁，全長4071.27米，鉆孔樁1113根，直徑分別為φ1.0m和φ1.25m，其中50米以上的樁有139根，70米以上的有17根，最長樁孔深達92米。橋位處巖溶極其發(fā)育，大部分溶洞呈串珠狀發(fā)育，樁基礎最多的穿越23層溶洞。地表卵石覆蓋層厚，最厚達65米。溶洞處理的成敗關系到樁基礎施工質量、工期和成本。

溶洞的分類

根據地質結構和溶洞的情況及發(fā)育情況，溶洞可分為以下幾種類型：

2.1 按溶洞的大小分 ①大溶洞：溶洞高度＞3m；②小溶洞：溶洞高度＜3m。

2.2 按溶洞填充狀態(tài)分 ①全填充溶洞：洞內完全充填亞粘土、亞砂土、粘性土等，充填物呈硬塑、軟塑、流塑狀；②半填充溶洞：洞內約一半有填充物，頂部為空腔；③無填充溶洞：洞內無填充物即空洞。

2.3 按是否漏水分 ①全漏水溶洞：嚴重漏水并與其它溶洞或地下河連通；②半漏水溶洞：溶洞洞壁存在裂隙，有滲漏水現象；③不漏水溶洞：溶洞完整，無滲漏水現象。

2.4 按溶洞垂向個數分 ①單個溶洞：樁基范圍內僅有一層溶洞；②多層溶洞：樁基范圍內有多層溶洞。

方案選定

根據溶洞大小及填充情況等，選定經濟可行的處理方案

溶洞處理方法

4.1 壓注雙液漿法 注雙液漿一般適用于10m以下半填充或全填充溶洞的處理。

①目的：溶洞內注雙液漿預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間，并達到一定的強度（20MPa以上），防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發(fā)生，保障成孔及水下混凝土澆注等施工工序的順利完成。②加固原理：注雙液漿加固的特點是注漿材料可在十幾秒或幾十秒內瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內且不流失，材料的利用率高，比較經濟。漿材的結石率為100%，即1m3體積的漿材可得1m3的結石體。對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結砂和礫的；對于溶洞中的稀泥等土體，漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的；對于無填充物和半填充的溶洞，漿液是通過充填填滿溶洞的。③工藝 壓漿材料采用普硅32.5R水泥與化學劑（水玻璃）。a布孔 根據橋墩臺樁基布置和溶洞分布，每個墩臺布置6～8個壓漿孔。b鉆孔 用地質鉆機鉆80mm～110mm的注漿孔，孔深達到最深溶洞的底部。注漿管插入溶洞下部。c壓漿 采用雙液壓漿系統(tǒng)進行全孔壓漿，要少量多次、反復壓漿。雙液漿配制時，控制漿液比例，反復試驗，掌握漿液的最佳凝固時間，凝固時間太快，不利于注漿施工，凝固時間太慢，漿液流動性大，用量大，不經濟。

4.2 灌砂、壓漿法 灌砂壓漿是溶洞預處理方案之一，一般適用于6～10m無填充溶洞的處理。主要通過灌砂填塞溶洞空間，采用壓漿將洞內砂礫板結、凝固成堅實的混和體，防止在鉆孔過程中出現漏漿、塌孔等現象。灌砂壓漿孔和注雙液漿鉆孔施工方法相同。

灌砂采用干燥、潔凈的中粗砂，并進行清篩，防止雜物堵管。一個橋墩內各注漿管內灌砂、注漿輪流進行。灌砂時分幾次進行，第一次灌砂高度約4～5m，然后將注漿管插入灌入的砂中一定深度，向砂中壓入一定量的水泥漿。壓漿后采用清水沖洗注漿管，防止水泥漿粘附在管壁上，影響下一次灌砂、注漿。注入水泥漿初凝后，進行下一次灌砂、壓漿，反復進行，直至灌滿，使溶洞內充滿砂漿。

4.3 填充粘土和片石法 粘土和片石填充適用于高度6m以下全填充、半填充和無填充的溶洞處理，其方便、快捷，節(jié)省費用。

當鉆孔至溶洞層時，一般護筒內泥漿會全部或部分流失，嚴重時會造成塌孔，這時可采用片石加粘土（按1：1體積比）回填，溶洞較大時可加入部分水泥，回填一層、采用鉆頭沖擊一遍，盡量使片石和粘土保持密實，直至回填至溶洞頂部1～2m。溶洞回填完成后，向鉆孔內注入稠度較大的泥漿，使其自然浸入片石縫隙內，然后采用鉆頭沖擊，使片石和粘土擠入溶洞內，形成泥石護壁。若溶洞內泥石護壁出現漏漿時，應再次回填，反復回填、反復沖擊，直至不再漏漿為止。

采用回填片石、粘土處理溶洞時，鋼護筒須穿透砂礫等透水層、坐在不透水層上，尤其是多層溶洞，以防止出現溶洞后孔內水頭急劇下降而造成坍孔。

4.4 灌低標號混凝土法 對于較大的溶洞，尤其是半填充或無填充溶洞，有時采用填粘土和片石的方法難以成孔，或者成孔后灌注水下混凝土時孔壁被擠垮，這時用灌低標號混凝土的方法處理。

施工準備和開孔方法同填粘土塊和片石方法，當擊穿溶洞頂板時，為節(jié)約混凝土灌注量，可先填粘土塊和片石，反復沖擠，待溶洞填注基本飽滿時，再灌低標號混凝土至溶洞頂1m 以上，待混凝土達到一定強度后再繼續(xù)鉆孔。

4.5 鋼護筒跟進法 在溶洞較大，洞內無填充或有流塑充填物，漏水嚴重或與暗河連通時，采取上述方法無效時，可采取鋼護筒跟進法施工。就是一面沖孔、一面接高護筒，并將其振動下沉至已鉆成的孔內或溶洞內，用以阻斷溶洞內流塑充填物或水的流動，便于鉆孔施工。①內護筒內徑的確定 現場根據樁孔穿過大溶洞的數量，確定內護筒級數，每增加一級，內護筒內徑增加0.2m，最小一級內護筒直徑大于樁徑0.2m。為保證內護筒的剛度，防止受壓變形，鋼護筒采用10mm 鋼板卷制。下沉內護筒時，由大到小，分級逐次下沉進行。先鉆大孔，下沉大護筒，再鉆小孔、下沉小護筒。如果穿過1層溶洞，就采用1級內護筒，每增加1層溶洞，就增加1級內護筒。護筒跟進法施工順序見下圖1。②內護筒長度的確定內護筒長度的確定，護筒長度L＝h＋3（m）（h為地質超前鉆確定的溶洞高度），如果內護筒太長可分節(jié)下沉，在孔口焊接連接。

巖溶地區(qū)鉆孔樁施工方法

①巖溶地區(qū)鉆孔樁施工工藝流程圖見圖2。②由于鉆孔樁施工是個比較成熟的施工工藝，本文就不再敘述。

在巖溶地區(qū)鉆孔樁施工中特別應注意以下幾個問題：①施工準備 根據地質資料預測施工中可能出現的問題，制定施工方案，并向鉆機操作人員進行技術交底。樁孔附近要備足回填材料和挖掘機、鏟車、水泵等機械。②鉆孔 鉆機時泥漿要稍稠，現場泥漿池內盡量多備些泥漿，在溶洞穿孔后及時補漿。施工中要加強鉆孔地質檢查、復核，并密切注意觀察鉆機工作情況、周圍地表沉降和護筒內水位變化，防止不正常情況發(fā)生。根據地質柱狀圖，在接近溶洞時勤觀察、勤檢查，鉆頭沖擊巖層的響聲、抽取的巖樣判斷是否接近巖溶地層。接近巖溶時主繩放長量控制為1～2cm，防止擊穿溶洞頂板時造成掉鉆、卡鉆現象發(fā)生。鉆穿溶洞頂板時一旦漏漿，及時投放粘土塊、片石并補水補漿，保持孔內水位高度。漏水嚴重時，可填充稻草和水泥等混合物，每次填滿后補漿補水，再重新沖擊鉆進，擠壓填充物填充溶洞或堵塞溶洞，最終至不漏漿為止。通過溶洞層后，繼續(xù)鉆孔，直至設計深度。③灌注混凝土 灌注中導管提升時，要根據溶洞情況確定導管埋深，避免灌注過程中擠破溶洞混凝土面突然下降，造成斷樁事故發(fā)生。樁頂灌注標高應比設計標高超灌1m以上，灌注完成后觀察30分鐘左右，如果混凝土面沒有變化才拔出導管。

參考文獻：

[1]鐵建設[2005]160號客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準.[2]TZ213-2005客運專線鐵路橋涵工程施工技術指南.[3]TB10002.5-2005.J464-2005.鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范.[4]湖南交通科技.2002年第1期《巖溶地基處理方法》.[5]交通世界.2004年第5期《巖溶地區(qū)地基處理及樁基施工技術》.

第三篇：淺談巖溶地區(qū)鉆孔樁施工總結

巖溶地區(qū)鉆孔樁施工的問題預防與處理

摘 要：鑒于**客專***特大橋巖溶地區(qū)的鉆孔樁施工過程中遇到的一系列問題，采取了一些有效的預防措施及技術處理，并通過工程實踐總結出了一些可行的具有借鑒作用的預防措施和出現問題后的處理經驗。

關鍵詞：溶洞

裂隙

預防

處理

1.工程地質概況 1.1工程概況

***大橋位于貴州省安順市境內，屬云貴高原剝蝕—溶蝕低中山、低山丘陵和高原盆地地貌，總體地勢東低西高，地形起伏較大。***特大橋，全橋布置22*32m簡支箱梁，起訖里程D1K744+514.920～DK745+247.596，中心里程DK744+897.5，全長732.676m，本橋處于線路圓曲線和緩和曲線上，曲線半徑9505m,縱坡坡度-3.2‰與8.9‰，豎曲線半徑30000m。橋梁下部均為鉆孔樁樁基礎，共計23個墩臺；樁基直徑為100cm、150cm，鉆孔樁最大樁長86.5m，最小樁長8m；墩均為實心墩，墩柱最高為8米。0#臺與關口寨隧道橋隧相連，在地質鉆探過程中發(fā)現0#臺-2#墩，地質復雜，地下巖溶發(fā)育，溶洞深度深，范圍廣，經設計變更取消0#臺，調整為1#臺,調整2#墩中心位置，由原來2*24m變更為1*32m簡支梁,同時延長關口寨隧道明洞長度。1.2地質情況

本橋主要不良地質為巖溶；特殊巖土為軟土及膨脹土。1）巖溶

橋址位于白云巖、灰?guī)r地層，地質鉆孔揭示多有溶洞，地表巖溶主要為溶溝溶槽及溶蝕小孔。在1#臺、2墩、4#墩、9#墩、10#墩、1 / 10

12#墩鉆孔中均發(fā)現有較大地下溶洞，一般呈串珠狀發(fā)育，溶洞內多為充填，充填物為軟塑～流塑狀軟土，一般洞徑為0.5-6米。橋址巖溶發(fā)育深度在一般高程1205-1230m垂直帶，局部并伴有溶蝕破碎帶發(fā)育。其中1#臺、2#墩鉆孔中巖溶發(fā)育范圍廣，洞徑較大，最大洞徑約22m深，為流塑狀軟土填充。因此本橋地表及地下隱伏巖溶發(fā)育。

2）軟土

棕黃～褐灰色，軟塑～流塑狀，主要分布在D1K744+510～D1K744+700段溶槽中，厚度達到20～70m，D1K744+700～D1K745+200段軟土厚度為2～12m，軟土呈層狀分布，分布于地表至基巖表層。軟土孔隙比大，含水量高，力學性質差，極易變形沉降。

2）膨脹土

棕紅～棕褐色，硬塑，黏性強，厚度為2～20m由黏、粉粒組成，含植物根系，手捻有砂感，根據分析，該段紅黏土具有中等膨脹性，自由膨脹率為34-76%，該層具有天然密度小，空隙比大，液限高的特點，應加強防護。1.3 水文地質

根據地表水、地下水水質的化驗結果，地表水、地下水水質均對混凝土無侵蝕性。1.4氣象

屬亞熱帶濕潤季風氣候，氣溫及降雨等各地雖有差異，但變幅不大?？偟奶攸c是：冬無嚴寒，夏無酷暑，氣候溫和，雨量充沛，陰雨天多，四季不甚分明。年平均氣溫14～16℃，極端最高氣溫一般為34～37℃。年平均降雨量1200～1500mm，5～10 月份為雨季，占年

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降雨量的80%。1.5地震

地震動峰值加速度0.05 g，地震動反應譜周特征周期0.35s，為六度地震區(qū)。2.鉆孔樁施工 2.1施工方案

2.1.1鉆具及鉆進方式的選擇

經對在場鉆機進行比選，采用沖擊鉆施工的孔壁比回旋鉆施工孔壁穩(wěn)定，處理溶洞和裂隙漏漿時，更能防止塌孔，且移位、安裝均比較快，在施工過程中一旦出現漏漿，可以迅速將錘提出孔外，防止塌孔埋錘；考慮到鋼絲繩沖擊鉆具有設備簡單、操作方便、動力消耗小、機械故障少等特點，確定采用正循環(huán)沖擊鉆成孔，配合鋼護筒跟進的施工方法。為保證鉆機就位后穩(wěn)定性，采取增加鉆機剛性平臺的輔助方案。該方案的主要使用材料為18#工字鋼，采取平臥井字型的布置，其平臺的面積一般要比樁機加寬2-4米。

2.1.2先易后難的原則

就1#臺為例，根據該墩樁基展示分析圖溶洞分布，采取對角跳開鉆孔原則，采用2臺鉆機先從溶洞較小的1#-

2、1#-6，然后1#-

3、1#-9開鉆，依次再鉆溶洞比較大的1#-

1、1#-8，1#-

5、1#-7；最后1#-4，溶洞高度長達9m，采取鋼護筒跟進法。

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1#-1樁1#-2樁1#-3樁1#-4樁1#-5樁1#-6樁1#-7樁1#-8樁1#-9樁圖例：昆明弱風化白云巖、溶洞說明：本圖尺寸以米計。4 / 10

2.2.施工要點及施工中問題的處理 2.2.1施工要點

（1）精確定位：開工前，由測量人員對每個樁孔精確定位，放出護樁，預埋比樁徑大50cm的鋼護筒，長度4～6m，鉆機就位后進行復測。確保鉆機垂直中心線與樁孔中心偏差在規(guī)范，保證了樁孔允許偏差在合格范圍。

（2）每孔開鉆前，將地質柱狀圖掛在鉆機上，讓施工人員都充分掌握待鉆孔巖層地質、溶洞的位置、大小和充填情況等資料；在鉆進過程中，現場技術員進行跟班技術作業(yè)，對每循環(huán)進尺進行詳細記錄，針對不同地質變化采取的沖程不同的處理方法；對地質復雜，巖溶發(fā)育范圍廣的1#臺樁基，則根據每根樁的不同特點，制定專門的工藝措施。鉆至離溶洞頂部1m左右時，準備足夠的小片石或狗頭石10-20cm，變換沖程，逐漸將洞頂擊穿，防止卡鉆。

（2）溶洞施工以做好預防為主。鉆孔前先儲備大量黏土、片石及一定數量的袋裝水泥。鉆孔施工過程中，配置泵流量大的水泵，同時準備好充足水源，保證一旦漏漿。可以及時補水。當沖孔到離溶洞的頂板還有1米左右的時候，應加大泥漿所占的比重，并采用低沖程（高度在1m內）慢速沖進逐漸擊穿頂蓋，以防止卡鉆。

（3）每遇到一層溶洞，不論是否漏漿，不論有無填充物，均先按1：1比例向孔投入一定數量的片石、黏土，用小沖程沖擊投入的混合物，使其擠入裂縫、溶洞內，在沖進過程保持孔內水位不變。如此反復操作，多次充填擠壓溶洞以加固孔壁。

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大多數溶洞都是漏水、漏漿的,為了防止漏漿引起坍塌,將護筒擠扁而把鉆頭裹在里面,施工時采取以下措施來克服:(1)始終將護筒內液面控制在高出地下水位2.0m左右;(2)采用優(yōu)質泥漿護壁鉆進;(3)反復回填粘土球、片石沖進,使過渡段(主要指強風化巖層)或護筒腳得到固壁的作用;(4)打超前鉆,先鉆兩個小孔讓水填滿洞體,防止液面突然下降;(5)準備好足夠的水源,一旦發(fā)生漏水、漏漿就往孔內補水。

為了防止沖擊鉆鉆頭卡鉆或因鋼絲繩斷裂使鉆頭掉進洞里,在接近溶洞頂大約1m左右時,指揮操作人員采用沖錘低程緩慢沖進。如出現漏水、漏漿,通過反復回填片石、粘土球反復慢速沖進,直至破除整個頂板。溶洞的規(guī)模大小、底板的形狀及樁位處溶洞的特征,決定了多種不同的穿越洞體施工技術。由于本工程的溶洞規(guī)模相對比較小,因而在穿越洞體施工時,均采用拋填大量的片石、粘土球或水泥包等物進行反復沖擊,最后所有的樁位都得到順利成孔。

（4）保持平穩(wěn)進尺，若溶洞內進尺過快，則在孔底穿過溶洞后，再次提起鉆頭，投入片石、黏土，重新進行沖砸。目的是使塊石與黏土在溶洞內形成一道環(huán)壁，保證成孔質量。

（5）對于空洞或半充填的溶洞，特別是地質柱狀圖上顯示的溶洞，在擊穿溶頂之前，要有專人密切注意護筒內泥漿面的變化。一旦泥漿面下降，首先先迅速補水，然后用鏟車或者挖機及時將準備好的片石黏土、水泥按適當的比例拋入，直至孔中的泥漿面停止下降，并慢慢上升。然后用沖錘進行適當的擠壓，直至把樁基周圍的溶洞都填滿或

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者堵死為止，只有當水泥漿漏失現象全部消失后才轉入正常鉆進。

（6）遇到較大的溶洞，特別是溶洞底部根本存在漏漿口的半充填溶洞，在溶洞形成過程中充填的粉土、片石已將把漏漿口堵住。但是在沖孔時，由于充填物滑落或者被重新揭開，從而造成重新漏漿。為了堵住漏漿口，發(fā)現漏漿后，向孔中補水的同時，應立即向孔中拋填袋裝水泥，然后向孔中投入黏土、片石混合物，待漏漿停止后重新沖孔，沖擊到漏漿部位的時間宜控制在水泥終凝時間之前，然后停止6-10h。如此反復操作，直到凝固后的水泥黏土漿把漏漿口堵死為止。2.2.2施工中問題的處理

由于橋址主要出露白云巖、灰?guī)r地層，地表巖溶主要為溶溝溶槽及溶蝕小孔；地下巖溶主要為巖溶洞穴。該巖溶地區(qū)的特殊性決定施工過程中出現各種事故的現象不可避免。

卡鉆 遇到卡鉆不能強行提拉，應分析原因，找出卡鉆的原因，對癥下藥。一般先清孔至鉆頭以下，然后在提鉆頭。若無效，在用鋼絲繩將小鉆頭放入輕輕沖擊大鉆頭，松動后再將大鉆頭提出。若仍不能奏效，則可以水下放小炮松動周圍巖層，待鉆頭活動后提出。

掉鉆 造成掉鉆的原因有多種，最常見的是在卡鉆或粘錘后強提，使鋼絲繩在疲勞損壞位置斷開。掉鉆事故以預防為主，經常檢查最易損壞部位，定期檢查，遇到損壞的部件立即修整或更換，消除隱患。每次拋黏土后一定要用小沖程沖擊或在其上面拋一層片石防止粘錘，遇到停電等異常情況，應立即用吊機將錘提離孔底。

漏漿 漏漿主要是鉆頭進入溶洞或者遇見裂隙時，泥漿向外流

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出，嚴重時會造成塌孔。處理措施是在鉆孔過程中回填黏土片石等，反復沖擊增加護壁的密實度和強度。反復漏漿或者漏漿嚴重時，在拋黏土、片石的同時加入適量的水泥堵漏。

斜孔 斜孔是巖溶地質鉆孔樁施工時常遇到的問題。主要原因是孔內底巖層軟硬不均，或者半洞半巖，或者“斜坡巖”而導致的鉆頭無法水平就位。施工時，當鉆頭穿越溶洞時要密切注意鋼絲繩的情況，以便判斷是否偏孔。一旦發(fā)生偏孔，應按1:1的比例回填黏土片石至彎孔處1m以上，再重新沖砸。

對于多次校正均不能達到理想效果的半軟半硬質巖層，采用放小炮法糾偏。對于這種巖層很容易產生斜孔，并且難以糾正。我們采用潛孔鉆定位鉆孔，然后PVC套管精準對接孔眼，小藥卷配好導爆索通過PVC落入樁底眼孔內，嚴格控制裝藥量和鉆孔深度，建議采用小炮層層剝離方式逐步達到校偏目的。通過實踐該方法簡單有效，成本低效率高，值得推廣。

（5）塌孔 塌孔主要是漏漿補水（或補漿）不及時，孔內形成負壓而造成的。解決塌孔的方法是：①當溶洞體積比較小的時候，可以通過直接加泥漿來保持孔內水位的壓力，來防止塌孔的出現，然后拋片石，繼續(xù)施工；②如果溶洞比較大，當其空間的垂直高度超過1.5米的時候給，因為覆蓋層比較厚，達到10米以上，且地面沒有產生塌崩，這時可以在溶洞層加入鋼護筒，來隔絕溶洞，防止灌注混凝土時大量流失③；如果孔口地面崩塌，應當清理崩塌范圍內的雜物，然后用土進行回填，準確測出其樁位，然后埋置鋼護筒，重新進行鉆

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進。

2.2.3水下砼的灌注

砼采用導管法灌注，為了防止孔壁存在沒有完全充填的溶洞，而使在灌注過程中砼的流失，進而造成導管埋深深度不夠，形成斷樁。要求導管的埋入砼的深度保持在5-9m，每次拆導管前要再不同的位置測量2-3個點，確認無誤后才能進行，為保證成樁質量，采取樁頂超灌80-100m，灌注結束后需等待3-5分鐘，經再次測量砼面無變化后才拔起導管。4.結束語

在***大橋的施工過程中，我們通過回填片石、黏土或者鋼護筒跟進法等多項有針對性的施工措施，順利解決了巖溶地區(qū)鉆孔樁施工的技術難題，但是在施工過程中要密切關注施工細節(jié)，嚴格控制回填片石、黏土、水泥量，避免造成不必要的重復性浪費；樁基施工完畢后，經聲波透射法檢測，全部為全部為Ⅰ類樁，達到預期目的。最后我們仍會進一步探索在巖溶地區(qū)鉆孔樁施工的最佳施工工藝和措施。

參考文獻：

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第四篇：鉆孔樁遇溶洞處理

橋梁樁基礎施工中,遇到溶洞的情況并不少見，作為地下隱蔽工程,給施工帶來很大困難, 如處理方法不當,往往會造成掉鉆、卡錘、埋錘、梅花孔、漏漿、塌孔等事故發(fā)生,甚至威脅橋梁運營安全。因而充分了解橋區(qū)樁位所遇溶洞的發(fā)育規(guī)律、基本形態(tài)、規(guī)模大小、溶穴頂板巖層厚度、完整性、洞內充填物形狀等,采取穩(wěn)妥的措施,保證施工的順利進行,十分重要。京珠高速公路粵境南段大鎮(zhèn)至廣州太和段全長122.34km ,路基寬3315m ,許多橋梁均通過巖溶區(qū)。其中第19 標段處于南嶺中南段,地質構造上屬于華南褶皺帶的一部分,區(qū)域地質構造輪廓主要有NE 向及EW向構造帶。3 座立交橋樁基設計為嵌巖樁,均處于石灰?guī)r地區(qū)。設計地質資料顯示有少量小溶洞,但在施工中發(fā)現地質資料不準確。通過地質補鉆揭示溶洞發(fā)育,洞內漏水,分布復雜,最大洞高約5m ,溶洞層數多達5 層。鉆孔施工過程中發(fā)生過漏漿、地面塌陷等事故,增加難度且影響進度。工程勘察對溶洞區(qū)樁基施工前一般采用物探或其它如電磁波層析CT 探測等方法探明溶洞的具體情況。因此,在施工首根樁時發(fā)現地質情況與設計資料出入較大后,選擇逐樁超前鉆探,并按設計樁尖標高在完整基巖內加深5m ,確保橋梁的安全可靠性。

下面簡要介紹和總結下國內其它大型橋梁樁基施工中溶洞的處理方法：

（一）廣和大橋主橋基礎溶洞處理

廣和大橋位于廣州市白云區(qū)石井鎮(zhèn)鴉崗村的白坭河水道上，大橋全長791m，橋寬36m，最大跨徑120m。其基礎采用鉆孔灌注樁，其中：φ150cm64根，φ200cm44根，共108根。施工總工期22個月。本橋位地質屬于第四紀沉積層覆蓋之下，基巖主要為石灰統(tǒng)壺天灰?guī)r。這些石灰紀地層沉積成巖以后，經歷了漫長的地質年代和多次構造運動，形成北東向褶皺，并有大致平行于褶皺軸向的縱斷層和大致與之垂直的橫斷面層。后來經歷了侵蝕和剝蝕作用，并在地下水的化學和機械作用下形成一系列巖溶地貌，最后在第四紀全新世珠江三角洲最后一次海侵中，形成以沖積相為主的第四紀松軟沉積層。從地質資料分析，溶洞分布較廣。主橋位溶洞分布廣而多。在橋位方案論證中，第一方案，28個鉆孔，有12個發(fā)現了溶洞；第二方案，28個鉆孔，有17個發(fā)現溶洞；第三方案，28個鉆孔，有11個發(fā)現溶洞，最大的溶洞約16m。溶洞按其填充狀態(tài)可分為空的、半填充的和完全填充的三類：按其填充物的性質可分為粘性土、砂礫和稀土三類；按其漏水情況可分為漏水和不漏水兩類。溶洞的走向與河流的流向相同。根據上述地質條件，從技術、經濟等方面經過比較，選擇了靜壓化學灌漿法、套內護筒法等施工技術配合使用處理溶洞，取得預期的效果，推介如下。1主橋樁基對溶洞的處理：主橋樁基精確放樣后，在樁基施工平臺上用地質鉆于樁中心進行超前鉆，必要時增加鉆位。根據超前鉆的結果，確定護筒的打入深度。有溶洞的樁位，護筒沉至風化巖層，置于強風化巖面上，這樣可穿過土洞。護筒的底部即為巖層或溶洞的頂部。沒有溶洞的樁，護筒沉放要穿過淤泥質亞粘土、砂礫層，置于砂礫質亞粘土層至少2m深。根據溶洞的不同類型，最后決定兼用兩種不同的施工方案。圖1布孔平面及剖面示意方案a當溶洞內有填充物填滿或有流砂的，或當溶洞為空洞或填充物不滿（水洞）且深度在3m以內的，在鉆孔樁施工前先進行預處理，采用靜壓化學灌漿法固填充物和流砂，或用此法填滿溶洞，在固結體達到一定強度以后再鉆孔施工。方案b當溶洞為空洞，且深度在3m以上的，擬用套內護筒法施工，即用內護筒穿過溶洞的施工方案。2方案：a方案，b施工方法

2．1方案a（靜壓化學灌漿法）施工方法 2．1．1技術要求

溶洞預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間并達到一定的強度（20mpa以上），防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發(fā)生，保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。溶洞預處理施工，在鉆孔樁施工之前進行，相當于在樁基礎施工過程中，于鉆孔樁施工工序之前加入一道預處理工序，與樁基施工的各工序一起形成流水作業(yè)。圖2用鉆機鉆頭鉆桿壓沉內護筒示意單位：cm 2．1．2施工方案

（1）處理方法選擇由于溶洞埋藏較深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法處理，有效的處理方法是灌漿法。而在眾多的灌漿法中，因溶洞的不規(guī)則性，決定了其處理的最有效和比較經濟的方法是靜壓化學灌漿法。因此，采用靜壓化學灌漿法，同時也可兼用噴射灌漿法，促進填充物強度的加強。

（2）靜壓化學灌漿的加固特點漿材可在幾秒或在幾十秒內瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內且不流失，材料的利用率高，比較經濟。漿材的結石率為100％，即1m3體積漿材可得1m3結石體。對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結砂和礫的；對于溶洞中的稀土、亞粘土等土體，漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的；對于無填充物和半填充溶洞的空間，漿液是通過充填作用填滿溶洞的。漿液在土體中的滲透擴散方向是往小主應力面方向，漿液固化后，小主應力面得到加固，而原次小主應力面變成小主應力面。這樣，通過對小主應力面反復不斷的加固，一方面滲透、擠密溶洞中的土體的空隙，充填溶洞的空間，在樁體周圍形成防水帷幕，防止流砂和保證護壁泥漿不流失；另一方面，提高溶洞中土體的承載力和抗剪力形成擋土墻，防止坍孔。靜壓化學灌漿的關鍵在于漿材的配方和工藝。

圖3內護筒底部及頂部灌漿封縫示意單位：cm（3）工藝設計 布孔：在超前鉆有溶洞的樁位四周均布4個灌漿孔（見圖1）。鉆孔：孔徑80mm，孔深要求達到最深溶洞的底部。

材料：普硅425＃水泥（新標準為普硅32．5mpa水泥）與化學漿。工藝：采用雙液灌漿系統(tǒng)進行全孔灌漿，要求少量多次、反復灌漿。2．1．3主要施工機械設備

主要機械設備有：bw250泥漿泵，bw150泥漿泵，100型鉆機，泥漿攪拌機和貯漿槽，高壓灌漿管及其配件。

2．2方案b（套內護筒）施工方法2．2．1內護筒長度的確定護筒長度l＝h＋3（m）（h為地質超前鉆確定的溶洞高度）

2．2．2內護筒內徑的確定內護筒內徑應大于φ220cm，同時外徑應小于外護筒內徑5cm左右，如果只下一次內護筒（一層溶洞），內護筒內徑選用233cm，壁厚為1cm，則外徑為235cm（主橋外護筒內徑為240cm）。當遇到第二層溶洞時，第二層溶洞的內護筒（即第三次護筒）選用220cm內徑。2．2．3溶洞頂部沖孔

根據超前鉆的資料，當鉆孔施工接近溶洞頂部時，提起鉆頭、鉆桿，移開鉆機（gps－30），采用沖擊鉆機ykc－30沖孔，沖孔鉆頭外徑235cm。用沖擊鉆沖孔時，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，提升高度一般不超過50cm。所有卡扣及鋼絲繩必須先經測試檢查，其它施工工藝及注意事項與常規(guī)相同。2．2．4內護筒的沉放方法

（1）當沖擊穿過溶洞頂部時要反復提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻礙，說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的，此時用鋼絲繩活扣綁住內護管，用吊機（或沖機自吊）把內護筒放入外護筒內至孔底。到孔底后，內護筒不會靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等）。此時，gps－30鉆機重新就位。

（2）護筒沉設利用gps－30鉆機進行，在鉆機的鉆桿上附加壓架，利用鉆機的鉆進壓力和鉆桿、鉆頭的重量，使內護筒隨鉆頭的鉆進而下沉，直到溶洞的底部（如圖2）。2．2．5內、外護筒間空隙及內護筒與溶洞底部間空隙的處理

（1）在內護筒底部及頂部100cm范圍內回填砂、碎石，中部回填中砂（見圖3）。（2）用高壓噴射灌漿法（施噴法）對回填體進行灌漿處理。灌漿后，內護筒上下兩端空隙被砂、碎石及漿液沖填固結，固結強度要求達到30mpa，其抗?jié)B系數可達10－7m／s。灌漿處理后，即可重新沖孔。

（3）在內護筒頂部及底部100cm范圍內回填小碎石素水泥混凝土，內護筒中部回填砂，同樣能起到堵塞空隙的目的。

（4）對于需要處理多層溶洞的樁基，一般仍采用上述灌漿法填充固結空隙進行施工。目的是為了增加溶洞底部（同時有可能是下層溶洞的頂部）附近填充物的密度和強度，并且增加內、外護筒間的膠合力。

（5）重新沖鉆，直至嵌入完整基巖。當符合設計及規(guī)范要求時，經監(jiān)理工程師同意即可終孔，此樁即成孔。成孔后的工序工藝與常規(guī)相同，并不贅述。3結語

3．1根據溶洞的不同類型，用方案a、方案b進行分類處理，處理方法可靠，各項技術指標均能滿足設計要求。

3．2化學灌漿法對溶洞的預處理達到預期目的，有效防止了鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔現象，可保證成孔及水下水泥混凝土澆注等工序順利完成。套內護筒法要求對施工過程的每個環(huán)節(jié)（從確定內護筒長度、內徑到沉放方法乃至內外護筒間空隙、內護筒與溶洞底部間空隙的處理）都必須落實到位，便可順利成孔。

3．3只要對其施工過程嚴格把好技術關，可有效縮短工期，保證了工程質量與經濟效益的雙贏。

（二）廣州花都新雅橋

廣州花都新雅橋位于新華鎮(zhèn)建設南路與雅瑤鎮(zhèn)交界處，是連接城區(qū)重要交通紐帶。由于地質情況復雜，地下溶洞有3種情況：①覆蓋層中的土洞內一般有充填物，但不密實，空洞范圍一般不大；②基巖中的小溶洞，洞內無充填物，或有充填物，但不密實，即小空洞；③基巖中的大溶洞，洞內無充填物，或有充填物，但不密實即大空洞。溶洞樁基施工方案：

1、對①、②兩種情況，要求施工采用常規(guī)的溶洞處理方法，即洞頂打穿后拋填粘土、碎石、整包水泥后沖擠壓密實，凝固后復沖。

2、對③種情況，則要求施工先進行溶洞內的充填加固，把土、溶洞用水泥、粉煤灰漿填滿，7天后再進行成孔。對少量上面覆蓋層地質較差的、砂礫層很厚的、一旦漏漿會塌孔情況，則采用加打鋼護筒護壁措施。溶洞樁基處理方案：

1、對于封閉的比較小的溶洞，采取注漿措施，提供成孔條件穿過溶洞。若洞內無填充物，則采取先填充碎石或干砂，然后注漿；若充填物呈軟塑狀態(tài)時，直接注漿固結。

2、溶洞內無填充物需向洞內填充砂子的，選擇一個合適的孔位，放入并固定鋼套管，將注砂管與鋼套管相連接，在注漿前灌砂。用壓風機將干砂壓入，為防止洞內高壓阻止灌砂，利用其它孔作為減壓孔。待達到計算的填充體積，壓力穩(wěn)定，即可停止。

3、對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等，沖孔時可采取投放片石、粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到護壁作用，保證泥漿不流失，使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。樁基套管鋼護筒要求

φ1200mm樁的套管鋼護筒的內徑為1350mm，采用10～12mm厚的鋼板卷制而成。采用的鋼護筒長度為24～32m，分節(jié)運到現場。有大溶洞需要打鋼護筒的樁基，先用φ1350mm的樁機錘成孔至溶洞頂，采用60kW以上的振動錘和25t以上的吊機配合打設鋼護筒。鋼護筒采用分節(jié)吊裝焊接，分節(jié)高度為8．0～10．0m，孔口對焊，振打入樁孔內，一般每節(jié)振打只需5～20分鐘。實施情況：

施工過程中，曾發(fā)生過以下幾方面的情況，按相應要求采取了巖溶地區(qū)樁基沖樁施工技術處理，取得很好的施工效果：

1、原設計樁底巖層不好。多次遇到沖孔快到終孔標高時，但巖樣不是微風化巖，不能終孔，需超前鉆取樣重新確定樁底標高。

2、意外跑漿。地質資料揭示無溶洞或只有很小的溶洞，但突然發(fā)生跑漿，估計是擠破了旁邊大溶洞的洞壁，或小溶洞與旁邊的大溶洞是相連的。采取投放片石、碎石夾粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到護壁作用，使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。

3、遇到巖面是斜面，發(fā)生了偏孔，應低錘輕沖擊、慢沖擊，要多次拋塊石糾斜，因為打斜巖應低錘輕沖擊、慢沖擊。

4、遇到較大的土洞、空溶洞時，或連體薄層深洞迅速跨塌，出現掉錘現象，在快到溶洞項板2m距離位置時應低錘輕沖擊、慢沖擊，減少溶洞大面積跨塌錘現象。

5、遇到混凝土卡管及混凝土不合計量的現象，測試分析混凝土由于坍落度為12cm及施工人員未用水沖洗濕潤管，混凝土和易流動性差是造成塞管的原因，混凝土坍落度以18～22cm為宜；澆筑導管必須密閉良好，澆筑時先放置隔水塞，澆注混凝土必須連續(xù)、快速；混凝土灌注與計算偏大是孔中有漿浸入溶洞，在溶洞地區(qū)澆筑樁基混凝土應增加，備料應不少于十立方米。施工驗樁結果：

整座橋樁基的質量是符合設計要求的，達到優(yōu)良級標準（超聲波檢測結果一類樁占98％以上，其余也均為合格樁）。盡管巖溶地區(qū)地下情況千變萬化，但通過我們的認真分析，采取有效的巖溶地區(qū)樁基沖樁施工技術對策、措施來處理施工，做好超前鉆孔，重點注意沖樁成孔，控制灌注混凝土，巖溶地區(qū)樁基沖樁施工質量安全也是容易控制的。

通過本工程的實踐，我們認為：巖溶地區(qū)樁基沖樁施工的施工技術措施，應做好超前鉆孔，重點注意沖樁成孔，控制灌注混凝土，一定能達到我們施工的期望。

（三）京珠高速公路靠椅山至大鎮(zhèn)段

京珠高速國道主干線粵境南段靠椅山至大鎮(zhèn)段54座橋梁中，有17座處于溶洞地區(qū)。其中練屋中橋、壩子中橋和橫石水大橋巖溶極為發(fā)育，樁的垂向溶洞個數為1 ~ 13個，其中最大的達22.1m。溶洞內有的有充填物，多為亞粘土或亞砂土；有的為半充填或無充填(空洞)；有的溶洞不漏水，有的為半漏水。在這橋梁施工中，遇到許多問題，經采用相應措施，比較圓滿地完成了樁基的施工任務。2 溶洞地質樁基的施工方法

2.1 常規(guī)成孔法(按照無溶洞地質考慮)當溶洞內有充填物，是可塑或軟塑的亞粘土，并且溶洞不漏水，這時不官溶洞有多大，也不管溶洞垂向數量多少，都可以不考慮溶洞的存在，而按照正常的地質情況施工?？梢圆捎萌斯ね诳谆驔_擊鉆成孔。練屋中橋大多數溶洞內充填物為亞粘土，物理力學性質較好，濕密度1.88g/cm3，天然孔隙比為0.899，塑性指數為12.3%，容許承載力為190kPa，洞內的土質和溶洞外的土質沒有什么區(qū)別，可以按無溶洞的情況施工。練屋中橋和橫石水大橋在樁的上部采用人工挖孔，自地表挖至11 ~ 17m時，已經穿透了透水層和一些溶洞，施工沒有受到溶洞的影響。再往下改為沖擊鉆成孔，也不骨出現漏漿和坍孔現象，按照正常的地質情況施工。2.2 片石粘土筑壁法

溶洞內無充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以內，但存在嚴重漏水,護筒內水頭高度不能保持時，可采有片石加粘土(按1:1體積比)回填沖擊，使其形成泥石護壁。反復多次回填片石粘土，反復沖擊直至形成泥石護壁不再漏漿為止。練層中橋和橫石水大橋大部分樁基是采取這種方法成孔的，這也是個比較成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工時，鋼護簡必須穿透砂礫及卵石層等透水層，座落在不透水的亞粘土層上，這樣可以防止由于溶洞漏水，水頭高度急劇下降而造成的坍孔。在地下水容易控制的地質情況下，也可以采取人工挖孔砼護壁的方法施工，并且 要穿 透透水層，座落在亞粘土層上。練屋中橋、橫石水大橋均采取這種方法施工。有些樁在施工中幾次嚴重漏水，護筒內水頭高度急劇下降，均未出現坍孔現象。練屋中橋第一次進場的施工隊，就是因為鋼護筒很短，沒座在亞粘土層上，造成坍孔，導致鉆頭被 埋在孔內。打油林小橋4#樁、壩子中橋14#樁也都由于這個原因造成坍孔。壩子中橋9#樁坍孔時還將鉆頭埋在孔中。2.3 鋼護筒跟進法

溶洞較大，洞內無充填物或流塑充填物，漏水很嚴重，采取片石加粘土反復打密，仍然無法形成泥石護壁的，可采取鋼護筒跳進法施工。該方法就是一面沖孔，一面接高護筒，并且將其震動下沉至已鉆成的孔內，有以隔斷溶洞內流塑充填物或水的活動。鋼護筒跟進有兩種施工方法。一是沖擊鉆成孔鋼護筒跟進法。還有一種情況就是樁孔穿過多個溶洞，并且均已成功造壁，在下面沖孔時，上面已形成的泥石護壁坍塌漏水并且無法解決時，可以鋼護筒跟進到這個溶洞位置堵漏，漏幾個溶洞鋼護筒跟到幾個溶洞。

當地下水很小并且容易控制時，應優(yōu)先采用人工挖孔、砼護壁的方法施工。這種方法的優(yōu)點是速度快、質量好、成本低。

人工挖孔樁所有樁孔可以同時開工，進展快。砼護壁的中心、垂直度及孔徑大小易于控制，使鋼護筒和井壁有較小的間隙，利于鋼護筒下沉，給一層護筒到底創(chuàng)造了條件。人工挖樁設備簡單、成本低。但人工開挖法受一定深度限制，并要注意工人的安全。

在地下水非常豐富、樁孔內的水不易抽干、人工無法挖孔作業(yè)時，可采用沖擊鉆成孔鋼護筒跟進法施工。施工中應充分利用沖擊鉆的擴孔性能，使鋼護筒能順利下沉。一般鉆頭外徑和鋼護筒內徑空隙控制在3 ~ 5cm，保證沖擊店在護筒內順利提升或下沖為度。在護筒跟進很困難時，可以先下在大護筒后下小護筒，然后割掉在大護筒下緣以上的內護筒，以保證樁砼與外護筒的連接。

如果沖擊鉆在堅硬的巖石中的擴孔系數較小，不能使鋼護筒下沉時，可采用小藥量電雷管焊破，保證 鋼護筒順利下沉，可在井口上部估一個簡易導向裝置進行控制。

在井口用20槽鋼焊一個井字架，兩槽鋼間的距離大于鋼護筒外徑10mm左右。在距孔口4 ~ 5m的位置 設一個導向用的環(huán)形鋼筋，內徑也是大于鋼護筒外徑10mm左右，錨固在砼護壁上，鋼護筒沿這兩個定向裝置下滑。上下鋼護筒拼接時，用2臺經緯儀(或2人持垂球)在兩個垂直方向看護筒邊緣均在豎直線上，護筒是豎直的。拼好的鋼護筒沿導向裝置下滑。

為保證鋼護筒順利下滑，要求樁孔要豎直，無歪斜、縮頸。鋼護筒孔徑要準確，連接要順直，用卷板機成型。鋼護筒要有一定的剛度，鋼板厚為8 ~ 10mm為宜。由于鋼護筒外緣與人工挖樁砼護壁或沖擊鉆的孔壁還有一定的問隙，樁頂在水平力作用下可能產生一定的水平位移，在施工中可采取一些措施予以解決。

(1)將鋼護筒上端4 ~ 5m左右高度割掉(在人工挖樁有砼護壁的情況下可以這樣做，否則易坍孔)，澆注樁身砼并與砼護壁連在一起，5m以下的部分也可滲入一些砂漿，使鋼板和孔壁也能連接在一起。這樣做既保證了樁的質量，還可節(jié)約一部份的鋼板。(2)在孔口澆注厚30cm的砼封蓋。在封蓋上鋼護筒和井壁間預留2個孔，一個孔用作注漿，一個孔留作排氣。用灰漿泵將水泥漿壓入護筒與護壁間的孔隙中，將灌注樁與井壁連在一起。3 坍孔

鋼護筒只有1 ~ 2m高，座落在砂礫和卵石層上。當沖擊到溶洞后，突然漏漿造成水頭高度急劇下降，砂礫和卵石層失去穩(wěn)定，形成漏斗狀的坍孔。壩子中橋9#孔、打油林小橋4#孔均由于鋼護筒埋得太淺，沒有座落在亞粘土不透水層上，造成坍孔。3.1.1 預防坍孔的方法

(1)在地下水可以控制的情況下，可優(yōu)先考慮人工挖樁砼護壁，穿過透水層座落在不透水的土層上，這種方法預防坍孔比較有效。練屋中橋和橫石水大橋都采用了人工挖孔砼護壁，并且都座落在亞粘土層，即使溶洞漏水很厲害，在回填片石粘土反復沖擊反復漏水的情況下，仍未出現坍孔現象。

(2)采用沖擊鉆沖孔施工時，可將鋼護筒座落在亞粘土層上，再繼續(xù)沖擊成孔，也可避免坍孔。

(3)發(fā)現漏漿及時補水。3.1.2 坍孔的處理方法

(1)當成孔深度不大時，可全孔回填粘土，并暫停一段時間后，再深埋鋼護筒不透水層方可重新鉆孔。

(2)當成孔深度較大時，可將鋼護筒一直座落在坍孔的嗽叭口下緣的亞粘土層上，護筒周圍回填粘土，擠實，再重新鉆孔。3.2 卡鉆

卡鉆的原因和處理方法：

(1)沖擊鉆刃腳磨鈍、孔徑變小，造成卡鉆。應經常對沖擊鉆進行補刃。(2)孔不圓，形成梅花孔。最好用6刃和4刃鉆頭打圓孔，不用一字鉆。

(3)鉆頭在沖擊填充的片石時，進起的石塊將鉆頭和孔壁的空隙擠住，鉆頭不能上下。可放小炮震活鉆頭，也可用小沖擊鉆沖動，或用沖吸的方法將卡在鉆頭的石碴松動再提出。(4)鉆頭沖破溶洞頂板，掉入溶洞，鉆頭傾斜，提不出來，應放小炮炸頂板巖。一般用藥量為300 ~ 500g即可，一次不行可反復幾次。

(5)卡鉆時不宜強提，免得拉壞機械，拉斷鋼絲繩，掉鉆頭。練屋中橋在刃腳焊2圈鋼筋擴孔，卡住了，用卷揚機強拉，結果卷揚機拉壞了。3.3 斜孔

斜孔是由于巖石表面傾斜或出現探頭石，致使鉆頭沿軟的低的部位下滑造成的。解決的方法是回填片石，也可以灌注水下砼，待強度形成后用小沖程打緊繩反復沖擊，直至調正過來為止。過大的沖程會成孔不圓，造成斜孔，一般應采用1 ~ 4m為宜。3.4 漏漿

在沖擊成孔中，由于有的溶洞與地下暗河或其他溶洞相通，泥漿迅速流走，水頭高度急劇下降，造成漏漿。在溶洞樁基施工中，要在孔邊備足一定數量的片石和粘土，一旦出現漏漿，要及時回填片石粘土沖擊造壁，并且馬上補水，防止水頭高度繼續(xù)下降。3.5 坍孔埋鉆

埋鉆的原因是坍孔造成的。施工中發(fā)現漏漿應立即將鉆頭提到孔外，如果未及時提鉆，漏漿后坍孔，鉆頭便被埋在孔中。

(1)人工挖土鋼護筒跟進法。樁孔進尺較短，地下水易于控制，沒有大的承壓力，人可以下到樁孔中去挖坍落的泥石，邊護筒跟進。要注意工人的安全，一直挖到鉆頭的位置，護筒也跟進到鉆頭位置。

(2)真空吸渣法。將導管置于坍孔的底部，用9m3空壓機通過鋼管壓入空氣吸出沉渣。這種方法適用于坍孔的石子粒徑小于25cm(導管的內徑)。

在溶洞地區(qū)進行橋梁樁基施工是比較困難的，如何在施工中實施對樁基質量的有效控制顯得爓為重要。本方結合京珠高速公路粵境南段靠椅山至大鎮(zhèn)段的實踐經驗，對如何根據工程特性選擇合適的施工方法，保證樁基的質量作了初步探討，希望在同類的工程施工中提供參考 巖溶處理方案的原則

每根樁必須用地質鉆機鉆探,詳細記錄地質狀況、溶洞深度、高度、填充物類型,畫圖列表,為制定相應施工方案提供詳實依據。

對填充物進行土工試驗,分析其物理力學特性,檢測容重、含水量、孔隙率等,為注漿參數計算提供依據。

根據地質鉆探資料和填充物情況,對每根樁設計出相應的溶洞處理方案、成孔方法及施工措施。

對每種處理方案,都要進行仔細的計算,施工前在橋位外進行溶洞注漿及鉆孔試樁試驗,取得經驗數據,完善施工方案,指導施工。

遇到大溶洞時,必須請監(jiān)理工程師和設計單位核查,明確處理方案,并報監(jiān)理批準后實施。溶洞處理方案

對于封閉的比較小的溶洞,采取注漿措施,提供成孔條件穿過溶洞。若洞內無填充物或填充物不滿,則采取先填充碎石或干砂,然后注漿;若充填物呈松散或軟塑狀態(tài)時,直接注漿固結即可;若充填物已固結呈硬塑狀態(tài)時,則可以直接沖孔,但需加強泥漿護壁。

溶洞內無填充物或填充物較少需向洞內填充砂子的,選擇一個合適的孔位,放入并固定鋼套管,將注砂管與鋼套管相連接,在注漿前灌砂。根據成樁直徑、圍護體積的最小直徑及堆積體成形規(guī)律,計算填砂量。用壓風機將干砂壓入,為防止洞內高壓阻止灌砂,利用其它孔作為減壓孔。待達到計算的填充體積,壓力穩(wěn)定時,即可停止。

若設計要求灌入碎石則必須鉆一個大孔(直徑不小于30cm)放入鋼管并固定,鋼管上置碎石料斗,碎石粒徑不大于2cm,投料時振動鋼管,以防止堵塞,填充量控制與填砂控制方法相同。

對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等,沖孔時可采取投放片石、碎石夾粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到護壁作用,保證泥漿不流失,使鉆孔順利通過巖溶區(qū)。注漿方法

鉆孔樁通過溶洞時鉆孔施工難度大,采取注漿法是十分有效的措施。

根據地質情況在每一根樁的中心位置或橋墩承臺的四角鉆注漿孔,鉆注漿孔也是對地質情況的進一步勘探,通過取芯探明溶洞的高度及填充物的詳細情況。

用注漿泵注漿,注漿壓力不宜太大,控制在0.5~1.0MPa范圍,具體壓力值由現場試驗確定。速度為15~20L/min,其目的是使?jié){液滲透到填充物內(包含灌入的砂或碎石),然后固結,滲透最小直徑定為3.0m,以保證沖鉆成孔時有足夠的固結體。注漿時注漿管必須插入填充物的底部,然后邊注漿邊緩慢上提,提管速度不宜太快,根據注漿速度確定,應使?jié)B透半徑控制在允許范圍內。漿液選用水泥漿,用32.5級水泥,水泥漿配合比為水∶水泥=0.8∶1.0.若需用水泥砂漿,則配合比采用水∶水泥∶砂=1∶1∶0.8,需要用雙液漿時,水玻璃的含量根據現場試驗確定。

單花管注漿,管頭花管段長度為100cm,孔眼直徑和間距根據現場試孔后確定,注漿管外徑為70mm,比鋼套管內徑要小。注漿時,通過注漿泵上的PQ儀分析確定注漿的速度和結束時間,壓入量根據滲透半徑、固結體積來計算,公式為Q=πR2Hβμα(1-γ)λ。式中,R為滲透半徑;H為溶洞高度;μ為填充物的孔隙率;α為超灌系數;λ為地區(qū)性經驗系數;γ、β為充填率與充填系數。這些參數和系數可根據現場試驗確定

為防止?jié){液流失太遠造成浪費,采用間歇注漿方式,使得先注入的漿液與砂子(或碎石)初步達到膠結后再注漿,循環(huán)注漿多次,直至達到規(guī)定最小注漿量和注漿壓力控制值為止。

注完一個孔后,繼續(xù)對其余孔進行注漿,后注漿的壓力必須調高,最后封孔。注漿順序由現場自行掌握。4 巖溶處成孔

經過處理后的巖溶處,成孔方法基本上與普通石質地層成孔方法相同,采取用CZ31型沖擊鉆沖擊的方式成孔。成孔時應注意以下幾點。

沖擊成孔必須待注漿凝固后才能進行,一般等待時間為10d左右。

為防止意外,沖孔前應有備用措施,備好材料,一旦泥漿泄露,及時向孔內投放粘土、水泥和片石,依靠沖擠在溶洞內形成片石夾粘土的圍護結構墻,保持孔內泥漿高度,使得沖鉆順利進行。

加大泥漿質量和密度。采用優(yōu)質泥漿,當缺少優(yōu)質粘土時,可在泥漿中摻入適量的水泥、燒堿和鋸末,以提高泥漿膠體率和懸浮能力,其質量配合比為黃土∶水泥∶燒堿=1∶0.2∶0.4,鋸末按黃土體積的10%摻入。

當巖面的傾斜較大時,鉆頭擺動撞擊護筒或孔壁,這時,回填片石,使孔底出現一個平臺后再轉入正常沖孔。

接近巖溶地段,采取輕錘沖擊、加大泥漿密度的方法成孔,以防卡鉆和掉鉆。巖面檢驗要點

樁端須進入完整微風化灰?guī)r0.80~3m,工序中增加了一般地質條件下灌注樁施工所沒有的全巖面檢驗。勘察資料及實際施工表明,本地區(qū)屬巖溶強烈發(fā)育區(qū),巖面起伏、傾角陡,溝槽、裂隙縱橫,因此,全巖面的正確判斷成為本工程成孔施工的關鍵。影響全巖面判定的因素較多,而現有的樁基技術規(guī)范、規(guī)程等均未列出統(tǒng)一的判定標準,受地質條件復雜的影響,全巖面的判斷往往意見不一,成為質量控制的一大難題。實際施工中,根據巖溶地區(qū)地質條件的特殊性、復雜性及工程特點,經過試樁檢驗,主要從4個方面來進行全巖面的綜合判斷。

以樁孔實際見巖高程始,至少進尺50cm后,可申報全巖面檢驗,超前鉆孔柱狀圖揭示的巖面高程只作為參考。

查閱機臺施工記錄,可將基巖進尺速度0.1~0.2m/h作為進入全巖面的控制速度。

可觀察井口鋼絲繩的擺動情況,錘頭觸巖面時會出現輕微反彈。

使用細目篩網撈取巖渣,巖屑含量50%~70%,且含泥、含砂量小于4%時,認為入巖。如出現特殊情況或判斷標志不明顯,意見分歧較大時,則采用鉆探揭露的辦法來證實,即在樁孔中心四周均勻布設4個~5個勘探孔,用工勘鉆機進行鉆探,用觸探到的各點巖面高程進行比較,判斷出全巖面。

第五篇：H12-巖溶地區(qū)橋梁樁基施工溶洞處理

巖溶地區(qū)橋梁樁基施工溶洞處理

作者：黃學超 陶磊

單位：中國十九冶渝湘高速公路

H12合同段項目經理部

摘要：本文著重敘述了在巖溶地區(qū)橋梁挖孔樁樁基成孔施工中遇到溶洞時造成施工困難的實例分析以及所采取的沉鋼護筒護壁跟進鉆孔成孔施工方法。

關鍵詞：巖溶地區(qū) 橋梁樁基 溶洞處理

一、工程概況

渝湘高速公路H12標位于武陵山區(qū)，共有大中橋5座，其中包括一處互通式立交。橋梁樁基樁30%處于巖溶發(fā)育區(qū),地質結構復雜,表現在溶洞、裂隙比較普遍,巖面傾斜較大,根據地質資料揭示,溶洞內充填粘土,含碎石、砂且漏水,洞體高度一般在1m 以上,大者達5m ,溶洞分布深度、高度無規(guī)律，其中玉屏互通立交A匝道橋5#-7#樁基位于溶溪河岸，巖溶尤其發(fā)育。

二、施工方案的選定

根據地質鉆探資料,結合附近路基挖方爆破段的地質結構(泥石填充膠結性較好),對于一般的小溶洞，且溶洞內無或者有很少滲水的樁基溶洞，采用同樁基砼標號相同的混凝土進行填充后方進行人工挖孔施工。對于溶洞較大，且洞內不斷涌出水和沙的溶洞，決定采用沖擊鉆孔灌注樁的樁基施工方法,并使用沉鋼護筒護壁跟進鉆孔,將鋼護筒下沉2～3m 護壁,保持水頭回填粘土、片石(摻入水泥、鋸末)等孔壁自穩(wěn)能力,保證河床穩(wěn)定,杜絕孔口坍塌,防止灌注砼的大量流失,成孔把握性大,作業(yè)面廣。但其中玉屏互通立交A匝道橋5#-7#樁基用沖擊鉆孔灌注樁的樁基施工后出現塌孔現象，原因為溶洞過大，且溶洞與溶溪河相通，鉆孔施工時填的黃土均流向河中，造成泥漿比重下降，導致塌孔。對于A匝道橋5#-7#樁基出現的現象，決定采用沉鋼護筒護壁跟進鉆孔，鋼護筒跟進深度與樁基深度相同，以保證鉆孔施工過程中填入黃土不流失及泥漿比重的穩(wěn)定性。

三、鉆孔施工中易出現的問題、原因分析及防治處理 1、裂隙漏漿

裂隙漏漿產生后,難以形成設計樁位的圓孔,表現為擴徑或塌孔,嚴重時將鉆機傾倒。（1）原因分析

一般的鉆孔樁施工也會出現塌孔等問題。但在巖溶地段這種現象尤為明顯。因為巖層表面的溶溝、槽與溶洞相互串通,又與地下水形成 暗流,通過透水性強的砂礫層、卵石層與地下水相連接,鉆孔中泥漿比重較大,孔內水壓與暗流水壓造成漏漿,當鉆頭擊穿無填充物或少量填充物溶洞頂板時,孔壁失去孔內壓力,孔內水頭急劇下降,外部地下水滲透水壓過高而產生動壓力,引起孔壁坍塌。塌孔的表現形式也多樣化。當護筒下沉與巖面連接不密時,坍塌多發(fā)生在護筒底:當鉆機擊穿溶洞頂板時,僅三四分鐘孔內水頭下降3～5m深,造成孔四周鋼管、方木等落入孔中,護筒也下沉;有時兩樁基之間突然下陷深約3m ,直徑5m 左右的大坑;有時樁基在施工中,短短2 分鐘,孔內漏漿量達16m3 ,補水一下難以完成,造成鉆機傾覆。（2）預防及處理措施 A、要求司鉆人員對照地質鉆探資料檢查孔內水頭高度,泥漿稠度和孔外水位變化,及時取碴分析,發(fā)現異常,及時處理。與普通的鉆孔樁所用的泥漿相比,巖溶地段處所需的泥漿質量和比重要加強,其技術指標應符合: 比重: 1.2 ～ 1.4;粘度≮20s;膠體率≮95 %;PH 值> 6.5。優(yōu)質的泥漿取決于優(yōu)質的粘土,當缺少優(yōu)質粘土時,可在泥漿中摻入適量的水泥、鋸末,以提高泥漿的膠體率,懸浮能力。黃土水泥按1∶0.3配比,鋸末按10 %摻入。

B、進行拋填,將片石、粘土及水泥作為混合物,視漏漿程度反復拋填,沖擊一次應1～3m ,到不漏、穩(wěn)定為止。當漏漿太快散填難以達到目的時,應采用集中拋填將粘土,水泥成袋回填,片石集中填入,要求短時、集中。具體地講,有可分為兩種情況①在溶洞洞體小,充填物多為不穩(wěn)定土層時,應回填片石以低沖程反復沖砸,使孔底出現一個平臺,再轉入正常沖擊,通過溶洞進入充填地段時,采用泥漿護壁,使用優(yōu)質泥漿保持洞內水頭高度,適時向孔內投入泥塊和袋裝粘土及少量片石,采用低沖程將填充物擠入洞內及裂隙以加固孔壁防止漏漿或塌孔。②對于洞體較大,填充物為流塑狀態(tài)時,采用孔口下3～4m 的鋼護筒,四周加固,以穩(wěn)定孔口(對于土質較差的孔口,在護筒下部澆筑35cm厚的砼),孔內選用優(yōu)質膠土造漿,保持孔內水位高度,在快到溶洞地時,投入片石、泥塊、粘土,鉆機低沖程沖擊,同時觀測孔內泥漿的沉降,孔旁備料待填,必要時加入水泥(散或成袋)以加快固結填充,防止漏漿塌孔,有的樁孔需反復數次,才能控制住。

2、偏孔（1）原因分析 因溶溝、溶槽巖面傾斜,頂板厚度不均,加上有孤石等偏孔易出現,糾偏是該種地段最頻繁的內容,貫穿于整個過程。

（2）預防及處理措施鉆孔時每進1～2m 便自檢一次,如發(fā)現偏 孔提出鉆頭,拋入片石1～2m 厚以低沖程沖擊,一般便可糾正。如反復拋填仍難以糾偏時,需清孔后用C25 級水下砼(摻早強劑)灌注1～1.5m ,待強度達到70 %時再繼續(xù)鉆孔。

3、卡鉆、掉鉆（1）原因分析

一方面由于巖面傾斜,溶溝、溶槽擠鉆,而鉆頭轉向裝置不靈活產生梅花孔而卡鉆。另一方面因地質構造復雜,判斷失誤也易造成卡鉆。在 處理卡鉆時,鋼絲繩斷或鉆頭擠死無法打撈而形成掉鉆。（2）預防及處理措施

在鉆孔過程中要經常檢查鉆具、鋼絲及鉆頭直徑磨損程度。在鉆頭上焊上角鋼穿鋼絲繩、引套等處理卡鉆效果較好。一旦發(fā)生卡鉆、掉鉆, 可以利用鋼絲繩或引套將鉆頭輕輕提出。若無法提出鉆頭,可視具體情況處理。如有一樁基,只差20cm 便可成孔時,鉆頭掉入溶槽中,據地質勘探,下部已達到完整巖層,所以采用回填1m厚片石大沖擊,并測其沉降量,直到達完整巖層且無沉降為止。

4、斷樁（1）原因分析

A、在巖溶地段由于溶洞相互連通,灌注時難以測出混凝土數量,使水下砼流失無法估量,如有一樁基,設計灌注為20.52m3 ,實際灌注為 60.23m3 此時容易造成斷樁。B、灌注時的混凝土配合比不合理或石子的 級配不合理造成離析、板結將導管阻塞而出現斷樁。C、灌注水下混凝土時往往由于機具、材料

準備不完善從而造成斷樁。如砼拌和機輸送設備出現故障而無備用。又如導管接頭密封不禁等原因。D、拆卸導管不及時埋管較深。（2）預防及處理措施

A、每次施工前,必須備用一臺攪拌機及發(fā)電機,并檢測導管的密封性,備足砂石料及水泥。

B、分工明確,記錄及時,保證混凝土施工連續(xù)性。

C、測量混凝土面的上升速度,若上升緩慢必是流失,要保證埋管深度,減少對下部混凝土的擾動。D、混凝土要有合理的級配。

四、結束語

在溶巖地段采用鉆孔灌注樁施工有應用面較廣,材料就地取材,加快工程進度,提高經濟效益,而且質量容易控制等優(yōu)點。通過這次實踐, 初步掌握了一些鉆孔樁溶洞處理施工方法,希望能為今后開展這方面的工作起到積極作用。參考文獻：無