复杂岩溶地区桥梁桩基施工技术

'　　复杂岩溶地区桥梁桩基施工技术【】结合洛湛铁路YH2标桥梁桩基施工的中所遇到的溶洞、串珠状溶洞及斜面岩等复杂地质情况，介绍在复杂岩溶地区冲击钻孔成桩施工中所遇到的各种问题及采取的相应措施,为类似工程施工提供经验借鉴。　　【关键词】复杂岩溶；桩基；施工技术　　【】U449.5【】A【】1005-1074(2009)05-0237-01　　　　1工程概况　　　　洛湛铁路YH2标位于湖南省永州市内，南与广西毗邻，属典型的喀斯特地貌，溶洞及溶槽大部分被第四系地层覆盖，土层厚0～30m，岩溶大多属中等～强烈发育。管段内桥梁工程采用冲击钻孔桩基础，大部分地区岩溶比较发育，地质结构复杂，不可预见因素多，特别是DK60+681双中三线大桥位于冲沟谷地，桩基集中，设计桩长30～64m，桩基穿过多个溶洞串及地下暗河，施工过程中坍孔、卡钻、漏浆、翻冒清水、偏孔及混凝土流失现象极易发生，给施工带了很多困难。　　　　2施工中常见问题　　　　双中三线大桥采用冲击钻冲击成孔。其成孔原理与其他地质条件的钻孔桩是一致的，但由于岩溶地区的特殊性,成孔过程要困难的多,遇到的问题也特别多,主要体现在以下几方面。 　　2.1漏浆塌孔当钻进过程击穿溶洞顶板时,孔内泥浆突然下沉流失,这样孔外压力大于孔内压力,造成孔壁坍塌;也可能造成临近地面塌陷,危及施工安全。　　2.2偏孔由于溶洞发育的无规则性,溶洞顶板或穿过溶洞后的底板岩面常为倾斜的,或在溶洞中有岩石探入,造成一空一实、一软一硬,常发生偏孔现象。处理偏孔的过程需较长时间,严重影响桩基施工的质量和进度。　　2.3缩径常见于充填性溶洞,当溶洞内充填物为软～流塑状黏土时,容易发生缩孔现象。　　2.4卡钻、掉钻在施钻过程中由于施工不当,在穿越顶板厚度时经常发生卡钻头,或由于严重失浆,孔内失去压力平衡,引起塌孔埋钻头等现象。　　　　3钻孔中采用的技术措施　　　　根据设计提供的地质勘察资料，并结初期施工时遇到的问题，针对不同的岩溶情况，主要采取了钻孔前的预注浆处理、回填片石和粘土进行二次钻孔、护筒跟进、爆破松动斜面岩层等技术措施。　　3.1预注浆处理法对于填充或半填充溶洞，为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间，并达到一定的强度（5MPa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，可采用注水泥粉煤灰浆的方法进行处理。通过注浆使溶洞中的砂、砾等土体经过渗透作用板结；溶洞中的稀土、亚粘土等土体经过劈裂、挤密作用得到加固，最后经过充填作用填满溶洞。　　3.2回填片石和粘土进行二次钻孔① 粘土片石抛填法适用于高度6m以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理，优点是方便、快捷，节省费用。②当钻孔至溶洞层时，一般护筒内泥浆会全部流失或部分，严重时会造成塌孔，这时可采用片石加粘土（按1：1体积比）回填，溶洞较大时可加入部分水泥，回填一层、采用钻头冲击一遍，尽量使片石和粘土保持密实，直至回填至溶洞顶部1～2m。③溶洞回填完成后，向钻孔内注入稠度较大的泥浆，使其自然浸入片石缝隙内，然后采用钻头冲击，使片石和粘土挤入溶洞内，形成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时，应反复回填、冲击，直至形成泥石护壁不再漏浆为止。④钢护筒必须穿透砂砾及卵石等透水层座落在不透水层上，尤其是多层溶洞，以防止溶洞漏水，孔内水头急剧下降而造成坍孔。　　3.3钢护筒跟进法①在溶洞较大，洞内无填充或有流塑充填物，漏水严重或与暗河连通时，采取片石粘土回填、灌注混凝土仍然无法成孔时，可采取钢护筒跟进法施工。这种方法就是一面冲孔、一面接高护筒，并将其振动下沉至已钻成的孔内或溶洞内，用以阻断溶洞内流塑充填物或水的流动，便于钻孔施工。②当采用泥石筑壁法冲孔已穿过多个溶洞，并且均已造壁成功，在继续冲孔时，上面已形成的泥石护壁突然坍塌并且漏水，这时已无法再进行泥石护壁，可以将钢护筒跟进到塌孔处堵漏，漏几个溶洞，就跟几个溶洞。③ 在垂向溶洞较多桩基较长，钢护筒跟进很困难，钢护简不能一层跟进到底时，可先下一层大护筒跟进，这个护筒的直径应大于桩径20cm左右。当大护筒不能下沉，下面的溶洞又无法处理时，需再下一层护筒跟进。施工中为保证钢护筒顺利下沉，要求桩孔要竖直，无歪斜无缩颈。钢护筒孔径要准确，连接要顺直，要用卷板【】结合洛湛铁路YH2标桥梁桩基施工的中所遇到的溶洞、串珠状溶洞及斜面岩等复杂地质情况，介绍在复杂岩溶地区冲击钻孔成桩施工中所遇到的各种问题及采取的相应措施,为类似工程施工提供经验借鉴。　　【关键词】复杂岩溶；桩基；施工技术　　【】U449.5【】A【】1005-1074(2009)05-0237-01　　　　1工程概况　　　　洛湛铁路YH2标位于湖南省永州市内，南与广西毗邻，属典型的喀斯特地貌，溶洞及溶槽大部分被第四系地层覆盖，土层厚0～30m，岩溶大多属中等～强烈发育。管段内桥梁工程采用冲击钻孔桩基础，大部分地区岩溶比较发育，地质结构复杂，不可预见因素多，特别是DK60+681双中三线大桥位于冲沟谷地，桩基集中，设计桩长30～64m，桩基穿过多个溶洞串及地下暗河，施工过程中坍孔、卡钻、漏浆、翻冒清水、偏孔及混凝土流失现象极易发生，给施工带了很多困难。　　　　2施工中常见问题　　　　双中三线大桥采用冲击钻冲击成孔。其成孔原理与其他地质条件的钻孔桩是一致的，但由于岩溶地区的特殊性,成孔过程要困难的多,遇到的问题也特别多,主要体现在以下几方面。　　2.1漏浆塌孔当钻进过程击穿溶洞顶板时,孔内泥浆突然下沉流失,这样孔外压力大于孔内压力,造成孔壁坍塌;也可能造成临近地面塌陷,危及施工安全。 　　2.2偏孔由于溶洞发育的无规则性,溶洞顶板或穿过溶洞后的底板岩面常为倾斜的,或在溶洞中有岩石探入,造成一空一实、一软一硬,常发生偏孔现象。处理偏孔的过程需较长时间,严重影响桩基施工的质量和进度。　　2.3缩径常见于充填性溶洞,当溶洞内充填物为软～流塑状黏土时,容易发生缩孔现象。　　2.4卡钻、掉钻在施钻过程中由于施工不当,在穿越顶板厚度时经常发生卡钻头,或由于严重失浆,孔内失去压力平衡,引起塌孔埋钻头等现象。　　　　3钻孔中采用的技术措施　　　　根据设计提供的地质勘察资料，并结初期施工时遇到的问题，针对不同的岩溶情况，主要采取了钻孔前的预注浆处理、回填片石和粘土进行二次钻孔、护筒跟进、爆破松动斜面岩层等技术措施。　　3.1预注浆处理法对于填充或半填充溶洞，为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间，并达到一定的强度（5MPa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，可采用注水泥粉煤灰浆的方法进行处理。通过注浆使溶洞中的砂、砾等土体经过渗透作用板结；溶洞中的稀土、亚粘土等土体经过劈裂、挤密作用得到加固，最后经过充填作用填满溶洞。　　3.2回填片石和粘土进行二次钻孔①粘土片石抛填法适用于高度6m以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理，优点是方便、快捷，节省费用。②当钻孔至溶洞层时，一般护筒内泥浆会全部流失或部分，严重时会造成塌孔，这时可采用片石加粘土（按1：1体积比）回填，溶洞较大时可加入部分水泥，回填一层、采用钻头冲击一遍，尽量使片石和粘土保持密实，直至回填至溶洞顶部1～2m。③ 溶洞回填完成后，向钻孔内注入稠度较大的泥浆，使其自然浸入片石缝隙内，然后采用钻头冲击，使片石和粘土挤入溶洞内，形成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时，应反复回填、冲击，直至形成泥石护壁不再漏浆为止。④钢护筒必须穿透砂砾及卵石等透水层座落在不透水层上，尤其是多层溶洞，以防止溶洞漏水，孔内水头急剧下降而造成坍孔。　　3.3钢护筒跟进法①在溶洞较大，洞内无填充或有流塑充填物，漏水严重或与暗河连通时，采取片石粘土回填、灌注混凝土仍然无法成孔时，可采取钢护筒跟进法施工。这种方法就是一面冲孔、一面接高护筒，并将其振动下沉至已钻成的孔内或溶洞内，用以阻断溶洞内流塑充填物或水的流动，便于钻孔施工。②当采用泥石筑壁法冲孔已穿过多个溶洞，并且均已造壁成功，在继续冲孔时，上面已形成的泥石护壁突然坍塌并且漏水，这时已无法再进行泥石护壁，可以将钢护筒跟进到塌孔处堵漏，漏几个溶洞，就跟几个溶洞。③在垂向溶洞较多桩基较长，钢护筒跟进很困难，钢护简不能一层跟进到底时，可先下一层大护筒跟进，这个护筒的直径应大于桩径20cm左右。当大护筒不能下沉，下面的溶洞又无法处理时，需再下一层护筒跟进。施工中为保证钢护筒顺利下沉，要求桩孔要竖直，无歪斜无缩颈。钢护筒孔径要准确，连接要顺直，要用卷板成型，钢护简要有一定的刚度，钢板厚以8～10cm为宜。　　3.4爆破松动斜面岩层法双中三线大桥11号墩桩基在钻孔中遇到的倾斜岩层，冲击锤落下后吊绳明显偏向孔壁一侧，采用小冲程和填片石的方法均未取得较好的效果。后采用水下爆破松动斜面岩层，取出锤头，将炸药用塑料袋密封后捆绑在一块较大的片石下面，放入孔底起爆，再采用小冲程进行冲击钻孔，每爆破一次可进尺20～30cm。 　　4灌注混凝土过程中的问题与处理　　溶洞区的孔桩灌注与其他地质条件没有区别,但对溶洞发育区由于成孔过程中溶洞是否完全充填,超灌混凝土量在施工时难以掌握。在以后遇到该类情况时采用以下两种方法有效的解决了这个问题:一方面不论溶洞大小,是否有充填,都回填片石;另一方面增加混凝土原材料的储备量，灌注完成后应静待一定时间,及时观测孔内泥浆变化情况,不要急于提升导管,发现异常,要及时补充混凝土,以防造成废桩。最后的导管埋深应适当深些,以确保发生异常时有补救措施。　　　　'