浅析桥梁桩基施工特殊溶洞处理技术.doc

1、浅析桥梁桩基施工特殊溶洞处理技术摘要：本文结合某高速公路隧道工程实际，详细介绍了光面爆破的工作机理、参数选定及施工技术要点。 关键词：高速公路 隧道 光面爆破 施工技术 岩溶地质在我国的分布较广，特别在西南的云、贵、川等地，其表现更为突出。因其地质及水文构造极为复杂，形成了许多诸如石林、钟乳石、溶洞、暗河以及隐藏于地层中的溶沟、溶穴等奇特的地貌景观和地质构造，在这类地层中，往往还蕴含着丰富的地下水和不同类型的风化与残积土层。在这些地区修建桥梁，桩基施工经常会遇到地下溶洞、地下渗水带等复杂情况，给桩基施工带来很大的困难，当遇到地下溶洞时，施工速度必然减慢，处理溶洞需花费大量人力、物力，而当遇到地

2、下渗水带，地下水量过大时，孔桩开挖无法继续进行。因此，采取有效的处理方案，对于提高桩基施工效率，保证施工质量有重大意义。 一、工程概况 某公路大桥全长 105.6m，位于整体式路基段，全桥左、右幅桥分别按半幅路基宽 16.75m 设计，左、右幅净距 1.0m。上部结构采用（520）m 预应力混凝土（后张）分体箱梁，先简支后桥面连续，桥面设?3.0%单向横坡；下部结构桥墩采用桩柱式墩、桥台采用桩柱式台，墩、台均采用钻孔灌注桩基础。桥址东岸地形平坦地带，上覆土层为卵石土，厚度 4.1213.68m；岩溶较发育，溶洞高度 622m；下伏基岩为石炭系下统石磴子组灰岩，含炭质条带较密，岩质较硬，岩体较完

3、整。该段为河流侵蚀地貌，上覆土层主要为第四系卵石土，卵石土不均匀，松散稍密。卵石多为亚圆形，粒径 220cm，最大达 50cm，母岩成分主要有砂岩、灰岩及少量砾岩。卵石含量约占总量的 5075%；下伏基岩为石炭系灰岩，含炭质条带条纹较密，溶洞较发育。钻探过程中发现岩层溶蚀洞穴发育，形态主要为溶洞、溶隙，对桥基稳定性影响很大。 根据施工合同，将本工程的溶洞处理分为普通溶洞处理和特殊溶洞处理两种情况。特殊溶洞系指设计图纸上未提供地质钻孔资料或提供的地质钻孔资料显示单个溶洞高度（桩位处）大于 8 米（本标段为 20 米） 。二、特殊溶洞桩基施工技术 1、施工方案选择 针对本工程溶洞分布较广，施工技术

4、难度较大，本标段从严把质量关，确保工程进度，确保施工安全考虑，把桩基溶洞处理列为重中之重，并按设计要求作相关施工监控。根据本工程特殊溶洞的具体情况，确定采用钢护筒跟进与投放抛填物相结合的方案。 2、施工技术要点 （1）施工放样。场地平整后，测量人员测放桩位，并做好护桩。 （2）埋置外钢护筒。采用不小于 9mm 钢板卷制，由人工开挖不小于钢护筒直径，深度不小于 1/3 护筒长度的圆孔后，再埋?护筒，并一边冲孔，一边接高护筒，并且将其压到或震动下沉至岩层顶面。护筒下沉至硬土层或岩面后，其倾斜度小于 1%。 （3）井字架安装。采用 40#工字钢，就地拼装焊接，并保持平整。 （4）吊装桩机就位，挂锤对

5、中。 （5）冲锤选择。冲孔至溶洞底前采用桩径+0.5m 加大锤，待至溶洞底后，孔内沉放内护筒，钻头改为满足成孔要求的钻头直径。 （6）投放抛填物。溶洞内无充填或半充填，存在严重漏水，护筒内水头高度不能保持时，采用片石、粘土和整包水泥（按 3m3：1m3：0.75t比例，顺序为袋装水泥、袋装粘土、片石）回填，如此反复多次回填片石、粘土和整包水泥，反复冲击直至形成泥石护壁并不再漏浆为止。粘土片石抛填施工时，钢护筒必须穿透砂砾及卵石层等透水层，坐落在不透水的亚粘土层上或岩层顶，这样可以防止由于溶洞漏水，水头高度急剧下降而造成的坍孔。严禁因为钢护筒短，没座在亚粘土层上或岩层顶，造成坍孔，导致钻头被埋在

6、孔内，地面出现大面积塌陷等危险。 （7）内护筒沉放。 内钢护筒选择。内护筒长度和内径的确定：护筒长度 L=（h+H）m（h 为地质超前钻确定的溶洞高度，H 为溶洞顶到地面加 30cm 的高度） ；内护筒直径大于桩直径 30cm。钢护筒孔径要准确，连接要顺直，用卷板机成型。钢护筒要有一定的刚度，钢板厚为 9mm 为宜。 内护筒的沉放。冲击穿过溶洞顶部后要及时投放抛填物填充溶洞，待溶洞基本充实后，反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明成孔较圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机（或桩机自身起重设备）把内护筒放入外护筒内沉至孔底，必要时用振动锤下沉。 如果冲击钻在坚

7、硬的岩石中的扩孔系数较小，不能满足护筒下沉要求的，回填并加大钻头直径二次冲孔，以保证钢护筒顺利下沉。为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔要竖直，无歪斜、缩颈。 （8）注浆及回填砂。 由于内护筒沉放后，内外护筒之间有空隙、溶洞处理回填物与护筒壁包裹不密实，容易造成内护筒走位，将直接影响成桩中心位?偏位，故须对内护筒外侧进行回填砂并注浆密实。 内外护筒之间：采用回填砂填充。内护筒沉放完成后，安插注浆管，再回填砂进行充实。 溶洞处理段：由于回填砂不能完全密实溶洞处理段，故须对该段采用注水泥浆密实。水泥浆现场搅制，并通过压浆设备由注浆管压注至内护筒外侧溶洞处理段，以加强溶洞处理回填物护壁与内护筒壁紧密包裹。

8、压注时压力控制不大于 0.4Mpa，并直到稳定 2 秒后再进行下一个孔的注浆，或相邻孔冒浆为止。 （9）置换满足成孔直径要求的锤头，冲至终孔标高。 （10）钢筋笼制作。按施工时的实际桩长决定开料，依桩的长短及吊装能力来确定分段制作的长度，分段驳口同一截面不超过 50%。依设计图纸的规定，先制定相应的加劲筋，然后按规定的根数布置主筋，设立每隔 2m 一道的加劲筋，排列好后将主筋按规定间距焊接在加劲筋上，再依设计的规定间距绑扎箍筋。 （11）吊放钢筋笼。用吊车进行。注意不撞孔壁，防止坍孔，并防止将泥土杂 6 物带入孔内，采用分段吊放，焊接钢筋笼时，先将下段挂在孔口，再吊上第二段进行搭接或帮条焊接，

9、逐段焊接逐段下放。吊入后应校正轴线位置垂直度，勿使扭转变形。钢筋笼定位后，在 4 小时内浇筑完混凝土，防止坍孔。 （12）导管插入。导管用直径 300mm 的钢管，壁厚 4mm，每节长2.02.5m，12 节长 11.5m 配短管，由管端粗丝扣、法兰螺栓连接，接头处用橡胶圈密封防水，灌注混凝土前要进行水压试验，检查接头处密封情况。导管的长度保持导管底部距孔底 0.30.5 米。 （13）二次清孔。由于吊放钢筋笼及吊放导管，使得孔内泥浆性能发生变化，此时，应通过导管进行二次清孔，使泥浆循环，性能均一，经再次测定泥浆性能及沉渣厚度合格后，立即灌注混凝土。 （14）灌注水下混凝土。混凝土采用集中拌合

10、，由混凝土运输车送到灌注现场，检查混凝土的坍落度及离析程度，确定混凝土可以使用后开始灌注，在储浆漏斗口设置隔水栓，漏斗中储满混凝土时，剪断吊住隔水栓的铁丝，使混凝土迅速灌入孔内，首批灌注混凝土应满足埋管1.0m 以上。灌注一旦开始，必须连续进行，不得中断，在灌注过程中，视混凝土量不时测量混凝土在孔内的上升高度，当满足埋管 8 米以上时，须拆除导管，拆卸导管要满足混凝土面始终埋管 3 米。当灌注至桩顶上部时或灌注完毕时，拨管应采用慢提及反插法。灌注过程中的停待时间内，应不断提动导管，使混凝土具有足够的和易性和密实度，避免断桩离析现象。泥浆用泥浆泵抽至泥浆池。为了保证混凝土强度，灌注的桩顶标高应比设计高出 0.50.8m 左右。灌注中，制作混凝土抗压试件，桩灌注 3 天后进行桩头混凝土的凿除。采用低应变测试的反射波法检测基桩混凝土的质量，经检测合格后方可进行下道工序施工。 3、施工完成后检测 经采用无破损检测和抽芯检测后，该桥桩基全部完整，合格率为 100%，满足质量要求。目前，该桥已全部建设完成并通过试运营，使用状况良好，没有出现异常。