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岩溶地段桥梁桩基施工方案及技术措施

岩溶地段桥梁桩基施工方案及技术措施

新建贵广铁路中铁XX局X项目部所辖区段位于广西省灵川县境内，里程范围:DK429+154.54～DK465+312.5，全长36.158km，线路所处区域属桂东北剥蚀中山及岩溶低山、丘陵区，地质条件比较复杂，其间可溶岩与碎屑岩相间分布；裂隙溶洞水占岩溶水分布面积的46%，富水性强；基岩裂隙水分布于海洋山、银殿山及部分丘陵地区，孔隙水主要分布在漓江两岸、恭城河、洛清江I、Ⅱ级阶地。

该段不良地质较多，主要有：岩溶、滑坡、危岩落石、顺层等；特殊岩土主要为软土，其次为红黏土。尤以岩溶不良地质为最，对桥梁桩基成孔影响较大，容易造成坍孔、钻机倾斜、漏浆、偏孔、卡钻、掉钻、断桩等影响，因此针对岩溶对桩基施工影响较大的特殊性，特编制此岩溶地段桥梁桩基施工方案及技术措施。

海阳碧桂园防开裂、防渗漏专项施工方案（48P）.doc2岩溶地段桩基施工特点

2.1溶洞尺寸、形状、位置多样化，岩层强度不均匀

溶洞的形成,虽然有一定规律可循，但溶洞尺寸、形状、位置都不尽相同，存在多样化，具有一定的复杂性；岩层强度也不均匀；与桩体位置关系也不相同，有些溶洞仅仅侧壁伸入桩孔位置、有些则全部包裹桩体，所以在钻孔过程中，极易出现偏孔(弯孔)和卡钻情况。

溶洞内的填充物各不相同，有硬塑状、软塑状、流塑状，有些为干洞填充物为软塑状的大尺寸溶洞，钻孔中易发生坍孔；而填充物为流塑状的大尺寸的溶洞，在施工中会因涌浆(填充物回流孔中)而发生堵孔现象，清孔困难，在灌注砼时也容易断桩；没有充填物的大尺寸溶洞，在向桩孔中灌注砼时易发生砼流失现象。

由于溶洞形状、尺寸、位置的多样性，岩层强度的不均匀性，填充物的复杂性和多样性，决定了岩溶地段桩基施工的复杂性和困难度，其重、难点如下：

岩溶地段桩基施工时因溶洞的存在，在成孔过程中容易漏浆，所以如何保证成孔过程中不漏浆是岩溶地段桩基施工中的一个难点。

在成孔过程中，即使产生漏浆，如何及时处理使其不发生坍孔，保证桩孔顺利成孔是岩溶地段桩基施工中的又一个难点。

因溶沟、溶槽岩面倾斜,顶板厚度不均,加上有孤石等,在冲孔过程中，易出现偏孔，纠偏将贯穿于该段桩基施工的整个过程，因此纠偏是岩溶地段桩基施工中的重点。

岩溶地段容易造成卡钻、掉钻，一方面主要由于岩面一般都比较倾斜，溶沟、溶槽容易挤钻，而钻头转向装置不灵活产生梅花孔造成卡钻；另一方面由于地质构造复杂,判断失误也易造成卡钻，在处理卡钻时,钢丝绳断或钻头挤死无法打捞而形成掉钻。因此，如何确保岩溶地段成孔过程中，不发生卡钻或者掉钻，是岩溶地段桩基施工中的又一个重点。

岩溶地段灌桩过程中容易出现断桩，主要原因是在岩溶地段由于溶洞相互连通,灌注时难以测出混凝土数量,使水下砼流失无法估量，容易造成断桩。所以确保在砼浇注过程中，不出现断桩现象是岩溶地段桩基施工中的第三个重点。

4主要施工方案及技术措施

岩溶地段桩基施工,根据溶洞的形状、尺寸、位置以及填充物的不同而选用，主要有两种方法：

当穿越尺寸较小的溶洞或充填物呈硬塑状砂砾土或粘性土的溶洞时，可采取向孔中回填片石或灌注水玻璃等浆液固结，再冲击钻进的方案。

当穿越尺寸较大的溶洞且填充物为流塑状的溶洞,可采取钢护筒跟进冲击成孔的施工方案。

4.2施工方法及技术措施

4.2.1洞顶覆盖层段成孔施工方法及技术措施

岩溶地区溶洞顶部岩层倾斜、岩石强度不一，都易导致偏孔、卡钻等问题发生，因此在钻进过程中仔细核对地质情况，随时检查钻进机具和孔位。

在钻至溶洞顶0.5m左右时，根据地质资料提供的岩层强度,调整钻机冲程，改用小冲程钻进，做到轻击、慢打，以防止偏孔、卡钻发生。

当发现主绳摆动加大，并偏离桩设计中心，此时则注意孔内水位、泥浆稠度及其它情况，当孔内水位变化较大，或泥浆稠度、颜色发生变化时，则说明溶洞顶板已被击穿,此时采用高度与孔径成4倍关系的鼠笼式测孔器检查在穿越溶洞顶板时是否偏孔，如偏孔，则回填块径为30cm左右的片石至原偏孔位置以上0.5m左右，钻进后再用测孔器检测偏孔是否已被纠正。如此反复进行，直至完全纠正偏孔为止，对于仍无法纠正的偏孔，进行孔内水压爆破或清孔后灌注水下砼到偏孔位置，待水下砼达到3天强度后再实施钻孔，效果很好。

4.2.2穿过溶洞的施工方法及技术措施

当钻进速度明显加快又无偏孔现象时，表明已进入溶洞，进入溶洞后，要根据溶洞大小和填充物的情况采取相应的处理措施:

4.2.2.1洞高小于1.0m的小溶洞

在钻进前采用砾石和粘土的混合物回填至洞顶以上0.5m后开钻，在钻进过程中，要求保持泥浆合适的稠度(泥浆比重以1.15～1.25g/cm3为宜)。若一次加填的混合料不能完全填充溶洞时，可再回填一次，使混合物完全填充溶洞。

先钻进至溶洞底板，然后采用片石、砾石混合物回填溶洞，回填高度一次以1.5～2.0m为准，每回填一次后利用小冲程挤压，再回填，再挤压，如此反复进行，直至完全填充溶洞后再进行钻进。在钻进过程中，应适当增加粘土数量，提高泥浆密度(泥浆比重以1.25～1.35g/cm3为宜)。

4.2.2.3洞高较大且填充物为流塑状的溶洞

（1）长钢护筒跟进冲击成孔

洞高较大且填充物为流塑状的溶洞，首选方案采用长钢护筒跟进冲击成孔的施工方案，即：首先，在覆盖层中以十字型钻头冲击成孔，泥浆护壁，下沉外钢护筒达基岩面，其作用是防止孔壁坍塌，这是岩溶钻孔的特殊性所决定的。其次，在岩溶地层中仍以十字型钻头冲击基岩成孔，当钻穿岩溶顶板时暂停钻孔，将小于外钢护筒直径20cm的内钢护筒沉入岩溶层，并随钻孔跟进至稳定性岩面。内钢护筒作用是防止溶洞中填充物涌入钻孔，并为钻孔过程中清碴和终孔后清孔创造较好条件（岩溶地层钻孔时取碴和终孔后取碴清孔时极易塌孔，甚至导致墩位地表发生大塌陷）。最后，冲击钻进至设计标高、清孔、安放钢筋笼、灌注水下混凝土，内钢护筒则留在岩溶地层中与水下混凝土结合成为一根“钢管混凝土桩”。

Ⅰ、长钢护筒跟进冲击成孔过程中，因为桩孔四周泥浆侧向压力不均匀，易造成护筒倾斜，所以在施工过程中要加强观测钢丝绳与中心线变化，发现偏移，停止冲击，采取其他办法进行施工。　

Ⅱ、如溶洞内有突出岩块，护筒跟进困难，且很难保证护筒顺直的，施工过程中注重观测，采取扩大桩锤进行处理后，再下护筒。

　Ⅲ、溶洞底部岩面如若倾斜，在护筒及时跟进后，泥浆也可能从岩面低处缺口涌入桩孔，影响成桩质量，在施工过程中要注意观测，浇注砼加强浇注砼的连续性和一次浇注的方量。

4.2.3洞底岩面上钻孔施工技术措施　　

钻孔穿过溶洞后到达溶洞底板时，钻进速度明显比溶洞内钻进速度会降低，且绳摆动有所加大。若溶洞底板岩面倾斜、呈现台阶、或基岩因溶蚀程度不同而倾斜，极易造成钻孔过程偏孔。因此，钻进达溶洞底板时，需调整钻机冲程，改用小冲程钻进，并随时检查孔位。　　

当主绳摆动加大，并朝同一方向偏离桩孔设计中心时，则说明已发生偏孔。此时采用提钻回填片石的方法进行处理，回填高度以原偏孔位置为准，再钻进，反复进行，直至完全纠正为止。此过程中出现坍塌、漏浆、不规则孔形、卡钻、掉钻等常见情况的处理方法按常规办法处理。

岩溶地段地质情况都比较复杂，不确定因素较多，经常有新问题出现，因此，桩基施工过程中，首先要加强监控，加强施工过程的观察和检测，监控地质变化情况，重点监控泥浆稠度、洞顶和洞底岩层倾斜、溶洞侧壁伸入桩孔、溶洞层数和大小及填充物形态等情况，及时分析和反馈地质信息，以便对不同的地质情况采取对症有效的技术措施，确保钻孔质量。

其次是在施工工艺和方法上做好超前准备，加强工艺控制，在施工过程中各工序施工注意事项如下：

由于岩溶地区地质情况异常复杂，虽进行了地质钻探，但也难以保证全面摸清地质情况，因此每个桩位钻机就位前，对钻机底座都要进行支垫加固，以有效防止坍孔时钻机下沉和倾斜。

埋设适当深度的护筒，从节省成本出发，根据钻探地质情况埋设4m～6m护筒。

5.3做好填充准备工作

溶洞处理以做好准备工作为主，钻孔前在场内准备大量片石、袋装粘土及适当数量的袋装水泥。

5.4及时加固桩孔孔壁

冲孔至离溶洞顶板1m左右时，加大泥浆比重，选用小冲程进尺，逐渐将顶板击穿，防止卡钻。同时在击穿顶板之前，安排专人密切观察孔内泥浆面的变化，发现漏浆时应马上提锤、加补泥浆抛填片石、加填袋装粘土混合料（重量比1：1～：1.5）等使泥浆面不再下降并稳定后，采用小冲程轻打挤压形成泥石孔壁护孔。若桩孔仍继续漏浆，则改抛片石、袋装粘土、袋装水泥冲击挤压到溶洞中，堵塞溶洞通道，如此反复操作，直到不再漏浆为止，转入小冲程冲孔固壁成孔，顺利穿越溶洞。

5.5减少灌注时混凝土扩散流失

冲锤击穿溶洞顶板后，不论是否漏浆，不论溶洞原来是否填充或半填充，或溶洞内填充物为软弱粘性土或淤泥或卵石，进入溶洞后均应向孔内投入片石（加适量3～5cm的碎石），袋装粘土（比例约1：1），加填超过溶洞顶面2.5～3.0m，然后用小冲程冲击填入的混合物，不取渣，使其挤入裂隙、溶洞内，如此反复操作，多次挤塞溶洞通道加固孔壁，会大大减少灌桩时混凝土扩散流失量，降低桩基施工成本。

5.6注意冲锤及钢丝绳工作状况

冲锤冲破溶洞时，冲锤可能会滑入溶洞中，提锤时易被溶洞顶板岩石卡住而造成掉锤、埋锤。施工时严禁在溶洞范围内大冲程冲击，应绷紧钢丝绳，采用小冲程进行低打紧击。一旦发现漏浆或异常情况，马上提升冲锤到孔口，然后采取其他措施。穿越溶洞时，要密切注意钢丝绳的情况，以便判断是否斜孔，若出现斜孔必须及时进行处理，按1：1的比例回填片石和粘土至弯孔处0.8m以上，用锤牙好的桩锤进行修孔。要求低打紧击，慢慢地将陡斜岩面修整成水平台阶，直到整个冲锤施工接触面为匀质岩面时才结束修孔操作。

5.7投入碱性材料中和岩溶水

岩溶水一般呈酸性，在成孔过程中，岩溶水一旦渗入碱性泥浆，会导致发生沉淀，采用投入小苏打（或水玻璃）的方法进行中和DB13／T 5367-2021 公路桥梁预应力自动张拉技术规程.pdf，以免孔壁因固结能力降低坍塌。

岩溶地段桥梁桩基施工方案及技术措施 1

2岩溶地段桩基施工特点 1

2.1溶洞尺寸、形状、位置多样化，岩层强度不均匀 1

2.2填充物的多样化 1

4主要施工方案及技术措施 3

JGJ／T 183-2019 液压升降整体脚手架安全技术标准(完整正版、清晰无水印).pdf4.1主要施工方案 3

4.2施工方法及技术措施 3