1、巖溶地區(qū)橋梁樁基處置技術(shù)1、項目概況湖南省寧道高速大路其次合同段橋位地質(zhì)狀況復(fù)雜，樁基溶洞數(shù)量多，溶洞最高達(dá)21.2m，最多溶洞層數(shù)達(dá)8層，尤其是無充填的溶洞、巍峨溶洞、多層溶洞、深埋溶洞數(shù)量較多。按照溶洞的類型可分為四類，即空溶洞、多層溶洞、大型溶洞、有填充物溶洞。橋位處的地質(zhì)狀況由上至下分離為粘土、亞粘土、含砂亞粘土、卵石土、淤泥質(zhì)亞粘土、圓礫、弱風(fēng)化灰?guī)r。2、溶洞處理的主要方案2.1 修改設(shè)計，避免溶洞2.1.1 對于多層、巍峨半填充、無填充溶洞（例如泠江大橋20#墩）本項目實行轉(zhuǎn)變設(shè)計，改單樁為群樁，增強(qiáng)樁數(shù)量削減樁長的施工方法。圖1 20#-1鉆孔柱狀圖2.1.2 對于掩蓋層較淺，溶

2、洞頂板較厚的狀況，可將樁基礎(chǔ)改為擴(kuò)大基礎(chǔ)；對于溶洞頂板厚度較薄，且溶洞相對小而埋置深度淺時，可實行局部加強(qiáng)的主意，人為地加厚頂板厚度，為做擴(kuò)大基礎(chǔ)發(fā)明條件。2.1.3 對于掩蓋層較深時，溶洞埋置深度也很深，由柱樁改為摩擦樁，擴(kuò)大樁徑，縮短樁長；或者做成兩樁抬一柱，避免溶洞處。2.1.4 加大跨徑，增大樁徑，削減樁數(shù)，削減溶洞處理。2.1.5 橋梁在巖溶區(qū)，橋梁高度較小，而且在滿意排洪和修筑路堤全部設(shè)計要求的前提下，可將橋改為路堤。2.1.6 按照橋梁用途，在滿意使用要求的狀況下可以變更結(jié)構(gòu)類型，（將橋改為通道等）。2.2 設(shè)計變截面樁，采用鋼護(hù)筒護(hù)壁此類樁適用于巍峨溶洞、多層溶洞，例如泠江大橋

3、19#-3。圖2 19#-3鉆孔柱狀圖2.3 溶洞樁基礎(chǔ)施工處理方法2.3.1 挖孔樁施工對于埋置深度較淺（10m左右）洞高小于2m的單層溶洞，地層中無較厚砂礫層或砂層，且在無水或地下水小的狀況下可以采用人工挖孔。有填充的用現(xiàn)澆砼護(hù)壁，按照詳細(xì)狀況適當(dāng)加大護(hù)壁厚度或用鋼筋砼護(hù)壁；沒有填充的采用砌片石阻塞溶洞和現(xiàn)澆砼護(hù)壁。施工方法如下。挖孔方法：挖土由人工從上到下逐層用鎬、鍬舉行，挖土次序為先挖中間部分后挖周邊，按設(shè)計樁徑加2倍護(hù)壁厚度控制截面，允許尺寸誤差3cm。測量控制：樁位軸線實行在地面設(shè)十字控制網(wǎng)，基準(zhǔn)點，將樁控制軸線高程測到第一節(jié)護(hù)壁上，每節(jié)以十字線對中，大線錘作中心控制，用尺桿找圓周

4、，以基準(zhǔn)點測量孔深，以保證樁位、孔深和截面尺寸的正確。在地面按襯砌處理挖深1m，安放模板，澆筑C15（或C20）砼形成井圈，井圈上口即井臺座比四周地面高出2030cm以避開井口進(jìn)水，開挖采用人工十字鎬，用人力絞車提升出渣，每開挖一段襯砌一段，當(dāng)開挖中碰到巖石可采用風(fēng)鉆或鑿巖機(jī)鉆炮眼小藥量電引爆的淺眼爆炸法施工，要在炮眼附近加強(qiáng)支護(hù)，防止震坍孔壁，爆破后再采用人工清鑿連續(xù)開挖，以這種方式循環(huán)舉行施工，直至樁底設(shè)計標(biāo)高。留意每次砼襯砌澆筑前都要將內(nèi)模定位一次，以保證樁的垂直度和水平位置。護(hù)壁施工：挖孔樁采用鋼筋混凝土護(hù)壁。護(hù)壁厚度t=D/10+50mm（D為樁徑），護(hù)壁內(nèi)等距離放置8根6-8mm、

5、長度約1m的直鋼筋，插入下層護(hù)壁內(nèi)，使上下層護(hù)壁有鋼筋拉結(jié)，以防當(dāng)某段護(hù)壁因消失流砂、淤泥，使摩擦力降低時，也不會遭成護(hù)壁因自重而沉裂的現(xiàn)象發(fā)生。2.3.2 鉆孔樁施工（粘土片石筑壁法）當(dāng)?shù)貙又杏休^厚的中粗砂層、風(fēng)化嚴(yán)峻的礫石、碎石，地下涌水量較大且溶洞高度較小，溶洞有填充物或無填充物的樁基礎(chǔ)，擬采用黃土加小片石回填，用沖擊鉆小沖程沖擊成孔，按照實際狀況可多次反復(fù)回填，加固護(hù)壁密度和厚度，穿過溶洞后采用正常的沖擊工藝沖擊成孔。施工方法如下。當(dāng)鉆至溶洞頂1m左右時，首先打算足夠的小片石或狗頭石和粘土，粘土要做成泥球，對于半填充和無填充的溶洞要組織足夠的水源。第二在11.5m范圍內(nèi)改用小沖程緩慢鉆

6、進(jìn)，漸漸將洞頂擊穿，防止驟然打穿溶洞頂板，造成卡鉆，漏漿時，馬上回填，以小沖程反復(fù)沖砸，形成泥壁，阻塞洞內(nèi)的通道，防止孔壁坍塌和泥漿流失。須要時提前對溶洞舉行注漿處理。按照鉆孔的進(jìn)尺狀況，在擊穿洞頂之前，要有專人觀測護(hù)筒內(nèi)泥漿面的變化，一旦泥漿面下降，應(yīng)快速補(bǔ)水。擊穿洞頂后，在溶洞內(nèi)鉆進(jìn)時，按照填充物的不同，要實行不同的鉆進(jìn)方法。溶洞內(nèi)無充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以內(nèi)，但存在嚴(yán)峻漏水，護(hù)筒內(nèi)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(hù)壁。反復(fù)多次回填片石粘土，反復(fù)沖擊直至形成泥石護(hù)壁不再漏漿為止。如此反復(fù)使鉆孔順當(dāng)穿過溶洞。對于特大型溶洞或半充填

7、的溶洞或溶洞上方有較厚的沙礫層時，為防止泥漿驟然流失，造成孔壁坍塌，實行護(hù)筒跟進(jìn)法施工。對小型或多層溶洞，為防止其不與相鄰孔竄孔或成孔后孔型有葫蘆狀，須要時可灌注低標(biāo)號砼舉行填充，等強(qiáng)后再鉆進(jìn)。鉆孔達(dá)到設(shè)計標(biāo)高并清孔后，對孔徑、孔深、豎直度和孔底地質(zhì)是否與設(shè)計相符合，孔底泥漿沉淀厚度等舉行檢查，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查合格后，舉行清孔。另外，溶洞樁基礎(chǔ)施工處理方法還可以實行護(hù)筒跟進(jìn)法、挖鉆結(jié)合法等。3、施工中消失的問題的預(yù)防和處理3.1 坍孔 鋼護(hù)筒惟獨12m高，座落在砂礫和卵石層上。當(dāng)沖擊到溶洞后，驟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。3.1.1 預(yù)防坍孔的方法 采用

8、沖擊鉆沖孔施工時，可將鋼護(hù)筒座落在亞粘土層上，再連續(xù)沖擊成孔，也可避開坍孔；發(fā)覺漏漿準(zhǔn)時補(bǔ)水。3.1.2 坍孔的處理方法 當(dāng)成孔深度不大時，可全孔回填粘土，并暫停一段時光后，再深埋鋼護(hù)筒不透水層方可重新鉆孔。當(dāng)成孔深度較大時，可將鋼護(hù)筒始終座落在坍孔的嗽叭口下緣的亞粘土層上，護(hù)筒四周回填粘土，擠實，再重新鉆孔。3.2卡鉆緣由和處理方法：沖擊鉆刃腳磨鈍、孔徑變小，造成卡鉆。應(yīng)常常對沖擊鉆舉行補(bǔ)刃?？撞粓A，形成梅花孔。最好用6刃和4刃鉆頭打圓孔，不用一字鉆。鉆頭在沖擊填充的片石時，進(jìn)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

9、動再提出。鉆頭沖破溶洞頂板，掉入溶洞，鉆頭傾斜，提不出來，應(yīng)放小炮炸頂板巖?？ㄣ@時不宜強(qiáng)提，免得拉壞機(jī)械，拉斷鋼絲繩，掉鉆頭，應(yīng)認(rèn)真分析緣由，不行妄動。3.3 斜孔斜孔是因為巖石表面傾斜或消失探頭石，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(qiáng)度形成后用小沖程打緊繩反復(fù)沖擊，直至調(diào)正過來為止。過大的沖程會成孔不圓，造成斜孔，一般應(yīng)采用14m為宜。3.4 漏漿在沖擊成孔中，因為有的溶洞與地下暗河或其他溶洞相通，泥漿快速流走，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(shù)量的片石和粘土，一旦消失漏漿，要準(zhǔn)時回填片石粘土沖擊造壁，并且馬上補(bǔ)水，防止水頭高度連續(xù)下降。3.5 坍孔埋鉆埋鉆的緣由是坍