岩溶地基桥梁桩基施工技术

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1、岩溶地基桥梁桩基施工技术　工程概况：　　京福国道主干线徐州市绕城公路四合同段跨陇海铁路特大桥，路线长0.8182km，呈南北方向，跨径布置为6×30ｍ+3（5×30ｍ）+6×30ｍ，主跨为预应力混凝土连续箱梁，其余为预制先简支后连续结构。下部结构为明挖扩大基础，2号墩、22号～27号墩为1.5ｍ钻孔灌注桩。　　位于低山丘陵与冲积平原过渡地带，以陇海铁路为界，北部岩基裸露，由一系列平行褶皱和断裂组成，地表覆盖黄褐色高液限粘土，具强膨胀性，区内有岩溶发育，多表现为小型溶洞，洞高由0.4～2.5ｍ不等，溶洞均有碎石土等填充物。　　地下水不发育，主要为碳

2、酸盐裂隙岩溶水及第四系松散物孔隙水，均对混凝土无侵蚀性。本段地震基本烈度为7度。　　钻孔灌注桩施工大桥共有钻孔灌注桩32根，桩位处溶洞比较发育，设计要求逐桩探明溶洞情况，然后钻孔。　　岩溶处理方案的原则　　（1）每根桩必须用地质钻机钻探，详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型，画图列表，为制定相应施工方案提供详实依据。　　（2）对填充物进行土工试验，分析其物理力学特性，检测容重、含水量、孔隙率等，为注浆参数计算提供依据。　　（3）根据地质钻探资料和填充物情况，对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。　　（4）对每种处理方案，都

3、要进行仔细的计算，施工前在桥位外进行溶洞注浆及钻孔试桩试验，取得经验数据，完善施工方案，指导施工。　　（5）遇到大溶洞时，必须请监理工程师和设计单位核查，明确处理方案，并报监理批准后实施。　　溶洞处理方案　　（1）对于封闭的比较小的溶洞，采取注浆措施，提供成孔条件穿过溶洞。若洞内无填充物或填充物不满，则采取先填充碎石或干砂，然后注浆；若充填物呈松散或软塑状态时，直接注浆固结即可；若充填物已固结呈硬塑状态时，则可以直接冲孔，但需加强泥浆护壁。　　（2）溶洞内无填充物或填充物较少需向洞内填充砂子的，选择一个合适的孔位，放入并固定钢套管，将注砂管与钢套

4、管相连接，在注浆前灌砂。根据成桩直径、围护体积的最小直径及堆积体成形规律，计算填砂量。用压风机将干砂压入，为防止洞内高压阻止灌砂，利用其它孔作为减压孔。待达到计算的填充体积，压力稳定时，即可停止。　　（3）若设计要求灌入碎石则必须钻一个大孔（直径不小于30cm）放入钢管并固定，钢管上置碎石料斗，碎石粒径不大于2cm，投料时振动钢管，以防止堵塞，填充量控制与填砂控制方法相同。　　（4）对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等，冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失，使钻孔顺利通过岩溶区。　　注浆方法钻孔桩通过溶洞时钻

5、孔施工难度大，采取注浆法是十分有效的措施。　　（1）根据地质情况在每一根桩的中心位置或桥墩承台的四角钻注浆孔，钻注浆孔也是对地质情况的进一步勘探，通过取芯探明溶洞的高度及填充物的详细情况。　　（2）用注浆泵注浆，注浆压力不宜太大，控制在0.5～1.0ＭＰａ范围，具体压力值由现场试验确定。速度为15～20Ｌ/ｍｉｎ，其目的是使浆液渗透到填充物内（包含灌入的砂或碎石），然后固结，渗透最小直径定为3.0ｍ，以保证冲钻成孔时有足够的固结体。注浆时注浆管必须插入填充物的底部，然后边注浆边缓慢上提，提管速度不宜太快，根据注浆速度确定，应使渗透半径控制在允许范

6、围内。浆液选用水泥浆，用32.5级水泥，水泥浆配合比为水∶水泥=0.8∶1.0.若需用水泥砂浆，则配合比采用水∶水泥∶砂=1∶1∶0.8，需要用双液浆时，水玻璃的含量根据现场试验确定。　　（3）单花管注浆，管头花管段长度为100cm，孔眼直径和间距根据现场试孔后确定，注浆管外径为70ｍｍ，比钢套管内径要小。注浆时，通过注浆泵上的ＰＱ仪分析确定注浆的速度和结束时间，压入量根据渗透半径、固结体积来计算，公式为Ｑ=πＲ2Ｈβμα（1-γ）λ。式中，Ｒ为渗透半径；Ｈ为溶洞高度；μ为填充物的孔隙率；α为超灌系数；λ为地区性经验系数；γ、β为充填率与充填系数

7、。这些参数和系数可根据现场试验确定。　　（4）为防止浆液流失太远造成浪费，采用间歇注浆方式，使得先注入的浆液与砂子（或碎石）初步达到胶结后再注浆，循环注浆多次，直至达到规定最小注浆量和注浆压力控制值为止。　　（5）注完一个孔后，继续对其余孔进行注浆，后注浆的压力必须调高，最后封孔。注浆顺序由现场自行掌握。　　岩溶处成孔经过处理后的岩溶处，成孔方法基本上与普通石质地层成孔方法相同，采取用ＣＺ31型冲击钻冲击的方式成孔。成孔时应注意以下几点。　　（1）冲击成孔必须待注浆凝固后才能进行，一般等待时间为10ｄ左右。　　（2）为防止意外，冲孔前应有备用措施

8、，备好材料，一旦泥浆泄露，及时向孔内投放粘土、水泥和片石，依靠冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使得冲钻顺利进行