关于水中岩溶地区桩基础施工再探析

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1、关于水中岩溶地区桩基础施工再探析1工程概况红岩潭大桥位于江西省九江市武宁县巾口乡北栋村山下坪村小组西北约900米处，为整个永武高速公路路线跨越柘林湖尾部儿设置的大桥，全长809米，地处岩溶、裂隙发育地区，因整体90%位于湖面之上，湖床地质十分复杂，变化较大，原地质地貌变化也较大，造成施工难度加大。红岩潭大桥桩基设计为4)2.0m.4)2.2m及42.5m的钻孔灌注桩，其中©2.Om为14根，桩长从19m到50m不等，位于岸上，2.2m为38根，桩长从38m到51m不等，位于水中，G2.5m为34根，桩长从38m

2、到54m不等，位于水中,所有桩基均为嵌岩桩。嵌岩要求嵌入中风化岩不小于设计桩径的2.5倍，并且要求桩底完整。2岩溶地区的地质特点2.1地质结构中水系发育发达地质勘探资料显示，本桥址位于九江-靖安及武宁-铜陵活动较频繁的活动断裂带附近，武宁向斜北侧，岩石倾向东南，倾角10〜15°,节理裂隙较发育，且本区为低丘陵地貌,桥区内以垄岗地貌类型为主，两桥台位于库岸的岗坡地，地形起伏较大，地势较陡，自然坡角约40〜50°，地面标髙为70m左右，相对高差小，植被发育。桥址区地下水类型有上层滞水、第四系松散层孔隙水、基岩裂隙水

3、合岩溶水。上层滞水为柘林湖水库蓄水，受季节及生产影响，其水位升降为2〜4m；第四系松散岩类孔隙水主要赋存于第四季残坡积覆盖层中，地下水连通性较好，与地表水有较密切的水力联系,属桥区主要含水层，但随季节变化较大；基岩裂隙水主要赋存于砾岩裂隙中，连通性差，富水性相对贫乏；岩溶水赋存于可溶砾岩中的溶洞及溶蚀沟槽中，本桥位溶蚀发育，溶蚀沟槽连通性较好，富水性相对丰富。2.2裂隙和溶洞发育由于溶蚀的作用，加上地下水丰富，本桥位场地内岩溶较发育，溶洞数量较多，多分布于7#〜19#桥桩基之位，空间分布较规则。根据地质勘察，整

4、个大桥约有60%的桩位下有溶洞，溶洞顶板最浅埋深5.1米，最深埋深30米，溶洞高度从0.6米到17.1米不等，存在为数不少的条带状和直立串珠状的多层溶洞，溶洞边界很不规则。溶洞中大多数是半填充物，造成漏水和漏浆，甚至有的在钻探过程中出现了塌孔现象。2.3覆盖层覆盖层中的淤泥、粉质粘土、卵石土层厚度比较大，普遍在3〜11.8米之间。淤泥、粉质粘土、卵石土层属透水层,其内聚力很小，颗粒松散，圆砾个别粒径较大，硬度较高，在冲孔施工时其进尺慢，当护壁较差时，极易发生孔壁坍塌。3岩溶地区成孔工艺的选择在岩溶地区如采用钻孔

5、方式成孔，则存在着3个方面不利因素：（1）桩端必须进入中风化岩不小于设计桩径的2.5倍，且要求其下7米范围内无溶洞，对顶板厚度小于6米的溶洞必须穿越，使得桩基入岩量大增，因岩石强度大，要求成孔机械必须有很强的破岩能力，但钻孔钻头难以钻透顶板，嵌岩难度大；（2）钻孔时不能挤土堵塞溶洞和裂隙，来防止泥浆的流失，且会造成孔内外的水头差过大，导致塌孔,清孔无法彻底，即使清孔完成，在灌注混凝土的时候也会导致大量的混凝土的扩散，对桩基质量产生影响；（3）钻杆拆除相当缓慢，遇到溶洞开始漏浆时，不能及时提起钻头，导致塌孔埋钻，

6、而且绝大多数钻头无法提出，造成质量事故。如果采用冲孔方式成孔，因冲锤冲击能力大，穿透力强,较易穿透岩溶顶板，不受地下水影响，一旦出现漏浆、塌孔等异常情况，可以马上以30米/分钟的提锤速度提上冲锤，避免发生埋锤事故。而且成孔质量上能够得到满足，虽然对于砂砾层、岩面陡斜及遇溶洞、裂隙等问题的处理有一定的难度，但通过采取适当的技术措施能够处理解决。4岩溶地区成孔施工特点及技术措施4.1冲孔施工冲孔施工时，因溶洞的存在，最需要解决的关键技术问题就是如何让保证成孔过程中不漏浆，或者产生漏浆但不发生塌孔，保护桩孔，保障施工

7、人员及冲击钻机的安全，保证桩孔顺利成孔。冲孔施工时有效的方法是做好预防工作，防止坍塌事故的发生。在成孔过程中，采取了下列处理溶洞的技术措施：(1)因红岩潭大桥桩基除0#台5根桩基、1#墩3根桩基、19#墩3根桩基及20#台5根桩基，其余70根桩基均位于柘林湖湖区之中，在桩基施工之前要进行临时钢栈桥以及桩基施工平台的搭设，由于岩溶地区地质情况异常复杂，虽进行了物探和逐桩加密钻探工作，亦难以保证全面摸清地质情况，因此每个桩位钻机就位前，对钻机底座进行支垫加固,把钻机与施工平台焊接加固，以防止塌孔时钻机下沉和倾斜。(

8、2)因红岩潭大桥施工平台搭设在湖面之上，水深在16米〜21米之间，顾采用不小于27米的钢护筒，埋设于桩位之处，并与搭设施工平台的钢管桩焊接联结，以保证钢护筒的稳定性。(3)溶洞处理以做好准备工作为主，钻孔前在指定场地内准备大量的片石、粘土及适当数量的袋装水泥，每个桩基设置一个大容积的泥浆循环池，以及安排2个大型泥浆船作为泥浆池，同时配备不少于6台D220型泥浆泵作为备用，保证一旦桩孔出