黄花大桥岩溶地段水下桩基成孔技术浅析.doc

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1、黄花大桥岩溶地段水下桩基成孔技术浅析吴广进1吴开莉2（1、江西省抚州市公路管理局广昌公路分局江西广昌344900）（2、江西省萍乡市公路管理局江西萍乡337055）摘要：以黄花大桥岩溶地段桩基成孔施工为例，介绍了溶洞的预先处理技术及其施工工艺，提出了溶洞预处理后成孔注意事项，为今后类似工程施工提供参考。关键词：桥梁工程；岩溶地段；水下桩基；成孔技术0前言黄花大桥地处萍乡市西部，距萍乡市约14km,是320国道在萍乡境内跨越河流的最大一座桥梁。2007年底萍乡市政府决定对境内的320国道由原来的二级公路改造成一级公路，原黄花大桥由于

2、技术标准低而不能利用。新黄花大桥上部结构采用5孔30m简支预制预应力工字梁，为双幅式桥梁，桥面宽共21.5m。每幅横断面由5片梁组成，梁高2m。下部结构桥墩为桩柱式墩，墩身为2①1.6m,桩基础为2①1.8m钻孔桩；桥台为肋式桥台，桩基础为4①1.2m钻孔桩。全桥01.8m钻孔桩16根，①1.2m钻孔桩16根，桩长15旷24m，为嵌岩桩。2.地质概况黄花大桥地势西高东低，西岸为剥蚀~冲蚀地貌，东岸为堆积地貌，河宽约110m、水深1.5m-3.2m,常年流水。河水水流平缓，雨季较湍急，水位变化较大。根据《黄花大桥桥位工程地质补充勘察

3、报告》，黄花大桥桥位地段地表堆积第四系土层，其上主要为第四系卵石(Qal)，分布于整个河漫滩，厚度1旷6・5；其下为第四系粉质粘土(Qel),硬塑状，含少量粉砂岩碎块，层厚2m-&2m。下伏地层为二叠系下统狮子形组灰岩(Pls),岩溶发育。该组(Pls)上部为弱风化灰岩，岩石破碎、裂隙发育，其顶部岩面起伏，溶蚀沟、槽发育；其中底部溶洞发育。层厚3.04m-9.7mo该组(Pls)下部为微风化灰岩，岩石完整，裂隙不发育。因此设计桩端标高一般满足嵌岩深度的情况下，要求进入完整微风化灰岩0.5m-3.0mo溶洞有两种类型：一种是似层状半

4、封闭全充填型，溶洞与岩层表面的溶蚀沟、槽相互串通。充填物为土红色粘土或细砂砾，软塑状，含碎石，钻孔揭露溶洞高1.2m-6.08m；另一种是全封闭半充填型，充填物同全充填型，内有0.9m-2.Im髙的空洞。24个勘察孔有21个钻孔均有溶洞揭露，可见桥位处溶洞非常发育。1.桩孔施工方案选择常用的岩溶钻孔施工方法有三种：一是传统的钻孔过程中随情况变化采取措施穿越溶洞；二是钢护筒跟进穿越溶洞；三是溶洞经预处后钻孔穿越溶洞。三种方法各有优缺点。2.1传统方法一钻孔中随情况变化采取措施该方法是根据钻孔过程中已经发生的漏浆、塌孔情况，采取加入粘

5、土、片石、水泥等材料，通过冲锤冲挤形成围护壁而穿越溶洞。优点是工艺简单、设备投入少、预测成本低。缺点是风险成本大，钻孔过程中可能遇到塌孔埋钻的风险，严重时甚至引起地面沉陷造成钻机倾覆事件发生；水下混凝土浇筑过程中，由于混凝土比重大容易击穿围护体而突然大量流失，甚至造成断桩的风险。处理这些事故所增加的成本不可预控，工期不可保证。2.2钢护筒跟进钢护筒跟进钻孔适宜埋深浅的溶洞施工。优点是不会出现漏浆塌孔事件发生，可保证工期。缺点是造价高，机械设备投入大，对于深埋溶洞，钢护筒下沉至岩面容易倾斜，且纠正困难。2.3溶洞预处理溶洞预处理是根

6、据溶洞大小、类型及充填物的状态，利用地质钻探成孔，采用预先灌砂（碎石）及注浆固结加固溶洞的方法。优点是可预防漏浆、塌孔、以及水下混凝土超灌等风险事故发生，工期可控。缺点是增加预处理成本。根据本工程特点，结合以往岩溶区工程经验，选择了对溶洞进行预处理的钻孔施工方案。理由是该工程2007年12月底开工，管理处要求在2008年雨季前完成下部构造，所以时间紧、任务重，钻孔施工过程中每个环节要可以预先控制,才能保证工期。1.溶洞预处理方案根据逐桩地质钻探提供的溶洞深度、高度、充填物类型及对充填物土工试验资料分析，拟定溶洞处理方案为：对于全封

7、闭半充填型溶洞采取地质钻孔一填充干砂一注浆加固方案；对于全充填型溶洞，但充填物为软塑状态时，采用地质钻孔直接注浆固结方案。2.1填充干砂采用填充干砂、注浆固结的目的，是为空溶洞部分提供一个有一定强度的围护结构体，防止钻锤钻穿溶洞顶板后，孔内泥浆突然流失而塌孔、埋锤；也是为了水下灌注混凝土时由于有了围护结构墙的存在而不会出现超灌现象和断桩质量事故。