岩溶地质中的深孔桩基础施工技术

2015-04-07刘鸿

四川水泥 2015年10期

关键词：挖孔护壁溶洞

刘鸿

(贵州高速公路集团有限公司，550000)

岩溶地质中的深孔桩基础施工技术

刘鸿

(贵州高速公路集团有限公司，550000)

桥梁施工过程中，桩基施工的施工质量、进度、成本控制直接影响到工程质量、成本目标的实现，在岩溶、裂隙发育区，桩基溶洞处理更是至关重要，本文结合桥梁桩基的实际施工情况，针对所遇到的溶洞类型进行分析，提出了具体的溶洞处理措施，包括处理方案对比以及具体施工方法，确保桩基工程的顺利进行，对于类似溶洞处理工程具有借鉴意义。

桥梁工程；桩基施工；溶洞处理；挖钻结合

1. 程概况

厦蓉高速（贵州境）织金至纳雍段龙井河特大桥为86m+160m+86m预应力混凝土矮塔斜拉桥,主桥桥梁宽度28米，双向六车道，其中车行道净宽22.5m，中央分隔带4.5m，两侧防撞护栏各宽1m，左右幅整体设计。龙井河特大桥6#墩桩基础采用群桩设计，按4行3列布置共12根圆型桩，桩径均为2.0m，桩长67m。根据工程地质勘查报告，桩基依次穿过覆盖层强风化灰岩和中风化灰岩，覆盖层粉质粘土，厚度左幅为22～28米，右幅为10～14.7米；强风化灰岩岩体破碎；中风化灰岩较完整，存在潜伏岩溶危害。岩溶强发育，节理、裂隙极度发育。根据地勘图显示，所以桩基均有溶洞。

2 施工难点

①溶洞分布较密，平均长度比例为桩长的14%，其中最大比例为30.4%（ZJ11）；

②溶洞层数多，ZJ10、ZJ12各有四层溶洞；

③溶洞深度较深，其中ZJ10最深溶洞位置距设计桩顶有65米；

④溶洞高度较高，根据地质断面图显示和推测，J08、 ZJ10、 ZJ12及ZJ11共同穿过一个大溶洞，最高处为12.4米（ZJ11），为大型开放型溶洞；

⑤溶洞基本为填充型溶洞，但据临近墩柱的施工情况来看，场区内的溶洞实际上基本属于无填充型，施工难度加大；

⑥分布在标高1400附近的溶洞可能与龙井河贯通，钻孔施工中泥浆会不断流失，造浆频繁，孔壁易塌。

3 普通施工方案比选

在不同地质条件下，针对溶洞的具体特点，桥梁桩基溶洞处理的主要方案包括以下几种：

3.1 全挖孔桩施工方案。挖孔桩施工方案适用于桩基土壤没有较厚的砂石层或砂层，并且溶洞地下水位偏低。

优势：施工方便、速度较快、不需要大型机械设备，人工护壁能有效的抵抗上部孔桩由块石土带来的侧压力；该种施工工艺可以通过提前钎探预测溶洞位置；对于小型溶洞（高度小于2米），可以通过加强护壁的厚度来封堵溶洞，处理小型溶洞效率较高。

劣势：6号墩桩基深度为67米，深度较深，人工挖孔安全隐患大；根据地质柱状图，6号墩桩基溶洞部分属于大型溶洞，溶洞较深，且部分溶洞段护壁教高，施工难度越大；6号墩桩基下部处于河面以下，地下水涌出量较大，不宜于挖孔施工。

3.2 全钻孔桩施工方案。钻孔桩施工方案适用于桩基土壤中存有较多的砂石、中粗砂、碎石等，并且有大量地下水涌出。

优势：施工方便、施工速度快，安全，钻进时不受深度的影响；对于溶洞，无论大小，均可以采用填充法或护筒跟进法进行施工；不受地下水涌水量影响。

劣势：针对6号墩的开放型溶洞，钻进时泥浆易流失，需多次回填黄泥造浆；且由于孔桩上部二十米左右为块石土，泥浆流失后，孔壁侧压力过大，容易造成塌孔，并且由于溶洞呈葫芦状出现，下层溶洞出现时漏浆容易引起上层溶洞已回填部分坍塌。

4挖钻结合方式施工

针对本工程的特点，结合以往施工经验及同类桥梁处理措施，我部提出了挖钻结合的施工方式。

4.1 施工顺序

场地平整→测量定位→安装垂直运输架→人工挖孔至溶洞顶→揭开溶洞顶面岩层→处理溶洞→安装钻机→钻进成孔。

4.2 溶洞处理方法

采用上述挖孔方式钻进成孔，当揭开溶洞顶面岩层后，判断溶洞的大小及走向，动态调整施工方式，具体处理方式如下：

对于小型溶洞（小于3m）的处理，采用加厚护壁砼，同时在岩体上植筋，加强护壁的承载能力的方式封堵溶洞。参考地质柱状图结合现场分析，若估计下方还有溶洞，则继续挖孔，直到遇到开放型溶洞再改为钻孔施工，如果挖到25米仍未见开放型溶洞，为了安全起见，必须停止挖孔，改为钻孔施工。但对于ZJ01～ZJ06号桩，穿过土层后直接改为钻孔施工。

对于大型溶洞（大于3m），高度较高的溶洞，则采用自密实砼填充法施工。当溶洞处理完后，继续钻孔施工，若再次遇到溶洞，则参照之前的施工方式处理溶洞，直至达到设计底标高。

4.3 挖钻结合施工的优势与劣势

挖钻结合的优势：充分吸取了挖孔和钻孔的优势，避免的塌孔的质量隐患和人工施工的安全隐患，施工过程中的安全、质量、工期、造价均易得到控制。

挖钻结合的劣势：存在两种施工模式，施工转换需要一定时间。