溶岩地区溶洞桩基础施工工法

宋志红

（山西晋城路桥建设有限公司，山西晋城 048000）

溶岩地区溶洞桩基础施工工法

宋志红

（山西晋城路桥建设有限公司，山西晋城 048000）

广东省江肇高速公路G8标段，其中高明河特大桥桥址处熔岩发育地带，地层岩性复杂，有溶洞、土洞分部，且溶洞多串洞，局部伴以溶蚀沟槽，施工难度大，通过在此桥的施工实践，介绍溶洞桩基础的施工工法。

熔岩；桩基础；施工工法

1 前 言

高明河特大桥全长1 664 m，共66个墩台。桩径为1.5 m和1.8 m两种，在钻探揭示的深度范围内，根据地层时代、沉积层位及岩石特征，结合原位测试及岩土体物理力学指标等资料，将桥基岩土体划分为15个工程地质层，自上而下依次为：素填土，亚粘土，中粗砂，粘土、亚粘土，淤泥、淤泥质粘土，粉细砂，砾砂，亚粘土，砾砂，亚粘土，砂质亚粘土，全风化炭质灰岩，强风化灰岩，弱风化灰岩，弱风化砂岩。

2 施工工艺及操作要点

2.1 厚壁长护筒的下法及护筒地面位置

（1）钢护筒要求：壁厚10～15 mm，直径比设计桩径大20 cm，每节长度1.5～6 m不等。

（2）钢护筒的就位：一种方法是钢护筒由加工场地运至桩位处用吊车安放，在孔口用18＃槽钢焊一个固定钢护筒的井字型架，相对槽钢内间距离应大于钢护筒外径2 cm左右，首次下沉护筒长度易在4～6 m，吊车吊放护筒在井字型槽钢固定架内就位。另一种方法是用人工挖孔，挖到地面下2～3 m，用水泥混凝土护壁，孔壁内径大于钢护筒外径2～3 cm左右，吊钢护筒放到人工挖孔内就位。

（3）钢护筒下沉。

振动锤固定在一块钢板上，钢板厚15 mm，直径比护筒直径大20～30 cm。振动锤连同钢板扣压在护筒上口，用4根φ16 mm钢筋与护筒焊接固定。用两台经纬仪（或2人持垂球）控制护筒上口的两个垂直方向，由一个专人根据测量控制位置，指挥吊车调整护筒上口位置及垂直度，经纬仪在两个垂直方向看护筒边缘均在竖直线上，在护筒垂直后开始启动振动锤；初时振动下沉要缓慢，用吊车吊绳控制下沉速度，如出现护筒歪斜时，可提起护筒摆动吊车吊杆进行垂直度调整，在满足垂直要求后方可继续振动下沉，护筒就位后的倾斜度不大于1%。初次下沉护筒长度可根据地质条件及振动锤能下沉的深度来确定，一般在4～6 m。初节护筒下沉完毕后即可稳钻机进行冲孔，在冲过护筒底1～2 m时加接一节护筒，加接护筒焊缝要焊满，不留缝隙，用振动锤沉下加接的护筒。如此反复，可使护筒随冲孔穿过岩顶覆盖层跟进到岩顶。

2.2 冲锤击穿溶洞顶板岩层的方法

（1）往孔内填抛片石，使冲锤冲落到底时受到的回击力均匀，保证冲锤落位准确。

（2）用导管往孔底灌注水泥混凝土，将斜面填平并补强低处岩面。

（3）在冲锤要穿越溶洞顶板岩层时，用小冲程冲孔，冲程控制在60～100 cm。

2.3 击穿溶洞后孔壁修复的方法及材料

（1）一般溶洞处理方法

对小于1～2 m深的溶洞，可用填充黏土回注泥浆方法。冲孔过程中由专人密切注意孔内水位的变化，一旦泥浆面下降，首先应及时补充泥浆，保持孔内水位压力，防止塌孔。漏浆后，回填片石（20～30 cm）和粘土，片石和粘土按1∶3的比例回填。只有当泥浆漏失现象全部消失，观察一段时间情况正常后，方可继续冲孔。

（2）中、小溶洞串联类处理方法

可采用一般溶洞的处理方法（填充法），也可采用提前压浆法或施喷法，选用溶洞中空隙较小的几层（2～3层），将分层溶洞填充、压浆成一个整体的持力层，以达到桩基的承载力要求。

（3）无填充物的较大溶洞处理方法

如果溶洞内无填充物，在孔位旁边应储备足够的黏土、片石及水泥，挖掘机和铲车随时待命；冲锤在击穿溶洞顶板岩层时，泥浆会急剧下降，这时补（4）抗渗、抗冻、抗碳化等耐久性指标有较大的提高。

建黑高速公路根据工程需要、施工条件和施工工艺等因素选择缓凝减水剂和高效减水剂两种外加剂。根据温度和运输距离，确保混凝土的和易性和工作性，选择合理的外加剂品种和掺量。外加剂掺量应当由试验室通过试配及现在调整确定。外加剂在混凝土中通常用量很少，但作用明显，因此外加剂质量非常重要，不允许有任何的质量误差，否则一旦发生混凝土工程事故，后果不堪设想。当混凝土原材料配制生产混凝土拌和料时出现不适应现象，应由指挥部领导、监理单位、外加剂生产厂家和施工单位通过试验及时调整，选择合理的掺量，切勿盲目的用超掺量方法来满足工程施工要求，以免造成经济损失，或者因超掺量影响混凝土的性能，从而造成混凝土质量和安全事故。

结语：新拌混凝土的工作性能、硬化混凝土的强度、耐久性能很大程度上取决于原材料质量。同时因原材料质量变化，如水泥细度、需水量比变化、外加剂减水率变化、混凝土的配合比等也要作相应调整，并没有通用的固定配合比。因此原材料的检测是试验室的日常工作，是确定配合比的依据，是生产控制的依据。

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1008-3383（2017）01-0086-01

2016-03-11