岩溶地区桥梁桩基施工技术措施的探讨.doc

岩溶地区桥梁桩基施工技术措施的探讨
中铁十二局集团四公司赣龙铁路项目经理部张洪伟
一、工程背景：
由中铁十二局集团四公司负责施工的赣龙铁路扩能改造工程黄屋塘特大桥，中心里程为DK190+251.215,桥梁全长1027m，跨度形式为32m—31，共有桥墩30个，桥台2个,其中扩大基础2个，钻孔桩基础28个，桩基295根，其中Ф1.0m为152根，Ф1。25m为143根.桥址区地貌形态为丘陵河谷地区，桥址区岩溶发育，地层覆盖土较浅,主要以粉质黏土、含砾粉质黏土、砂类土、圆砾土为主，厚0.9~20m软土，下伏基岩为石灰岩,岩性差异较大，可溶性岩段岩溶强烈发育,溶洞较多,密集成串且相互串通，同时溶洞形状各异,错落无序,有的溶洞发育规模大，溶洞内多为空腔溶洞，且溶洞分布高度及深度不具备规律性，大范围串通，呈多层立体分布。
在桩基施工过程中主要有以下特点：
1。溶洞分布较广，几乎每个承台均分布有溶洞,且大部分为串珠状,在钻进过程中会出现多次反复漏浆；
2.溶洞不整齐，顶板和底板上下交错，高低不平,钻进溶洞顶板及底板时存在偏孔甚至于卡锤的情况；
3。有些溶洞中有裂隙水流动，在钻进过程中一旦漏浆会出现投入孔中大量片石及粘土，有些溶洞需回填大量水泥进行填充，但泥浆面上升不明显的现象；
4.混凝土浇筑过程中，混凝土面上升不明显，且超方量较大；
5。桩基混凝土浇注完后混凝土面出现沉降.
二、施工方案的确定：
我部根据桩基施工中容易出现的的各种风险，为了加强溶洞桩基施工的可操作性，避免工程效益的流失，特邀请公司专家对我部桩基施工进行现场指导,并报告建设指挥部召开黄屋塘特大桥岩溶桩基施工专项施工方案确定会议，确定施工方案如下:
1、施工单位根据设计图纸及地质资料将溶洞划分等级分别为：小于5m小型溶洞;5m-10m中型溶洞；10m以上大型溶洞，并报监理、设计单位核实;
2、当桩顶土层多为细砂、中砂、粗砂、砾砂、细圆砾土、粗圆砾土等时，桩孔口钢护筒可曾加长至6m;
3、根据不同的溶洞等级采取不同的施工处理措施:溶腔高度大于10m时,同意直接钢护筒跟进，直至穿越该溶腔底1m后停止跟进，钢护筒直径按钻孔桩直径增加10cm确定，壁厚14mm；当溶腔高度在5-10m时，应由参建四方现场踏勘后协商确认是否采用钢护筒跟进或采用灌注C15水下混凝土封闭，砼添加速凝剂；溶腔高度小于5m时，采用回填片石、粘土、水泥进行填充。
三、溶洞桩基施工具体处理措施
根据施工方案确定的措施,对每根桩溶洞类型进行分析判定，并报监理、设计确定，并在施工之前，做好设备、物资材料的施工准备工作，深入的了解每根桩溶洞大小、位置、产状,岩层的构造、走向、厚度等地质情况以及施工场地的各种限制因素，因地制宜，制定合理的施工措施。具体施工措施如下：
1.小型溶洞的施工处理措施
对于高度小于5米的小型溶洞，主要采用抛填片石、粘土、水泥进行处理。对于溶洞内是否有地下水流主要判定方法为:当钻孔进入溶洞区时，如孔内泥浆突然下沉，加浆能保持孔内泥浆和水位稳定，说明此处溶洞没有地下水流。如反复加浆，孔内泥浆仍无法填满，且泥浆稠度不断变化,说明此处溶洞有地下水流。
对于没有地下水流的小溶洞处理措施主要方法为：当钻锤钻至设计有溶洞地段并距离溶洞顶板0.5m时，冲击钻采用小冲程进行施工，冲程高度1—1。5m之间，逐渐将洞顶击穿。如果出现泥浆面下降,应迅速补充泥浆,然后根据溶洞的大小按1：1的比例回填粘土和片石，仍采用小冲程施工，让粘土和片石充分挤入溶洞内壁。这样反复抛填片石冲挤，使片石往桩孔四周的溶洞区内排挤,直至桩孔外溶洞区内挤满片石，形成护壁。如何确定溶洞是否填满,对砼超方的控制是非常关键的，如果没有填充密实,那么在砼灌注时剩余没有填充满的溶洞将由砼进行填充,势必引起砼的大量超方，怎样才能确定何时填充密实,主要由几个方面：（1）注意回填地段的进尺,如回填区进尺较开始回填时较慢；（2)循环时泥浆中有大量回填物；（3)没有出现其他异常现象。如出现以上几种情况，可基本判定溶洞已填充密实，可继续进行下步钻进施工。
对于有地下水流的小溶洞处理措施主要方法为：如果地下水流流势较缓，孔内水位比较稳定，则仍可采用抛填片石、粘土进行处理，且抛填时可掺入适量的絮状物，如没有明显效果可抛填整袋水泥，以增强溶洞区内桩孔四周挤填片石的密实度和强度，减小地下水流速度或阻隔地下水流。如果仍出现反复漏浆,则可考虑参照中型溶洞处理措施处理。
2.中型溶洞的施工处理措施
对于溶洞高度在5-10m的中型溶洞,如果仅采用抛填片石、粘土、水泥的方法,通常会出现反复漏浆的现象，无法有效治理，因为片石护壁在冲击振动或灌注砼的作用下容易垮塌，一般采用回填砼或钢护筒跟进的方法进行处理。一般情况下在考虑施工进度、施工成本投入时,出现单个溶洞时要考虑进行砼回