岩溶地区桥梁桩基础处理方案分析

工　科学　２科０１　。年第硼　薹１　－　岩溶地区桥梁桩基础处理方案分析　于树录　（铁法煤业有限责任公司铁路运输部工务段，辽宁铁岭１　１２７０２）　擅鬟结合工作经验，对铁路桥梁施工桩基础经常遇见溶洞处理相关问题进行探讨，并提出一些的看法，供同行参考。　文章编号１６７３—９６７１一（２０１０）０７２—００９０一叭　关曩调桩基础；溶洞处理　中圈分类号Ｕ４４５．５５　文献标识码Ａ　修建铁路桥梁时施工桩基础经常遇见溶洞，对溶洞大小不同地质情　况不同处理方法不同，如果处理不好会带来巨大损失，常用的处理方案　主要有如下几种：①采用片石、粘土、水泥回填法（用于小溶洞），②　全程钢护筒跟进法，③钢护筒与回填片石相结合法，④超前注浆（或静　压化学灌浆）法。　１以上方案具体施工方法　１．１第一种方案：采用片石、粘土、水泥回填法（用于小溶洞）　１）冲孔至接近洞顶约Ｉｍ左右，应根据地质勘探资料显示溶洞的大　小，充填情况，准备足够的片石、粘土、和袋装水泥，片石直径约为　ｌＯ－－２０ｃｍ，同时具有足够的供水设备和水源或泥浆。　２）在此时，减小冲程，冲程在５０ｃｍ—ｌＯＯｃｍ左右，小冲程大频率方　法逐渐把溶洞击穿，防止因冲程过大而卡锤。　３）在击穿溶洞前派专人负责观察孔内泥浆面变化，一旦发现泥浆　突然下降，就马上补充水源和泥浆并提上冲锤防止埋锤。然后根据溶洞　大小按ｌ：１的片石和粘土（必要时投放整包的水泥），进行冲砸堵漏，　只有当泥浆面稳定后方可按正常冲孔，如此反复穿越溶洞。　１．２第二种方案：全程钢护筒跟进法　１）根据地质超前钻探结果，确定护筒埋人深度，护筒应埋至风化　岩面，以防止击穿溶洞时泥浆面下降严重造成孔内压力不足而坍孔。　２）先用较大直径冲锤冲至溶洞顶约Ｉｍ，然后下内护筒至孔底，内　护简要有足够的刚度，壁厚约为１２ｍｍ，然后改用直径比原较大直径冲锤　少一级的冲锤，减小冲程，冲程在５０ｃｍ—ｌＯＯｃｍ￣右，小冲程大频率方法　逐渐把溶洞击穿。　３）击穿溶洞后，补充泥浆并再下放外径与击穿时冲锤直径一样的　钢护筒壁厚约为１２ｍｍ，下放至溶洞底，然后回填片石粘土来填充最内层　护简底的空隙。然后改用直径与桩径相同的冲锤按正常方法向下冲进。　１．３第三种方案：钢护筒与回填片石相结合法　１）根据地质超前钻探结果，确定护筒埋人深度，护筒应埋至风化　岩面，以防止击穿溶洞时泥浆面下降严重造成孔内压力不足而坍孔。　２）冲至溶洞顶约１ｍ减小冲程，冲程在５０ｃｍ—ｌＯＯｃｒｎ￣右，小冲程大　频率方法逐渐把溶洞击穿。　３）在击穿溶洞前派专人负责观察孑Ｌ内泥浆面变化，一旦发现泥浆　突然下降，就马上补充水源和泥浆并提上冲锤防止埋锤。然后根据溶洞　大小按１：１的片石和粘土同时投放整包的水泥，进行冲砸堵漏，反复冲　击方法将洞内冲砸密实，在冲砸过程中适当加大泥浆比重使护壁牢固，　当泥浆面稳定后方可按正常冲孔，如此反复穿越溶洞。　１．４第四种方案：超前注浆（或静压化学灌浆）法　１）在冲孔桩施工前先进行预处理，采用静压化学灌浆法固结填充物　和流砂，或用此法填满溶洞，在周结体达到一定强度以后再钻孔施工。　２）静压化学灌浆的加固特点浆材可在几秒或几十秒内瞬间凝固，　可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。　浆材的结石率为１００％，即Ｉｍ　材可得ｌｍ　结石体。　对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于　溶洞中的稀土、亚粘土等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；　对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。　浆液在土体中的渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，　小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这样，通　过对小主应力面反复不断的加固，一方面渗透、挤密溶洞中的土体的空　隙，充填溶洞的空间，在桩体周围形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁　泥浆不流失；另一方面，提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土　墙，防Ｉ　船Ｌ。　静压化学灌浆的关键在于浆材的配方和工艺。　钻孔：孔径８０ｍｍ，孔深要求达到最深溶洞的底部。　材料：普硅４２５＃￣ｋ泥（新标准为普硅３２５ＭＰａ．￣泥）与化学浆。　工艺：采用双液灌浆系统进行全孔灌浆，要求少量多次、反复灌　浆。　主要施工机械设备：Ｂｗ２５Ｏ泥浆泵，ＢＷ１５Ｏ泥浆泵，１００型钻机，泥　浆搅拌机和贮浆槽，高压灌浆管及其配件。　３）静压化学灌浆完成，视具体情况而定是否还要下护筒，一般情　况下只要溶洞被填充就可以不下护简，按常规方法成孔。　１．５第五种方案　以上四种方案的二种或二种以上的方案结合运用。　２以某大桥溶洞处理为例及具体方案　２．１工程概况　某大桥为一座跨江大桥（包括２３４米桥头引道）桥长约３６６￣：，桥梁　下部结构采用桩基础，柱式桥墩，上部结构采用４ｏ米箱梁。其中ｌ—Ｌ号　桩桩径１５００ｍｍ，原桩底标高为一３５．１６２ｍ，根据地质超前钻孔资料，桩　底标高必需调整为穿过溶洞嵌入微风化１．５ｍ，１－Ｌ号桩施工范围内存在　形态复杂的大型溶洞，处理较困难，必需采取有效措施进行处理。　２．２地质情况　根据超前钻勘察资料反映，１一Ｌ号桩位中从上到下的地层情况：人　工回填土层一亚粘土层一弱风化泥灰岩层一微风化石灰岩。存在两一三　层溶洞，地面标高为５．Ｏｍ，第一层位于现状地面下２２．５米，洞高约ｌ米；　第二层溶洞位于现状地面下２８．５—３１．８米，洞高为０．９，６．６米，第三层溶　洞位于现状地面下位于３６．５，４１．３米，洞高２．４。１０．５米。根据正三角形超　前钻地质资料分析，二、三层溶洞存在贯穿可能，可以认为在现状地面　下２８．５＿４１－３米范围内存在大型溶洞。　２．３施工方法（采用钢护筒与回填片石相结合法）　根据１一Ｌ号桩基四个超前钻孔的资料可知，溶洞以上的微风化石灰　岩层厚度较厚。由此可以判断，只要在施工过程中将钢护筒穿透土层部　分，在桩基冲孔的过程中就能够具有足够的安全性，正常情况下在ｌ－【桩　基的施工过程中就不会发生坍塌事故。同时，为防止塌孔，在桩基施工　时需要使用钢护筒来进行防护，钢护简筒壁的厚度为１２ｍｍ，护筒内径为　１７００ｍｍ，总长度约为１７ｍ，护筒应打人至强风化石灰岩层的顶面。冲至溶　洞顶约ｌｍ￣ｄ＇冲程，冲程在５０ｃｍ一１Ｏｏｃｒｎ左右，小冲程大频率冲７Ｌ，当击　穿溶洞发现泥浆面突然下降较多时，马上补泥浆并抛填片石和粘土（比例　约ｌ：１），然后进行冲砸堵漏，反复冲击方法将洞内冲砸密实，在冲砸过　程中适当加大泥浆比重使护壁牢固，冲击过程中发现漏浆时，继续回填　１：１的片石和粘土，然后冲击，如此反复穿过溶洞，直至终孔。其它工序　按常规施工。经统计桩长４１ｍ，回填片石和粘土约５８０ｍ３，灌注砼１２２ｍ３，　验桩后为Ｉ类桩，处理后果良好。　参考文献　［１］戴雨，李亚楠．下河坝岩溶公路隧道施工技术分析．廊坊师范学院学报（自然科　学版），２０１０，（０１）：８６～８７，９０．　［２】段浩．高速铁路路基管桩地基处理旅工技术．石家庄铁路职业技术学院学　报，２ＯｌＯ，（０２）：１３—１５．　（３】黄跃翔，雷建华．跨越既有铁路的高速公路高架桥施工技术．石家庄铁路职业　技术学院学报，２ＯｌＯ，（０２）：２４—２７．　作者简介　于树录（１９６２一），男，辽宁调兵山人。本科，工程师。主要从事铁路　桥梁工程施工及相关工作。