高速公路岩溶区路桥基础处治原则.doc

高速公路岩溶及采空区路桥基础处治基本原则本高速公路穿越众多岩溶及采空区，其路、桥基础施工难度非常大，为了确保本项目岩溶及采空区路、桥基础建设的安全、质量和施工进度，必须进行充分而有效的地质补充勘察，在查明路、桥基础地质情况的前提下，制定出合理而可行的施工处治方案。在对现场地质条件和施工情况调查后，综合分析已有地质勘察资料，特制定出针对本高速公路的岩溶和采空区路、桥基础施工处治基本原则。一、岩溶及采空区桥梁基础处治原则1、 岩溶及采空区桥梁基础地质勘察采用地质钻探方法，须保证一桩一孔，以查明其溶洞大小与分布、顶板厚度与岩层风化情况、地下水位、充填情况等。2、 桥梁基础施工前，应先考虑基础形式、桩底标高（或桩长的调整与选择）及施工方法的选择，具体情况如下：（1）如果岩面覆盖层较薄（h5.0m），或者覆盖层厚度较大（m）但其承载力不小于450kPa，可视具体情况采用扩大基础。（2）如果覆盖层较厚（m）且覆盖层摩阻力不小于100kPa，可将嵌岩桩改为摩擦桩，若基桩承载力达不到要求时，可考虑加大桩径。（3）桩底标高或桩长应综合考虑承载力、嵌岩深度、桩端下伏溶洞顶板厚度进行调整：嵌岩深度须根据规范计算确定，并进入弱风化或完整基岩0.5m以上。若桩端存在下伏溶洞时，在满足最小嵌岩深度前提下，尽可能增大桩端以下顶板厚度，以提高桩基稳定和安全性。在满足嵌岩深度条件下，当桩端以下顶板厚度较薄（顶板厚度小于1倍桩径，即hrd）时，须穿越后将基桩置于其下稳定岩层。在满足嵌岩深度条件下，桩端以下顶板厚度为dhr3d或小于5m，且下伏溶洞高度较小（一般在1m以下）时，可对邻近下伏溶洞先行注浆再成桩，而不再穿越。在满足嵌岩深度条件下，桩端以下顶板厚度大于3d或大于5m，经验算顶板能承受基桩传来的荷载时，可酌情改变桩基设计，适当缩短桩长，以下溶洞不作处理。3、 嵌岩桩当桩长较小（桩长小于20m），且地下水位较低或者地下水量小（可用泵抽干）时，可考虑采用人工挖孔方式成孔；若不满足人工挖孔方式成孔条件，建议采用冲击钻孔方式成孔。若桩基设计为摩擦桩时，不应采用人工挖孔方式成孔。4、 桩基穿越溶洞或采空洞时的施工处理方法应根据成孔方式的不同分别加以考虑，具体情况如下：（1）人工挖孔：若地下水位较高、水量大、排水困难且溶洞内有填充物时，宜先在孔周注浆形成帷幕后再进行人工挖孔。若洞内具有充填物或溶洞内无填充物但溶洞较小，可采用钢护筒护壁进行人工挖孔。如果孔内存在有害气体，或者通风不畅会危及施工人员安全时，当桩孔开挖深度超过5m时，每天开工前应进行有毒气体的检测，必要时须采取通风措施。当遇到大孤石、坚硬地层等造成挖孔困难时，可采用风镐、小型爆破等方法进行施工。（2）冲击钻孔：当溶洞内无充填物或充填程度不高时，可采用钢护筒跟进一次成孔，但在钻孔进洞之前，宜降低钻进速度，减小冲程，以免掉钻。当溶洞处于全充填时，可回填碎石加粘土或水泥砂浆后，采用冲击钻成孔，但此时应注意降低钻进速度，且反复回填碎石加粘土或水泥砂浆后冲击，如果仍然垮孔严重，可跟进钢护筒。若地下水位较高、水量大、排水困难且溶洞内有填充物时，宜先在孔周注浆形成帷幕后再进行冲击钻成孔，必要时可跟进钢护筒。若出现偏孔，优先采用回填片石后再进行冲击钻成孔的修正方法，若该方法难以奏效，可采用导管钻成孔，水下爆破的修正方法。若遇到泥浆损失或孔中混凝土下沉（由于钻锤击穿底板）的情况，回填片石加粘土或低标号水泥砂浆，重新钻孔，或者采用钢护筒跟进一次成孔。5、 若采空洞或溶洞特别发育，上述施工方法均无法奏效时，则须专门进行研究制定特殊施工方案或与设计方协商进行桩基移位。二、岩溶及采空区路基处治原则1、 制定岩溶或采空区路基处治方案时，须全面掌握路基工程地质情况。岩溶及采空区路基采用物探为主、地质钻探为辅的补充地质勘察方法，钻探主要是验证物探结果的可靠性，而且只对洞高在3m以上的溶洞和采空洞进行一洞一孔钻探，钻孔深度一般控制在25m以内。对于特大型溶洞、地下暗河或采空洞要专门制定钻探方案，以查明其溶洞大小与分布、顶板厚度与岩层风化情况、地下水位、充填情况等。2、 岩溶及采空区路基处治，必须区分不同情况（主要包括切方区与填方区、采空区与岩溶区、洞穴充填与未充填、覆盖层厚薄等几种情况）分别制定处治方案。3、 对于切方路段，先开挖至路基设计要求标高，再进行岩溶与采空区路基处治；对于填方路段，先对岩溶与采空区路基进行处治，再填筑至路基设计标高，但尚须满足填筑高度对地基承载力的要求。4、 采空洞或溶洞埋深在20m以上或采空洞或溶洞顶板岩层厚跨比大于0.8或厚度在3m以上，或位于路基外侧（1m+h0）范围以外（h0为采空洞或溶洞埋深）者，原则上可不进行处治。5、 对具备洞内施工条件的采空洞或溶洞，应优先考虑洞内处治的方法，可采用洞内浆砌片石或洞内支撑等进行处治。6、 采空洞或溶洞顶板岩层厚度在1m以下，且覆盖土层厚度在2m以下者，直接凿开，视如下不同情况分别进行处治：（1）洞内无充填物，采用片石回填并夯实；（2）洞内有充填物，若夯实后承载力可达200kPa，则只需在其上回填片石并夯实；（3）洞内有充填物，且充填物为软土或流塑状时，须先清空充填物，再回填片石并夯实，或者采用抛石挤淤等方法进行处治。7、 若沿线孔洞特别发育，顶板岩层厚度在1m以下，且洞顶埋深在（35）m以内时，可先用25kJ冲击式压路机冲压20遍，冲击式压路机冲压行进速度为（12.015.0）km/h，并在路面基层设置双层连续配筋混凝土板进行补强。8、 采空洞或溶洞顶板岩层厚度在1m以下，洞顶埋深在（515）m以内者，视如下不同情况分别进行处治：（1）若采空洞或溶洞不存在岩层顶板，可以（20020）kNm单击夯击能夯击3遍，再满夯1遍。（2）若采空洞或溶洞存在岩层顶板，先以（20020）kNm单击夯击能夯击2遍，若出现孔洞塌陷，则片石回填后夯实，再以（20010）kNm单击夯击能夯击2遍，最后满夯1遍，并在路面基层设置双层连续配筋混凝土板进行补强。（3）强夯参数：锤底面积（3.54）m2，夯点采用梅花型布置，间距4.5m，每遍间隔时间不少于4天，当覆盖土层含水量较高时应适当延长，最后一遍满夯单击能为（2002）kNm，且夯印搭接面积不小于锤底面积的1/3。（4）强夯时夯击点距地表障碍物的水平距离不小于20m，距地下障碍物的水平距离不小于10m。9、 采空洞或溶洞顶板厚度在1m以下，埋深在（1520）m以内者，可按正常路基施工，但在路面基层设置双层连续配筋混凝土板进行补强。10、采空洞或溶洞顶板岩层厚度在（13）m范围内，视如下不同情况分别进行处治：（1）洞高大于3m且洞内无充填物时，用盖板跨越进行处治；（2）洞内全充填时，不进行处治；（3）洞顶埋深小于15m，且洞高小于3m时，在路面下基层设置双层连续配筋混凝土板进行补强。 （4）洞顶埋深在15m以上，且洞高小于3m时，可不进行处治。11、对于存在暗河或地下水渗流系统不容许破坏的采空或岩溶区路段，须采用跨越或