桥梁桩基裂隙及溶洞处理专项方案

1、桥梁工程溶洞处理方案编制单位：日期：2012 年11 月 30 日桩基裂隙及溶洞处理专项方案梁工程处于岩溶十分发育地段，根据设计图纸和滁州市 建筑勘察设计院出具的地质补勘资料，勘探的 8 个钻孔中共 发现层中风化石灰岩中有大小不一溶洞 8 处，溶洞最大揭 示高度达3.4m,为确保桩基质量和施工安全，建议采取以下 方案进行处理： 一、溶洞的处理方案根据溶洞的洞高和洞内的填充物情况，对溶洞采用不同的 处理方法，主要的处理方法有：抛填法、静压化学灌浆法、 灌注混凝土填充法、套放大小钢护筒法等。1、抛填法溶洞范围小，溶洞高度小于 1m对照地质图，当钻至溶 洞顶板I m左右时，减小冲击钻冲程，控制 在1

2、1.5m,通 过短冲程快频率冲击的方法逐渐击穿溶洞，溶洞一被击穿， 孔内水头迅速下降， 这时立即向孔内补充泥浆，同时提钻 至孔口，并向孔内投入片石、 粘土块和水泥，填充溶洞， 当孔内水头稳定时，用测线测出回填厚度，当回填厚度大于 I m 时，使溶洞范围形成护壁后，再继续施工。穿越溶洞范 围的桩钢筋笼在溶洞段采用圆筒进行处理。发现异常情况及时采用以上方法 ，反复冲砸，填塞溶洞，挤密护壁，直至顺利穿过溶洞。洞上下各1m范围在钢筋笼的定位筋焊接厚4mm的钢板圆筒，在圆筒外增加四根定位钢 筋（见图1溶洞小于im的钢筋笼处理图12、灌注混凝土填充法溶洞的高度在1.03.0m之间，且溶洞为填充或半填充的，

3、则先向抛填片（碎）石、砂混合物和注水泥浆，然后用小冲程冲击片石挤压到溶洞边形成泥浆碎石外护壁（见图2）,水泥砂浆将片石空隙初步堵塞后，停止冲击，24小时后，待水泥的强度达到2. 5MPa后，再继续冲击，穿过溶洞。图2:-r3米辱濬沁甘勺卷珂筋楚处理=溶洞高3,0<h< 5.0m处理示意图理，然后采用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部，为保证用钢护筒穿越处理（见图3）。先用冲击锤进行冲孔、扩孔处3、护筒跟进法、溶洞高在 3. 0<h<5. Om对于多层溶洞间距较小的采钢护筒的强度和刚度，每隔 2m设置加强钢板箍图3、溶洞高大于 5. Om（多层），且溶洞间距较大时，拟采用

4、套内护筒法施工，即用内护筒穿过溶洞的方法进行施工。内 护筒长度 L=h+2m（h 为地质超前钻确定的多层溶洞高 ） 内护 筒内径应比设计桩径大 2Ocm 左右，外径应小于外护筒内径 5cm 左右，若遇第二层溶洞，第二层溶洞的内护筒外径比上 层内护筒内径小35cm,具体见图4a、 内护筒长度的确定护筒长度L= h+ 2 （n） （ h为多层溶洞 高度）b、内护筒内径的确定内护筒内径应大于 $ 2.00cm，同时外径应小于外护筒 内径 5cm 左右，如果只下一次内护筒（一层溶洞） ，内护筒 内径选用2.14cm，壁厚为1cm,则外径为2.16cm （桩基外护 筒内径为220cm）。当遇到第二层溶洞

5、时，第二层溶洞的内护筒（即第三次护筒）选用 180cm内径。(a)(b)图4 ：?4、溶洞顶部冲孔根据超前钻的资料，当钻孔施工接近溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开钻机（gps - 30）,采用冲击钻机 ykc - 30 冲孔。用冲击钻冲孔时，要求轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固， 提升高度一般不超过 50cm, 般进程控制在 6080cm/h。 所有卡扣及钢丝绳必须先经测试检查，其它施工工艺及注 意事项与常规相同。5、外护筒的制作及沉放方法5-1外护筒的制作外钢护筒制作时，先勘察地质质料，根据溶洞的层数确定外钢护筒的直径。钢护筒分节制造，工地拼接。先采用桩 锤进行扩孔，钢护筒采用振动下沉。振动下沉采用

6、振动打拔锤，其振动动力为 1600KN 以上。钢护筒下沉时，用两台经 纬仪在两个垂直的平面内监测倾斜度，以便随时调正。护筒 下沉至硬土层或岩面后，其倾斜度小于1。5-2 内护筒的沉放（1）当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度 范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并 且是圆滑垂直的， 此时用钢丝绳活扣绑住内护管， 用吊机（或 冲机自吊）把内护筒放入外护筒内至孔底。到孔底后，内护 筒不会靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等） 。 此时， GPS 30 钻机重新就位。（2）护筒沉设利用 GPS30 钻机进行，在钻机的钻杆上附 加压架，利用钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重

7、量，使内护 筒随钻头的钻进而下沉，直到溶洞的底部。5-3 内、外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部间空隙的处理 （ 1）在内护筒底部及顶部 100cm 范围内回填砂、碎石，中 部回填中砂。（2）用高压喷射灌浆法（施喷法）对回填体进行灌浆处理。 灌浆后，内护筒上下两端空隙被砂、碎石及浆液冲填固结，固结强度要求达到 30mpa其抗渗系数可达 10 - 7m/ s。灌 浆处理后，即可重新冲孔。（3）在内护筒顶部及底部 100cm 范围内回填小碎石素水泥 混凝土，内护筒中部回填砂， 同样能起到堵塞空隙的目的。（4）对于需要处理多层溶洞的桩基，一般仍采用上述灌浆 法填充固结空隙进行施工。目的是为了增加溶洞底部

8、（同时 有可能是下层溶洞的顶部）附近填充物的密度和强度，并且 增加内、外护筒间的胶合力。（5）重新冲钻，直至嵌入完整基岩。当符合设计及规范要 求时，经监理工程师同意即可终孔，此桩即成孔。成孔后的 工序工艺与常规相同，并不赘述。6、故障及处理（1）卡钻如果钻进过程中被卡钻 （见图6），可采用以下方法: 一一是水下割护筒底口挡住钻头部分，二是将钢护筒上拔或 顶起一定咼度，腾出空间，将钻头拉出。图6如是因为护筒底变形而引起的卡钻，可抛填片石反复 冲砸，将变形部位挤出，或水下切割变形部位，将钻头斜拉 上来。(2) 斜孔、弯孔：产生斜孔、弯孔的原因有三： 是斜面开孔，通过溶洞时，未按正确的施工方法，如抛

9、 填粘土不及时，溶洞的位置测量不准确，以致钻头沿着软的 部位下滑，造成斜孔； 是出现没有预见的溶洞； 是隔层相向的探头石，在钻进时相互扩孔，使钻纠正斜 孔、弯孔的方法：回填片石、粘土重钻，反复数次；灌注水 下素砼至弯曲部分以上的一定高度，待强度合格后重新施 钻。(3) 清孔漏浆：由于覆盖层和溶洞之间相互串通，在地下水 的作用下产生动压力，导致溶洞内钻孔所形成的人工造壁坍 塌，清孔时泥浆流失。其处理方法如下： 探明泥浆流失的孔洞高程，在初步清基的基础上，在钢 筋笼上焊接钢护筒，钢护筒上下口扩成喇叭形，在其上设止 水带。当钢筋笼带着堵漏护筒初步就位后，进行正循环泥浆 清孔。 如孔弯斜严重， 钢筋骨架插不下去， 此时可接高钢护筒， 尽力振下，然后灌注水下素混凝土至洞底，待达到规定的强 度后，再装上钻机重新施钻清孔。(4) 灌注时溶洞护壁坍塌：同样因为覆盖层和溶洞之间相互 串通，在进行混凝土灌注随着混凝土产生动压力增大，导致 溶洞内钻孔所形成的人工造壁坍塌，导致混凝土超方。其处理方法如下:对每根桩的混凝土灌注时，约请业主、审计和监理全程 跟踪按实计量，并根据桩径计算好混凝