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摘要：新长河特大桥桥长 2200多米，共64个墩（台），上部均为32米箱梁及连续梁。全桥共有直径1.0m、1.25m、1.5m、2m钻孔桩共600多根，合计桩长20000多米，根据施工图提供的地质情况统计，已经钻明的桩，多数桩身内有溶洞，全桥地质主要分布有四层，从上到下为：粘土覆盖层；砂砾覆盖层；全风化页岩层；中风化灰岩层。
关键词：桥桩基溶洞 施工方案
一、新长河特大桥的溶洞主要特点有：
1、溶洞分布广泛，近80%的桩位已经探明有溶洞存在，实际施工过程中应该还会新发现有溶洞。
2、溶洞基本为空洞。
3、大溶洞数量较多。
4、溶洞的洞壁陡峭。从钻探资料来看，相邻的桩基的溶洞位置高差较大，由此分析来看，溶洞的洞壁很陡峭。
二、施工准备
1、要全面了解桩位地质情况。地质情况要进行逐桩钻探，以便详细地掌握每个桩位地质情况，另外还应结合相邻桩基的地质钻探情况，综合分析以了解这一片范围内的地质变化情况，逐桩编制钻孔方案。
2、钻孔机械。桩基成孔机具主要采用冲击钻机成孔，冲击钻机的选择要遵循以下几个原则：
1）钻头要采用原装直径大小钻头，且最好要有明显的竖向导向装置。
2）钻机卷扬机的吨位级别要比平常选择时大一个级别，即提升力量不小于钻头重量的1.5倍。
3）钢丝绳的直径也要比常规地质钻孔的安全系数高一级别，安全系数≥12。
3、物资材料储备
1）钢护筒。
每根桩开孔前根据覆盖层厚度和大溶洞的数量，首先应确定覆盖层防护护筒的直径和长度，加工时最好做成整节。其次准备好大溶洞防护护筒，大溶洞防护护筒长度为孔口至溶洞底口下50cm左右深的钢护筒，钢护筒的钢板厚度按τ=D/120设置，（其中τ为护筒厚度，D为护筒直径），底节护筒（节长2m）厚度还要加厚2mm，以便锤击下径时不发生大的变形，钢护筒的直径要大于该段钻孔钻头直径5-8cm。
2）黄泥和片石。黄泥和片石按体积比按1：1配备，配备量应根据溶洞洞深大小来计算决定，一般计算按扩散角45о计算，填筑超高1m左右，但现场准备量一般要按计算量的1.5倍储备。
3）水源准备。水源溃乏地段，必须要准备好充足的水源，以便在泥浆流失时迅速补浆。
三、溶洞段钻孔施工方案
根据西江桥的地质情况结合我们类似的施工经验，西江桥桩基钻孔要对覆盖层进行重点防护。计划采用钢护筒对覆盖层进行防护，以防止基施工过程中因溶洞漏浆导致发生塌孔等事故，确保施工过程中的人身和设备的安全。溶洞的处理主要采用以下方案进行施工。
1、基本钻孔工序与普通冲击钻孔基本一样。
2、桩基内只有一个溶洞且不大于3米的处理：
（1）、在离溶洞顶部1m左右利用小冲程将溶洞击穿。
（2）、采用按1:1的比例回填片石和粘土至溶洞顶部1m以上（保证不漏浆）。
（3）、利用小冲程冲击钻进。
（4）、如果再次出现漏浆，循环以上步骤直至穿过溶洞成孔。
3、桩基内只有一个溶洞且大于3米的处理：
（1）、在覆盖层段采用大于设计桩径15cm的钻头开孔，钻完覆盖层。
（2）、采用大于设计桩径25cm的钢护筒跟进超过覆盖层50cm。
（3）、利用小冲程将溶洞击穿，出现漏浆迅速回填片石、粘土等至溶洞顶部1m以上（保证孔内不漏浆）。
（4）、采用大于设计桩径10cm的钻头钻进。
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4、桩基内有多个溶洞且都不大于3米的处理：
每层溶洞的处理方案与第2条一样，分别钻进处理。
5、桩基内有多个溶洞且都大于3米的处理：
每层溶洞的处理方案与第3条一样，分别钻进处理，开孔采用多级钻头钻进，多级钢护筒跟进，钻头、钢护筒直径级差10~20cm 。
四、钻孔注意事项
1、桩基的开孔顺序遵循先难后易的原则，即根据地质钻探报告，在小范围（一个墩、台范围内）采用先深后浅、先大后小、先多后少的原则。
2、钻孔进度接近溶洞顶部0.5m时，应减小冲程，冲程一般不超过2m。
3、在溶洞的处理过程中注意一直保持小冲程钻进，以防止卡钻、斜孔等事故的发生。
五、溶洞段钻孔容易出现的问题及解决措施
1、部分地质钻孔情况与实际有出入。由于地下溶洞形状千奇百态，根据地质钻孔只能宏观判断溶洞的大概情况，往往施工过程中会出现提早击穿溶洞现象。为避免这种情况发生，要求钻孔施工人员不但熟悉地质钻探报告，还要在施工过程中全面掌握现场动态，特别是出现锤击声变化时要减小冲程，慢速钻进，同时其它准备工作要准备充分。
2、卡钻
多数情况是溶洞顶口口径没有钻圆，也可能有探头石的情况。一般采用慢慢调整钻头角度，提出钻头，再回填片石采用小冲程钻进。
3、斜孔
多数情况是溶洞底板面不平，导致钻头斜钻。解决这种斜孔的方法是回填片石，也可以用水下混凝土进行封底浇注，待强度达80%后再用小冲程钻进，再次钻进过程中要加强观测，确保施工成功。
六、溶洞的其它处理方法
1、水下砼围圈法
如果片石加粘土屡次塌孔不能造壁或不能在斜岩上开孔，可先浇注水下砼封孔，其强度达70%时开钻，可何一次成功，但如果溶洞的洞径太大，（超过2m）则砼灌注量大，成本较高。
2、注浆法
注浆施工的目的是对岩溶地层进行加固和堵漏桩位处满足钻孔桩施工条件，注浆施工的部位是桩的四周一定范围内具有漏浆隙或漏浆溶洞的底层。
（1）机具材料的准备
1）根据地质情况选择合适的工程地质钻机，施工注浆孔，每根桩补充1~4个地质钻探孔，并补充详勘地质资料。
2）选择注浆机及相应的注浆设备。注浆机的注浆压力一般在0.2~0.7Mpa之间。
3）注浆物质，一般采用强度较低的粘土水泥浆或强度较高的纯水泥浆，
比较而言前者分散度和亲水性较好，且稳定性大大提高；另外还可以采用灌注效果更好的丙凝浆液等化学浆液，但要考虑施工效果及经济比较。注浆物质的配比由试验确定。
4）其他常用设备。
（2）注浆施工
1）注浆孔的布设：注浆孔一般布置在钻孔桩中心及状侧四周一定范围内，当钻探发现较复杂的地质状况或异常时，还需补充钻孔。
2）确定注浆控制指标：根据地质情况或施工经验进行设计计算初步确定注浆量和注浆压力等控制标准。
3）注浆孔钻孔：一般采用泥浆循环钻进，先在孔位上打入钢护筒作为引孔，并保持一定的泥浆水头压力，以预防塌孔，如果在地质松散的砂砾石层。一般采用套筒护壁，注水钻孔，钻进过程中一旦发现孔口水头迅速下降时，则说明钻至漏水的岩溶地层，需要进行注浆处理。
钻孔顺序，一般按先深溶洞后浅溶洞，并按每根钻孔桩中心位置先外围后内侧的顺序进行，以利用靠内侧的孔检验外围孔位的堵漏效果。钻孔过程中，须详细做好勘探记录及检测相邻孔的注浆效果。
参考文献
[1]黄敦.富湾特大桥溶洞桩基处理措施[J].山西建筑,2008,34(23):13-15.
[2]刘敏.小关岭1号大桥孔桩溶洞处理方案[J].中国科技博览,2011(4):126-127.
论文作者:龙廷
论文发表刊物:《基层建设》2017年第15期
论文发表时间:2017/9/20
标签：溶洞论文; 钻孔论文; 地质论文; 桩基论文; 钻头论文; 注浆论文; 冲程论文; 《基层建设》2017年第15期论文;