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浅谈桥梁钻孔桩施工过程中的溶洞处理

摘要结合武黄城际铁路湖北地区岩溶发育地质条件下,对桥梁钻孔桩施工过程中的溶洞处理进行浅层次的技术归纳总结。
关键词岩溶发育钻孔桩溶洞处理注浆预处理回填造壁法
1. 工程概况
新建武黄城际铁路是武汉城市圈城际铁路的重要组成部分,线路位于湖北省中部,起于武汉枢纽武汉站,止于黄石市黄金山开发区。,,,29个墩台,桩基础308根,黄金山特大桥全长4295m,130个墩台,桩基础1055根,钻孔施工,、、。
根据地质勘察以上两座桥大部分桩基存在岩溶不良地质现象,多为岩溶,下伏基岩为上三叠系(T3)的灰岩,岩溶较为发育,据钻孔揭露,岩石常见溶隙、溶沟及溶洞,根据《铁路工程不良地质勘察规程》中的岩溶分类,桥址区岩溶发育程度属中等发育。
岩溶发育可使周围作为基础持力层的岩土体强度及稳定性大为降低,引起基础失效乃至上部结构破坏,土颗粒亦随地下水搬运而流失,形成土洞,当土洞发育至一定规模时,在机械振动和真空吸蚀作用下,容易引发地面塌陷。由于这种地质构造的特殊性,在钻孔过程中很容易出现塌孔、串孔、斜孔、卡钻、地面沉陷等意外情况,在灌注过程中混凝土流失大、混凝土面突然下降导致导管悬空出现断桩等。因此在施工前,必须根据地质钻探揭示的地质情况,制定安全可靠的施工方案;施工过程中应根据所掌握的准确的地质情况随时修订施工方案,防止各类质量安全事故的发生。
施工准备

(1)取得详细的岩土工程勘察资料、注浆加固设计文件及图纸、施工现场平面图、控制桩点的测量资料。
(2)对水泥强度、安定性及其他必要的性能指标进行复试。
(3)技术交底
根据对设计院提供的逐桩地质钻孔展示图的熟悉和掌握,编制适合溶洞地区技术要求的钻孔施工工艺。在钻孔施工之前,由本桥技术负责人编制溶洞处理方案。对作业队进行详细的地质、安全技术交底,交底内容主要包括溶洞的标高、大小、形状、填充情况,以及对击穿顶板、岩面倾斜、探头石处理等应采取的措施和操作要领,让每个机手做到心中有数,提前做好预防措施。

准备充足的溶洞处理材料,包括片石、碎石、黏土、钢护筒等。另外需要准备好泥浆泵,以防漏浆时向孔内注浆,防止塌孔。
为保证钻机不因塌孔、扩孔、地面沉陷等因素而倾斜,钻机纵、横向支撑应加长,超出预计的塌孔范围,特别是钻机前端的横向支撑不得小于15m,一般采用钢管(壁厚10mm以上,管径400mm左右)作为支撑梁。
3 总体施工方案
钻孔施工前,应结合现场实际情况决定钻孔顺序。同一基础的桩基按照有利于及时封闭溶洞,隔断通道的原则进行组织,先施工外围桩而后中间桩,先安排含有较深、较大、较多溶洞的桩基施工,先安排长桩施工的顺序进行。
岩溶地区钻孔桩一般采用冲击钻成孔,施工过程中应根据岩溶发育程度及溶洞填充情况选择适宜的溶洞处理方法,以确保工程质量。
溶洞处理通常有如下3种方案、
(1)岩溶注浆预处理。在钻孔桩施工前,对溶洞进行注浆填充处理。
(2)回填造壁法。采用黏土掺片石回填,打密挤实造壁。
(3)套内护筒法。先采用大钻头钻进,大护筒跟进,至溶洞顶板后采用与设计桩径对应的钻头钻进,采用配套的较小直径的护筒