1、珠江大橋西橋樁基礎(chǔ)溶洞處理方案一、 工程概況廣佛出口放射線土建工程為廣州市內(nèi)環(huán)路西出口的延續(xù)，本標(biāo)段為廣佛出口放射線土建第一期工程A6.3合同標(biāo)段。本標(biāo)段地處廣州市坦尾島西端及芳村區(qū)之間，主體結(jié)構(gòu)為跨越珠江的珠江大橋新橋西橋，包含連接新橋兩端的部分高架橋。本標(biāo)段內(nèi)的下部結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁，按端承樁設(shè)計(jì)，平均長(zhǎng)度為28m；帽梁包含隱性帽梁型式；支座采用橡膠支座或盆式支座；橋面采用瀝青砼鋪裝，砼防撞欄。珠江大橋西橋位于珠江三角洲的溶洞地帶，主橋樁基選擇采用填塞法處理、套內(nèi)護(hù)筒法等施工技術(shù)處理溶洞。其基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，其中：180cm64根，150cm40根，共104根。施工總工期18個(gè)月。二、 地

2、質(zhì)情況（1）基巖 該路段下伏基巖以白堊紀(jì)的泥巖、泥質(zhì)細(xì)粉砂巖及灰?guī)r、輝綠巖為主，基巖深1050m不等，按風(fēng)化程度分為強(qiáng)風(fēng)化帶、中風(fēng)化帶、微風(fēng)化帶。其巖性在水平和垂直方向和風(fēng)化程度較大，部分鉆孔揭露有斷泥層，溶洞（局部呈串珠狀）等不良地質(zhì)現(xiàn)象。（2）溶洞情況本橋施工場(chǎng)地下伏基巖強(qiáng)風(fēng)化層裂隙發(fā)育，有一定量的裂隙水，一些地方灰?guī)r巖溶發(fā)育，出現(xiàn)灰?guī)r破碎層或溶蝕或溶洞，一些溶洞成串珠狀出現(xiàn)，這種不良的地層，會(huì)蘊(yùn)藏一定量的裂隙水和溶洞水。從地質(zhì)資料分析，溶洞分布較廣。主橋位溶洞分布廣而多。溶洞按其填充狀態(tài)可分為空的、半填充的和完全填充的三類：按其填充物的性質(zhì)可分為粘性土、砂礫和稀土三類；按其漏水情況可分為

3、漏水和不漏水兩類。溶洞的走向與河流的流向相同。根據(jù)地質(zhì)資料，本工程溶洞可分為以下幾種形式：1、 全充填：溶洞內(nèi)已發(fā)生填滿其它土質(zhì)，在鉆孔過(guò)程中，不會(huì)發(fā)生漏漿或少量漏漿的，這種形式溶洞一般較少。2、 部分充填帶有裂隙：溶洞內(nèi)已發(fā)生充填，但未充填量較大。巖層中存在很大的裂隙，在成孔進(jìn)程中，泥漿的流失很大。3、 空洞：溶洞內(nèi)沒(méi)有充填物或存在少量充填，洞內(nèi)大部分為空洞；在成孔進(jìn)程中，當(dāng)空洞較小時(shí)，泥漿在補(bǔ)充后，可保持一定水頭。4、 空洞帶裂隙：溶洞內(nèi)泥漿無(wú)法保證一定水頭，流失嚴(yán)重。根據(jù)上述地質(zhì)條件，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面經(jīng)過(guò)比較，本工程擬選擇了填充法、套內(nèi)護(hù)筒法等施工技術(shù)配合使用處理溶洞，具體做法如下。三

4、、 溶洞處理措施1、施工段溶洞地質(zhì)情況 根據(jù)地質(zhì)勘察資料，本標(biāo)段樁基地下存在有溶洞，如57a墩位置鉆探發(fā)現(xiàn)-21.15深度處有一3.35m高的溶洞，58a墩位置-21.45深度處有一0.7m高的溶洞。在鉆孔樁施工前，甲方應(yīng)提供詳盡的地質(zhì)資料，進(jìn)一步查清巖溶發(fā)育情況，制定合適的處理辦法。對(duì)溶洞高度為1m以下的較小溶洞如58a墩位置溶洞采用填塞法處理，當(dāng)樁基施工至溶洞時(shí)，拔出鉆頭，填入粘土，填塞溶洞，然后重新施鉆成孔。對(duì)溶洞高度大于1m，但鉆進(jìn)時(shí)無(wú)坍孔情況能順利成孔者，為防止灌注水下混凝土?xí)r漿流失，采用半護(hù)筒法處理，鋼護(hù)筒采用4mm鋼板，護(hù)筒高度為溶洞高度加上上下各1m長(zhǎng)度，鋼護(hù)筒的定位采用將鋼護(hù)

5、筒焊接固定在鋼筋籠的定位筋上，隨著鋼筋籠的插入下沉就位。對(duì)較大的溶洞采用護(hù)筒法處理，采用口徑比樁孔徑大10mm，壁厚10mm的鋼板套筒施工，鋼套筒隨鉆孔樁鉆的過(guò)程一邊壓入鋼套筒，一邊鉆進(jìn)。鋼套筒長(zhǎng)度穿越溶洞，打至溶洞底部1m以下。繼續(xù)鉆進(jìn)成孔后，以鋼套筒為模板澆筑樁基混凝土。+2、本施工段處理各種溶洞的施工措施樁基礎(chǔ)在施工前，應(yīng)認(rèn)真分析現(xiàn)有的地質(zhì)鉆探資料或超前鉆的地質(zhì)資料，了解溶洞的位置、大小和基本構(gòu)造，有無(wú)充填、頂板的巖性和厚度，以及在地質(zhì)鉆探過(guò)程中對(duì)溶洞的描述。（1） 施工前期準(zhǔn)備：A、 對(duì)地質(zhì)資料中出現(xiàn)溶洞的樁基礎(chǔ)，應(yīng)加大泥漿制備量，以應(yīng)付隨時(shí)出現(xiàn)的失漿現(xiàn)象，同時(shí)根據(jù)必要加大泥漿的稠度。

6、B、 鉆孔口附近作管線探測(cè)，對(duì)重要管線應(yīng)提前作好保護(hù)措施，尤其在孔邊2米范圍內(nèi)的管線。C、 在孔口附近儲(chǔ)備一定數(shù)量的粘土，并用纖維袋裝好。同時(shí)還應(yīng)儲(chǔ)備一定數(shù)量的片石。儲(chǔ)備量應(yīng)視溶洞的大小，當(dāng)不能確定溶洞大小時(shí)，儲(chǔ)備量應(yīng)大于10立方米，并在現(xiàn)場(chǎng)可及時(shí)調(diào)運(yùn)。D、 鉆機(jī)安裝時(shí)，應(yīng)盡量加大觸地面積，安放足夠的枕木。在樁機(jī)后應(yīng)用纜繩拉住。E、 在鉆孔附近，儲(chǔ)備一定長(zhǎng)度的鋼護(hù)筒，以應(yīng)會(huì)突發(fā)現(xiàn)象。（2） 處理辦法：根據(jù)地質(zhì)鉆探資料或超前鉆的鉆探資料，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工情況，在鉆進(jìn)過(guò)程中，及時(shí)判別孔底的地層變化。當(dāng)鉆進(jìn)至溶洞頂板時(shí)，沖錘采用低錘密實(shí)擊的的方法施工，以防止頂板過(guò)早破壞，造成失漿。同時(shí)，在鉆進(jìn)中，

7、密切觀測(cè)樁機(jī)底盤的水平、巖樣的變化和孔內(nèi)水位的變化。在成孔進(jìn)程中，出現(xiàn)以下幾種情況的處理方案：A、 當(dāng)鉆孔過(guò)程中，首次出現(xiàn)較快速度的失漿，且失漿量超過(guò)4m3時(shí)，應(yīng)停止沖孔，提起沖錘，及時(shí)向孔內(nèi)拋填黃粘土包、片石等預(yù)先準(zhǔn)備的物料，并用沖錘壓實(shí)。直至漏漿情況停止。向孔內(nèi)補(bǔ)漿至護(hù)筒底面以上。B、 再次沖進(jìn)過(guò)程中，對(duì)失漿量不大，且地質(zhì)鉆孔中反映出的溶洞小于1米時(shí)，采用上面的方法處理，直至終孔。C、 當(dāng)反復(fù)快速失漿，且累計(jì)失漿量超過(guò)10立方的樁基礎(chǔ)，不能順利成孔，應(yīng)用拋填粘土包、片石的辦法，首先堵漏，回填至護(hù)筒底面。并及時(shí)通報(bào)監(jiān)理、設(shè)計(jì)及業(yè)主代表，征得同意后，作全護(hù)筒處理。D、 在地質(zhì)資料或鉆孔的實(shí)際情

8、況反映出溶洞層數(shù)為兩層或超過(guò)兩層時(shí)，應(yīng)分層處理。當(dāng)單層溶洞累計(jì)失漿量超過(guò)10立方或多層溶洞累計(jì)失漿量超過(guò)15立方，而且失漿速度較快，不能順利成孔。經(jīng)有關(guān)方面同意后，作鋼護(hù)筒處理。護(hù)筒頂面設(shè)在第一層溶洞頂面以上50厘米，且進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化，在保證樁孔中土層內(nèi)的護(hù)壁后，用沖錘繼續(xù)成孔，直至設(shè)計(jì)標(biāo)高。為防止在超灌砼量， 在鋼筋籠上溶洞位置上下1米范圍作鋼護(hù)筒。多層溶洞的樁基礎(chǔ)施工比較復(fù)雜，以上的方法是采用套筒法處理，第一次鋼護(hù)筒的設(shè)置為防止快速失漿，而造成的孔壁塌孔，以保證孔內(nèi)護(hù)壁的安全，鋼筋籠上的護(hù)筒是為防止砼超灌。（3） 應(yīng)急措施：A、 孔內(nèi)出現(xiàn)失漿的應(yīng)急措施：樁基礎(chǔ)應(yīng)嚴(yán)密注意孔內(nèi)泥漿水頭的變化，當(dāng)出

9、現(xiàn)失漿、失漿速度較慢時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)漿，保持泥漿水頭。當(dāng)失漿速度較快，而且補(bǔ)漿不能及時(shí)跟進(jìn)時(shí)，水頭損失從護(hù)筒底面以下計(jì)超過(guò)4米，應(yīng)及時(shí)用袋裝黃土、片石拋填，填筑時(shí)用沖錘壓實(shí)，直至沁漿不再流失。孔壁 在無(wú)泥漿的情況下，不應(yīng)暴露超過(guò)1小時(shí)。B、 砼澆筑時(shí)超灌的應(yīng)急措施：樁基礎(chǔ)在成孔過(guò)程中，對(duì)于出現(xiàn)的溶洞，及時(shí)采用充填和鋼護(hù)筒的方式處理，盡量避免砼超灌。砼在澆筑過(guò)程 中，當(dāng)孔壁丈夫力增大，造成側(cè)壁溶洞穿孔的情況，應(yīng)摸清情況，并及時(shí)會(huì)知駐地監(jiān)理，當(dāng)超灌量不大時(shí)，連續(xù)灌注，對(duì)出現(xiàn)的灌量由駐地監(jiān)理物價(jià)簽認(rèn)。當(dāng)出現(xiàn)較大的超灌時(shí)，應(yīng)會(huì)知業(yè)主，及時(shí)處理解決。因此，在砼澆筑前對(duì)樁孔附近的地質(zhì)情況進(jìn)行認(rèn)真分析，同時(shí)結(jié)合

10、成孔過(guò)程的實(shí)際情況，判定是否可能出現(xiàn)以上情況，并加大砼首次澆筑的儲(chǔ)備量。當(dāng)砼澆筑一定深度，鋼筋籠無(wú)法提起時(shí)，應(yīng)繼續(xù)灌筑，同時(shí)如集有關(guān)人員現(xiàn)場(chǎng)處理。（4） 幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的界定：A、 地質(zhì)資料與實(shí)際的施工情況不同：如果由于施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的部分變化或地質(zhì)鉆孔深度不能滿足施工需要的情況，需經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)和駐地監(jiān)理召開(kāi)會(huì)議，界定超前鉆的應(yīng)用范圍。為樁基礎(chǔ)的施工、驗(yàn)收提供有力的依據(jù)。但由于地質(zhì)情況比較復(fù)雜，地層變化大，難免出現(xiàn)局部與實(shí)際施工不符的情況，應(yīng)及時(shí)匯知駐地監(jiān)理。對(duì)在鉆進(jìn)過(guò)程中的溶洞，出現(xiàn)應(yīng)急情況時(shí)，按本方案及時(shí)處理。B、 不能順利成孔的技術(shù)界定：樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中，鉆至溶洞時(shí)，孔內(nèi)泥漿急劇流失，孔

11、壁失去平衡和穩(wěn)定，同時(shí)泥漿在流失過(guò)程中，還將形成一定的負(fù)壓，極易造成孔壁的坍塌。孔壁的坍塌會(huì)造成地面施工機(jī)械、人員及地面建筑物的安全，尤其對(duì)周圍管線造成極大破壞。根據(jù)我司樁基礎(chǔ)的施工經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)孔內(nèi)泥漿在連續(xù)失漿10立方以上，且失漿速度較快時(shí)，可界定為不能順利成孔。3、鋼護(hù)筒施工工藝 A、內(nèi)護(hù)筒長(zhǎng)度的確定護(hù)筒長(zhǎng)度Lh3（m）（h為地質(zhì)超前鉆確定的溶洞高度）B、內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑的確定以1.8m樁為例，內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)大于200cm，同時(shí)外徑應(yīng)小于外護(hù)筒內(nèi)徑5cm左右，如果只下一次內(nèi)護(hù)筒（一層溶洞），內(nèi)護(hù)筒內(nèi)徑選用204cm，壁厚為1cm，則外徑為205cm。當(dāng)遇到第二層溶洞時(shí)，第二層溶洞的內(nèi)護(hù)筒（即第三次護(hù)筒

12、）選用200cm內(nèi)徑。C、溶洞頂部沖孔 根據(jù)超前鉆的資料，當(dāng)鉆孔施工接近溶洞頂部時(shí)，提起鉆頭、鉆桿，移開(kāi)鉆機(jī)，采用沖擊鉆機(jī)沖孔，沖孔鉆頭外徑205cm。用沖擊鉆沖孔時(shí)，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅(jiān)固，提升高度一般不超過(guò)50cm。所有卡扣及鋼絲繩必須先經(jīng)測(cè)試檢查，其它施工工藝及注意事項(xiàng)與常規(guī)相同。D、內(nèi)護(hù)筒的沉放方法（1）當(dāng)沖擊穿過(guò)溶洞頂部時(shí)要反復(fù)提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻礙，說(shuō)明頂部已成孔并且是圓滑垂直的，此時(shí)用鋼絲繩活扣綁住內(nèi)護(hù)管，用吊機(jī)（或沖機(jī)自吊）把內(nèi)護(hù)筒放入外護(hù)筒內(nèi)至孔底。到孔底后，內(nèi)護(hù)筒不會(huì)靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等）。此時(shí)，鉆機(jī)重新就位。（

13、2）護(hù)筒沉設(shè)利用鉆機(jī)進(jìn)行，在鉆機(jī)的鉆桿上附加壓架，利用鉆機(jī)的鉆進(jìn)壓力和鉆桿、鉆頭的重量，使內(nèi)護(hù)筒隨鉆頭的鉆進(jìn)而下沉，直到溶洞的底部。E、內(nèi)、外護(hù)筒間空隙及內(nèi)護(hù)筒與溶洞底部間空隙的處理（1）在內(nèi)護(hù)筒底部及頂部100cm范圍內(nèi)回填砂、碎石，中部回填中砂（見(jiàn)圖3）。（2）用高壓噴射灌漿法（施噴法）對(duì)回填體進(jìn)行灌漿處理。灌漿后，內(nèi)護(hù)筒上下兩端空隙被砂、碎石及漿液沖填固結(jié)，固結(jié)強(qiáng)度要求達(dá)到30MPa，其抗?jié)B系數(shù)可達(dá)107ms。灌漿處理后，即可重新沖孔。（3）在內(nèi)護(hù)筒頂部及底部100cm范圍內(nèi)回填小碎石素水泥混凝土，內(nèi)護(hù)筒中部回填砂，同樣能起到堵塞空隙的目的。（4）對(duì)于需要處理多層溶洞的樁基，一般仍采用上

14、述灌漿法填充固結(jié)空隙進(jìn)行施工。目的是為了增加溶洞底部（同時(shí)有可能是下層溶洞的頂部）附近填充物的密度和強(qiáng)度，并且增加內(nèi)、外護(hù)筒間的膠合力。（5）重新沖鉆，直至嵌入完整基巖。當(dāng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求時(shí)，經(jīng)監(jiān)理工程師同意即可終孔，此樁即成孔。成孔后的工序工藝與常規(guī)相同，并不贅述。套內(nèi)護(hù)筒法要求對(duì)施工過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)（從確定內(nèi)護(hù)筒長(zhǎng)度、內(nèi)徑到沉放方法乃至內(nèi)外護(hù)筒間空隙、內(nèi)護(hù)筒與溶洞底部間空隙的處理）都必須落實(shí)到位，便可順利成孔。4、以主線橋57a墩樁基礎(chǔ)為例說(shuō)明溶洞的處理：57a墩地質(zhì)為粘土層厚11.35m，粉質(zhì)粘土層厚23.15m，溶洞頂板標(biāo)高為-17.70m，洞底標(biāo)高為-21.15m，溶洞高度為3.35

15、m設(shè)計(jì)終孔標(biāo)高為-23.7m。由于按設(shè)計(jì)圖紙要求，過(guò)溶洞時(shí)采用鋼護(hù)筒法處理。粘土層及粉質(zhì)粘土層的鉆進(jìn)按常規(guī)施工方法進(jìn)行鉆進(jìn)。當(dāng)施工至溶洞頂板以上1m時(shí)，停止鉆進(jìn)，提出鉆頭，在樁基的鋼護(hù)筒內(nèi)焊好導(dǎo)向裝置，將預(yù)先準(zhǔn)備好內(nèi)徑比樁徑大1cm長(zhǎng)度為6m的鋼套筒吊放入樁孔內(nèi)。樁機(jī)換用沖錘將鋼套筒打入樁內(nèi)，打入時(shí)采用低錘密擊，以垂球控制垂直度。在擊穿溶洞頂板時(shí)，準(zhǔn)備好足夠多的粘土、片石、泥漿，在擊穿溶洞頂板時(shí)樁孔失漿后及時(shí)補(bǔ)充泥漿，防止失水后樁孔塌孔。將鋼護(hù)筒打入至溶洞底1m，填入粘土、片石，換以較小的沖錘密打擊實(shí)，然后重新?lián)Q上鉆頭繼續(xù)鉆孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高。為防止孔內(nèi)的泥漿漏失，在鉆孔期間密切注意孔內(nèi)的失漿情況，及時(shí)補(bǔ)漿。經(jīng)檢驗(yàn)合格后，及時(shí)吊放鋼筋籠，澆筑水下混凝土成樁。5、 對(duì)水上樁基礎(chǔ)的施工的意見(jiàn)前面我司已作對(duì)樁基礎(chǔ)的溶洞處理施工原則性闡述，但是我司需提出的是在水上平臺(tái)作施工時(shí)，若遇到溶洞時(shí)不作全護(hù)筒處理，若該樁位遇砂層，而且砂層較厚，泥漿補(bǔ)充不及時(shí)，會(huì)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，若鋼平臺(tái)整個(gè)傾倒，其后果是不堪設(shè)想的，是否可以考慮在水上樁基礎(chǔ)中有溶洞的樁孔采用全護(hù)筒施工。10