灰岩地区岩溶地质条件下钻孔桩基础施工 Ｔｈｅ Ｂａｓｉｃ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｏｒｅｄ Ｐｉｌｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ Ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ Ｋａｒｓｔｓ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ■吴江华麓Ｗｕ Ｊｉａｎｇｈｕａ 【摘要】在灰岩地区岩溶地质条件下进行钻孔桩基础施工 是具有一定难度。本文作者通过对广佛高速公路主路跨线 桥施工方法的介绍，向我们说明了在灰岩地区岩溶地质条 件下钻孔桩基础施工的方法与对策。 础，其中到目前通过超前地质钻探已明确有不同程 度的溶洞或裂隙发育、漏水等现象的桩基达到了７Ｏ 多根，施工难度非常大。 １．施工对策与思路 每冲孔２ ｍ左右即增加一节护壁钢护筒，在冲孔到 ｉｌｍ处后，利用桩锤下压已显困难，分析其原因是 由于钢护筒周壁侧阻力较大所致，我们利用３４ ｔ振 动锤稍加振动即开始下沉，如此重复，直至护壁钢 【关键词】灰岩地区岩溶地质钻孔桩基础施工对策 【Ａｂｓｔｒａｃｔｌ Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆｂｏｒｅｄ ｐｉｌｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｌｉｍ— ｅｓｔｏｎｅ ｋａｒｓｔｓ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｈａｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｄｉｆｉｆｃｕｌｔｙ Ｉｎ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｏｖｅｒｐａｓｓ ｍａｉｎ ｒｏａｄ ｏｆ ｈｔｅ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ－Ｆｏｓｈａｎ Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ｔｏ ｔｅｌｌ ＵＳ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｂｏｒｅｄ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔ— ｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｋａｒｓｔｓ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉ— Ｏｎｓ． 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌ ｔｈｅ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｋａｒｓｔｓ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ，ｂｏｒｅｄ ｐｉｌｅ，ｂａｓｉｃ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ 一、工程概况 广佛高速公路主路跨线桥起于雅瑶水道南岸， 向北连续跨越雅瑶水道和广佛高速公路后落地。为 满足通航要求，主路桥在跨越雅瑶水道时均采用 ３５＋３５ ｍＴ梁，斜交角度２Ｏ。；跨越广佛高速公路时 采用５５＋８０＋５５ ｍ变截面预应力砼连续梁，悬臂浇筑 法施工；引桥均采用跨度２０ ｍ左右先张法预应力砼 空心板结构。主路桥采用双柱墩，空心板桥墩一柱 一桩：主跨桥墩采用ｗ型薄壁墩，墩顶长ｌ０．５ ｍ， 纵宽２．５ｍ，承台高度３．０ｍ，承台下采用２×４根 ｌ ６００ ｍｉｌｌ的钻孔灌注桩。 根据地质勘察资料，本标段场地内的溶洞主要 分布于场地北段，里程Ｋ２３＋７５４～Ｋ２４＋８５０的石炭系 灰岩中，灰岩的主要成分为ＣａＣ０３，在地下水的作 用下被溶解而逐渐形成，溶洞的发育程度与地下水 有着极密切的关系，本区段靠近地表水体，第四系 覆盖层中冲洪积砂层发育，砂层透水性好，富水性 强，地下水的补给来源丰富，地下水含量丰富，为 岩溶的发育创造极有利的条件。 从地质勘察资料揭示的溶洞情况来看，岩溶于 第三系沉积岩与石炭系灰岩接触带附近（即： Ｋ２３＋７５４￣Ｋ２４＋３００处）最为发育，从残积土到灰岩 的各个风化层面均有岩溶发生，既有单独的溶洞又 有呈串珠状的多层溶洞，部分溶洞被软塑状粘土或 亚粘土充填或半充填，部分无充填物。 溶洞（土洞）最浅埋深距地表ｉ２ ｍ；溶洞高度 从ｌ～１４ ｍ不等，并以５～７ ｍ居多；同一桩位处溶 洞最多达到了４层，上下层溶洞间最少仅隔０．７ ｍ 左右；部分深层溶洞间可能互相连通。 二、施工中采用的应对方法 根据地质资料和超前地质钻探情况反映， Ｋ２３＋７５４～Ｋ２４＋４００里程段均有溶洞发现，广佛高速 公路主路跨线桥在区段内共有１４０余根钻孔桩基 岩溶地区桩基施工基于地质情况的复杂性和施 工位置的隐蔽性，复杂、多变是其最基本、最特别 的特征。施工中既不能产生畏惧心理，每进行一步 都处于胆战心惊之中，也不能无视施工中的特殊情 况，强行冒进，造成不必要质量问题或安全事故， 而应具体问题具体分析、不同情况区别对待；同时 强调现场第一反应时间，即当碰到溶洞后既马上按 照预定方案进行处理，切不可优柔寡断，贻误时机。 针对我标段灰岩地区岩溶程度和大小的差异以 及其填充物情况的不同，我们制定了三套施工方案， 应对不同类型的溶洞桩孔施工，以期达到经济、高 效、安全的施工效果。这三种施工方法分别是灌浆 法、填石冲孔相结合法和钢护筒护壁法。 ２．填石冲孔相结合法 Ｐｍ３６一ｌ 桩孔地质超前钻探结果为垂直于桩基 有一层溶洞，深度一１７．２Ｏ～一１９．Ｏ０ ｍ处，高１．８ ｍ， 充填亚砂土、有溶蚀现象，顶部２０ ｃｍ处为微风化 炭质灰岩。施工前我们备足了溶洞处理所需要的粘 土、片石和水泥（粘土：３ｍ ，片石６ｍ。，水泥２ｔ）。 同时在到达溶洞顶板处约５Ｏ ｃｍ时现场管理人员、 挖掘机司机、桩机司机及工人等均到场准备，挖掘 机、备用泥浆泵等设备机械性能良好。泥浆池内泥 浆量也储备充足，保证在洞穿溶洞顶板后能够及时 补充桩孔内泥浆的流失量。 洞穿溶洞前桩机冲程调节到了２～３ ｍ，慢慢冲 击，冲孔标高到达一１６．９８处时，溶洞击穿，我们随 即开启两台泥浆泵往桩孔内补充泥浆，同时挖掘机 往孔内挖填粘土和片石（片石：粘土＝２：１），人工往 桩孔内抛填整包水泥。首次填筑片石ｌ６．３ ｍ 、粘土 １０ ｍ 、水泥６０包（３ ｔ）后，桩孔内泥浆面不再下 降，然后静置了约６ ｈ后重新开始冲孔；再次冲孔 至一１８．４Ｏ处时又出现泥浆面下降的情况，随后又填 筑片石和粘土各３ｍ 左右，水泥ｌＯ包（０．５ｔ）后不 再漏浆。如此最终冲孔至设计标高，完成了该桩基 的冲孔施工。 ３．钢护筒护壁法 根据Ｐｍ２８—２＃桩位地质超前钻探资料显示，垂 直于桩基有１个土洞、４个溶洞，土洞位于亚粘土 层内，高度约７０ ｃｍ，其它４个溶洞分别串居于微风 化炭质灰岩层中，溶洞最高约４ ｍ，均为少量填充。 护壁钢护筒直接在现场卷制，壁厚６＝８ ｍｉｌｌ，每节长 １５０ ｃｍ，钢护筒内径为１７０ ｃｍ。 该桩孑Ｌ的施工我们首先按照常规方法埋设护筒 （内径１８０ ｃｍ），然后进行冲孔施工，当冲孔约４～ ５ｍ时，下第一节护壁钢护筒，同时利用桩机掉绳完 成与第二节护壁钢护筒的焊接对接工作，然后用桩 锤轻压即可下沉至外护筒顶高度处。继续冲孔施工， １５４ 护筒下沉至一１６．３ ｍ处即接近超前地质钻探所显示 的土洞顶板上方约１ ｍ左右时，准备好片石、粘土 和水泥等材料和人员机具设备等，采用填石冲孔相 结合方法，顺利地度过了以下５层土洞和溶洞。 鉴于该桩位处溶洞高度均不是过大，所以我们 选用了钢护筒护壁、填石冲孔相结合的方法度过多 层溶洞。结果证明该方法是可行的，填石冲孔结合 方法前面己作描述，这里不再赘述。但需要说明的 是第５层溶洞洞穿后，出现了桩孔内泥浆大量漏失 的现象，尽管进行了补浆和大量地抛填片石、泥土 和水泥，泥浆面还是一度下降到了１０ｍ以下，不过 由于钢护筒的护壁作用，桩孔没有出现坍塌迹象， 为回填土石赢得了宝贵的时间。 ４．坍塌桩孔的再施工处理 根据地质资料，Ｐｍ３６—４ 桩位垂直于桩孔ｌ８．６～ １９．８ ｍ深度位置有‘１．２ ｍ高度溶洞。我项目决定 采用填石冲孔结合方法施工，２００４年７月３０曰晚 上２３：４０分，冲孔到１８．２ｍ深时，泥浆面突然急速下 降，尽管我们进行了补浆和回填等措施，但依１日无 法保持泥浆面高度，同时孔口表现出开裂和下沉的 迹象，随后即开始坍塌，从出现漏浆到塌孔不到３ 分钟时间。究其原因，我们对该桩孔溶洞施工困难 估计不足，过分相信地质资料，实际表明溶洞比资 料显示明显较大，同时有与其它溶洞串通的可能。 塌孔发生后，我们制定了回填静置的方案进行 处理，回填粘土２３．３ ｍ 、片石２３．３ ｍ 、水泥２．３ Ｔ 至原地面，等待１１天以后，重新开始冲孔施工；但 冲孔至６．９ ｍ时，地面再次下陷，此次回填片石、 粘土各７ｍ ，水泥２Ｔ至原地面，同时加大了地面２ｍ 深度内水泥的掺入量，并将静置时间延长到３Ｏ天。 随后的冲孔施工虽然也出现了多次漏浆，但经过回 填均安然度过，桩孔处再无下陷迹象。 三、结语 综上所述，在灰岩地区岩溶地质条件下施工虽 然具有一定的难度，可是只要对实际施工条件进行 详细的分析与总结，之后再采用科学、合理的方法 进行施工，这样就可以有效的解决问题。 参考文献 ［１］李刚，杨峰．浅谈厚覆砂层岩溶地区桥梁钻孔桩 基础施工工艺［Ｊ］．中国西部科技，２０１０（０５）． ［２］高军．武广铁路岩溶地区桥梁钻孔桩施工要点探 析［Ｊ］．铁道技术监督．，２０１１（０１）． ［３］陈飞，黄晓琴．岩溶地区钻孔灌注桩施工技术ｌ＿＿】］ 土工基础，２００９（ｏ１）． （作者单位：广州环保投资集团有限公司。广州 ５１００７０）