第一篇：溶洞處理

一、樁基概況

廣清高速連接線主線高架橋97#-A樁樁基設計直徑200cm，設計樁長43.7m，嵌巖樁基礎，混凝土標號為C25.二、地質情況

根據地質勘察報告資料，該樁地層由上而下為素填土、耕植土、淤泥、粘土、全風化粉砂質頁巖、全風化炭質頁巖、溶洞、微風化含炭質灰巖、溶洞、微風化含炭質灰巖、溶洞、微風化含炭質灰巖、溶洞、微風化含炭質灰巖。該樁有四層溶洞呈串珠型分布，上面三個溶洞較小，分別為0.8m、1.2m和1.2m，最下一層溶洞高度為9.1m，四層溶洞總高度為12.3m，溶洞內均為軟塑狀粘土全充填。

三、施工方案的確定

針對該樁溶洞較大且呈串珠型分布，施工技術難度較大，該工程又為市重點工程，我公司從嚴把質量關，確保工程進度，確保施工安全考慮，把該樁做列為重中之重并按設計要求作相關施工監控。專門組織所有技術人員討論、研究方案并學習有關溶洞處理方面的知識。根據該樁溶洞情況，溶洞內全為流塑狀粘土全充填，溶洞位置較深，最后確定先采用沖擊鉆成孔，投放拋填物的方法處理溶洞，后考慮采用下放鋼護筒的方案。

四、施工前的準備

1、人員組織

項目部專門組織有關技術人員研究學習有關溶洞處理的措施，并且成立了溶洞處理應急小組。施工現場派4名技術人員分兩班在工地24小時輪流值班，發現問題及時上報處理。項目部還組織樁基隊鉆機機長學習溶洞處理的知識，使他們對溶洞處理心中有數。總之，在人員組織方面，明確分工，各負其責。

2、材料準備

片石100m3，粘土20m3，水泥10T，編織袋200條，鋼護筒30m.3、機械配備

裝載機40型一臺，16T吊車一臺，小斗車10輛。

五、施工過程控制

該樁護筒頂標高為11.005m，設計孔底標高-35.5m，應鉆深度46.505m.采用沖擊鉆成孔，鉆頭直徑2.10m（加大鉆頭直徑，使成孔直徑不小于2.1m，為下放鋼護筒做準備，鋼護筒直徑2.09m），鉆頭質量4000Kg，后換為7000Kg原裝鉆頭。本樁1月1日開鉆，1月16日穿過最后一層溶洞，鉆孔深度40.1m.上部松軟地層厚度9.29m，鉆進速度較快。泥漿顏色灰黑色，且有臭味。上面兩個溶洞較小，分別為0.8m和1.2m，中間間隔只有10cm，兩溶洞已基本聯為一體。鉆頭鉆至最上一層溶洞溶頂以上0.6m時，向孔內拋投片石高度0.5m，以平衡鉆頭，防止穿破溶洞時出現孔斜。沖程控制在0.8m，平穩沖砸。經仔細觀察鉆頭穿破溶洞后鋼絲繩無擺動，孔位無偏斜。鉆進溶洞后，無漏漿，鉆頭進尺稍微加大。為保證固壁良好，向孔內投放片石1.5m，以0.6m的小沖程鉆進，鉆進1m后，再次投放片石1.5m，其中夾雜投入粘土，鉆進時進尺較小，遂加大沖程至1m，鉆進過程中無異常現象發生。溶洞內鉆進時，泥漿比重為1.6.第二層溶洞與第三層溶洞之間為5.4m的微風化含炭質灰巖，巖質較硬，進尺慢，鉆頭損壞嚴重。我部及時進行調整改裝鉆頭（質量4000Kg）換為7000Kg的原裝鉆頭。

第三層溶洞穿破后，未見漏漿現象，由于該層溶洞較小高度只有1.2m，鉆頭穿破溶頂后隨即向孔內投放片石1.5m，并用0.6m左右的小沖程反復沖砸以固壁。鉆進過程中無異常。

第四層溶洞最大，溶洞高度為9.1m，溶洞位置在孔深31m至40.1m之間。鉆頭進入溶洞后進尺加大。泥漿有輕微漏漿現象，隨即提出鉆頭，向孔內投入片石及粘土，厚度1.5m，然后以0.6m的沖程沖砸。進尺1m后泥漿由灰黑色漸變為黃褐色。根據地質勘察報告溶洞內全為黃褐色粘土充填，實際地層與設計相符。由于該層溶洞大，拋投的片石大部分取用大直徑片石，尺寸25～40cm.溶洞內沒有發現大量漏漿現象，粘土未裝袋拋投，只是夾雜于片石內投入。該溶洞處理時，均采用每鉆進1m投放片石及粘土1.5m重復鉆進的方法。溶洞內泥漿比重始終控制在1.6以上。施工過程中由于鉆頭質量較大，鉆機主機出現一點故障，中間間隔了一段時間。9.1m溶洞處理歷時5天。

四層溶洞處理時，泥漿比重均在1.6以上，泥漿未加水稀釋，只保持循環，濃度較大。

六、處理效果

該樁從開鉆到穿過最后一層溶洞，歷時16天，鉆孔深度40.1m.其中溶洞處理共耗時7天，溶洞總高度12.3m.溶洞處理拋投片石共計75m3，粘土18m3.我部采用拋填片石及粘土的方法，成孔質量良好。鉆進過程中無塌孔、吸鉆、埋鉆及卡鉆現象。鉆頭上下自如，無孔斜、縮孔現象。

七、混凝土灌注

混凝土采用垂直導管法進行灌注，采用商品混凝土并派實驗人員前往混凝土廠家進行質量控制，根據灌注情況隨時調節混凝土性能，較好的滿足了施工需要。現場由專業工程師控制灌注進度并根據地質情況控制埋管深度，保證成樁質量。當灌注到溶洞位置時保持較大的埋管深度，防止混凝土由于擠破護壁后突然下沉，造成斷樁。施工過程中保持埋管深度不小于5m，沒發現混凝土面下降現象。但當灌注到溶洞位置時，混凝土面上升緩慢，尤其是孔深35m～33m位置時，平均每上升1m需要混凝土8m3左右，混凝土浪費嚴重。但翻漿正常，下料順利。灌注完畢后，混凝土方量比設計多出60m3.八、體會和心得

1、鉆頭鉆至溶頂時，為防止由于溶洞頂板巖層厚度、硬度不均而出現斜孔，除采用拋填片石平衡鉆頭外，也可采用質量較大的鉆頭處理。

2、溶洞處理時，速度稍微放慢一些或稍停一段時間，可促使片石和粘土的固結利于固壁。

3、充填物的溶洞采用拋填物的方法處理是可行的，但為了避免發生縮孔，可采用大塊片石。

4、溶洞內泥漿濃度要大，比重不小于1.6.5、如孔內泥漿不是大量流失，粘土可不裝袋投入。

6、因溶洞內為流塑狀粘土，即使孔內不漏漿，為加大泥漿濃度，增加固壁的牢固性，也要按片石粘土3:1的比例加入。

7、當處理住漏漿時或到達溶洞位置但不漏漿，要向孔內拋填片石及粘土進行固壁，小沖程反復沖砸，使拋填片石充分擠入孔壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量過大，保證成樁質量。

第二篇：溶洞處理

一、樁基概況

廣清高速連接線主線高架橋97#-A樁樁基設計直徑200cm，設計樁長43.7m，嵌巖樁基礎，混凝土標號為C25。

二、地質情況

根據地質勘察報告資料，該樁地層由上而下為素填土、耕植土、淤泥、粘土、全風化粉砂質頁巖、全風化炭質頁巖、溶洞、微風化含炭質灰巖、溶洞、微風化含炭質灰巖、溶洞、微風化含炭質灰巖、溶洞、微風化含炭質灰巖。該樁有四層溶洞呈串珠型分布，上面三個溶洞較小，分別為0.8m、1.2m和1.2m，最下一層溶洞高度為9.1m，四層溶洞總高度為12.3m，溶洞內均為軟塑狀粘土全充填。

三、施工方案的確定

針對該樁溶洞較大且呈串珠型分布，施工技術難度較大，該工程又為市重點工程，我公司從嚴把質量關，確保工程進度，確保施工安全考慮，把該樁做列為重中之重并按設計要求作相關施工監控。專門組織所有技術人員討論、研究方案并學習有關溶洞處理方面的知識。根據該樁溶洞情況，溶洞內全為流塑狀粘土全充填，溶洞位置較深，最后確定先采用沖擊鉆成孔，投放拋填物的方法處理溶洞，后考慮采用下放鋼護筒的方案。

四、施工前的準備

1、人員組織

項目部專門組織有關技術人員研究學習有關溶洞處理的措施，并且成立了溶洞處理應急小組。施工現場派4名技術人員分兩班在工地24小時輪流值班，發現問題及時上報處理。項目部還組織樁基隊鉆機機長學習溶洞處理的知識，使他們對溶洞處理心中有數。總之，在人員組織方面，明確分工，各負其責。

2、材料準備

片石100m3，粘土20 m3，水泥10T，編織袋200條，鋼護筒30m。

3、機械配備

裝載機40型一臺，16T吊車一臺，小斗車10輛。

五、施工過程控制

該樁護筒頂標高為11.005m,設計孔底標高-35.5m,應鉆深度46.505m。采用沖擊鉆成孔，鉆頭直徑2.10m(加大鉆頭直徑,使成孔直徑不小于2.1m,為下放鋼護筒做準備,鋼護筒直徑2.09m),鉆頭質量4000Kg,后換為7000 Kg原裝鉆頭。本樁1月1日開鉆，1月16日穿過最后一層溶洞，鉆孔深度40.1m。

上部松軟地層厚度9.29m，鉆進速度較快。泥漿顏色灰黑色，且有臭味。上面兩個溶洞較小，分別為0.8m和1.2m，中間間隔只有10cm，兩溶洞已基本聯為一體。鉆頭鉆至最上一層溶洞溶頂以上0.6m時,向孔內拋投片石高度0.5m，以平衡鉆頭，防止穿破溶洞時出現孔斜。沖程控制在0.8m,平穩沖砸。經仔細觀察鉆頭穿破溶洞后鋼絲繩無擺動，孔位無偏斜。鉆進溶洞后，無漏漿，鉆頭進尺稍微加大。為保證固壁良好，向孔內投放片石1.5m，以0.6m的小沖程鉆進,鉆進1m后,再次投放片石1.5m,其中夾雜投入粘土,鉆進時進尺較小,遂加大沖程至1m，鉆進過程中無異常現象發生。溶洞內鉆進時，泥漿比重為1.6。

第二層溶洞與第三層溶洞之間為5.4m的微風化含炭質灰巖，巖質較硬，進尺慢，鉆頭損壞嚴重。我部及時進行調整改裝鉆頭（質量4000 Kg）換為7000Kg的原裝鉆頭。第三層溶洞穿破后，未見漏漿現象，由于該層溶洞較小高度只有1.2m，鉆頭穿破溶頂后隨即向孔內投放片石1.5m，并用0.6m左右的小沖程反復沖砸以固壁。鉆進過程中無異常。

第四層溶洞最大，溶洞高度為9.1m，溶洞位置在孔深31m至40.1m之間。鉆頭進入溶洞后進尺加大。泥漿有輕微漏漿現象，隨即提出鉆頭，向孔內投入片石及粘土，厚度1.5m,然后以0.6m的沖程沖砸。進尺1m后泥漿由灰黑色漸變為黃褐色。根據地質勘察報告溶洞內全為黃褐色粘土充填，實際地層與設計相符。由于該層溶洞大，拋投的片石大部分取用大直徑片石，尺寸25～40cm。溶洞內沒有發現大量漏漿現象，粘土未裝袋拋投，只是夾雜于片石內投入。該溶洞處理時，均采用每鉆進1m投放片石及粘土1.5m重復鉆進的方法。溶洞內泥漿比重始終控制在1.6以上。施工過程中由于鉆頭質量較大，鉆機主機出現一點故障，中間間隔了一段時間。9.1m溶洞處理歷時5天。

四層溶洞處理時，泥漿比重均在1.6以上，泥漿未加水稀釋，只保持循環，濃度較大。

六、處理效果

該樁從開鉆到穿過最后一層溶洞，歷時16天，鉆孔深度40.1m。其中溶洞處理共耗時7天，溶洞總高度12.3m。溶洞處理拋投片石共計75 m3,粘土18 m3。我部采用拋填片石及粘土的方法，成孔質量良好。鉆進過程中無塌孔、吸鉆、埋鉆及卡鉆現象。鉆頭上下自如，無孔斜、縮孔現象。

七、混凝土灌注

混凝土采用垂直導管法進行灌注，采用商品混凝土并派實驗人員前往混凝土廠家進行質量控制，根據灌注情況隨時調節混凝土性能，較好的滿足了施工需要。現場由專業工程師控制灌注進度并根據地質情況控制埋管深度，保證成樁質量。當灌注到溶洞位置時保持較大的埋管深度，防止混凝土由于擠破護壁后突然下沉，造成斷樁。施工過程中保持埋管深度不小于5m，沒發現混凝土面下降現象。但當灌注到溶洞位置時，混凝土面上升緩慢，尤其是孔深35m～33m位置時，平均每上升1m需要混凝土8m3左右，混凝土浪費嚴重。但翻漿正常，下料順利。灌注完畢后，混凝土方量比設計多出60 m3。

八、體會和心得

1、鉆頭鉆至溶頂時，為防止由于溶洞頂板巖層厚度、硬度不均而出現斜孔，除采用拋填片石平衡鉆頭外，也可采用質量較大的鉆頭處理。

2、溶洞處理時，速度稍微放慢一些或稍停一段時間，可促使片石和粘土的固結利于固壁。

3、充填物的溶洞采用拋填物的方法處理是可行的，但為了避免發生縮孔，可采用大塊片石。

4、溶洞內泥漿濃度要大，比重不小于1.6。

5、如孔內泥漿不是大量流失，粘土可不裝袋投入。

6、因溶洞內為流塑狀粘土，即使孔內不漏漿，為加大泥漿濃度，增加固壁的牢固性，也要按片石粘土3:1的比例加入。

7、當處理住漏漿時或到達溶洞位置但不漏漿，要向孔內拋填片石及粘土進行固壁，小沖程反復沖砸，使拋填片石充分擠入孔壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量過大，保證成樁質量。

橋梁樁基施工中溶洞處理方法 2009-06-01 19:58 橋梁樁基礎施工中,遇到溶洞的情況并不少見，作為地下隱蔽工程,給施工帶來很大困難, 如處理方法不當,往往會造成掉鉆、卡錘、埋錘、梅花孔、漏漿、塌孔等事故發生,甚至威脅橋梁運營安全。因而充分了解橋區樁位所遇溶洞的發育規律、基本形態、規模大小、溶穴頂板巖層厚度、完整性、洞內充填物形狀等,采取穩妥的措施,保證施工的順利進行,十分重要。京珠高速公路粵境南段大鎮至廣州太和段全長122.34km ,路基寬3315m ,許多橋梁均通過巖溶區。其中第19 標段處于南嶺中南段,地質構造上屬于華南褶皺帶的一部分,區域地質構造輪廓主要有NE 向及EW向構造帶。3 座立交橋樁基設計為嵌巖樁,均處于石灰巖地區。設計地質資料顯示有少量小溶洞,但在施工中發現地質資料不準確。通過地質補鉆揭示溶洞發育,洞內漏水,分布復雜,最大洞高約5m ,溶洞層數多達5 層。鉆孔施工過程中發生過漏漿、地面塌陷等事故,增加難度且影響進度。工程勘察對溶洞區樁基施工前一般采用物探或其它如電磁波層析CT 探測等方法探明溶洞的具體情況。因此,在施工首根樁時發現地質情況與設計資料出入較大后,選擇逐樁超前鉆探,并按設計樁尖標高在完整基巖內加深5m ,確保橋梁的安全可靠性。

下面簡要介紹和總結下國內其它大型橋梁樁基施工中溶洞的處理方法：

（一）廣和大橋主橋基礎溶洞處理

廣和大橋位于廣州市白云區石井鎮鴉崗村的白坭河水道上，大橋全長791m，橋寬36m，最大跨徑120m。其基礎采用鉆孔灌注樁，其中：φ150cm64根，φ200cm44根，共108根。施工總工期22個月。本橋位地質屬于第四紀沉積層覆蓋之下，基巖主要為石灰統壺天灰巖。這些石灰紀地層沉積成巖以后，經歷了漫長的地質年代和多次構造運動，形成北東向褶皺，并有大致平行于褶皺軸向的縱斷層和大致與之垂直的橫斷面層。后來經歷了侵蝕和剝蝕作用，并在地下水的化學和機械作用下形成一系列巖溶地貌，最后在第四紀全新世珠江三角洲最后一次海侵中，形成以沖積相為主的第四紀松軟沉積層。從地質資料分析，溶洞分布較廣。主橋位溶洞分布廣而多。在橋位方案論證中，第一方案，28個鉆孔，有12個發現了溶洞；第二方案，28個鉆孔，有17個發現溶洞；第三方案，28個鉆孔，有11個發現溶洞，最大的溶洞約16m。溶洞按其填充狀態可分為空的、半填充的和完全填充的三類：按其填充物的性質可分為粘性土、砂礫和稀土三類；按其漏水情況可分為漏水和不漏水兩類。溶洞的走向與河流的流向相同。根據上述地質條件，從技術、經濟等方面經過比較，選擇了靜壓化學灌漿法、套內護筒法等施工技術配合使用處理溶洞，取得預期的效果，推介如下。

1主橋樁基對溶洞的處理：主橋樁基精確放樣后，在樁基施工平臺上用地質鉆于樁中心進行超前鉆，必要時增加鉆位。根據超前鉆的結果，確定護筒的打入深度。有溶洞的樁位，護筒沉至風化巖層，置于強風化巖面上，這樣可穿過土洞。護筒的底部即為巖層或溶洞的頂部。沒有溶洞的樁，護筒沉放要穿過淤泥質亞粘土、砂礫層，置于砂礫質亞粘土層至少2m深。根據溶洞的不同類型，最后決定兼用兩種不同的施工方案。圖1布孔平面及剖面示意方案a當溶洞內有填充物填滿或有流砂的，或當溶洞為空洞或填充物不滿（水洞）且深度在3m以內的，在鉆孔樁施工前先進行預處理，采用靜壓化學灌漿法固填充物和流砂，或用此法填滿溶洞，在固結體達到一定強度以后再鉆孔施工。方案b當溶洞為空洞，且深度在3m以上的，擬用套內護筒法施工，即用內護筒穿過溶洞的施工方案。

2方案：a方案，b施工方法

2．1方案a（靜壓化學灌漿法）施工方法 2．1．1技術要求

溶洞預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間并達到一定的強度（20mpa以上），防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發生，保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。溶洞預處理施工，在鉆孔樁施工之前進行，相當于在樁基礎施工過程中，于鉆孔樁施工工序之前加入一道預處理工序，與樁基施工的各工序一起形成流水作業。圖2用鉆機鉆頭鉆桿壓沉內護筒示意單位：cm 2．1．2施工方案

（1）處理方法選擇由于溶洞埋藏較深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法處理，有效的處理方法是灌漿法。而在眾多的灌漿法中，因溶洞的不規則性，決定了其處理的最有效和比較經濟的方法是靜壓化學灌漿法。因此，采用靜壓化學灌漿法，同時也可兼用噴射灌漿法，促進填充物強度的加強。

（2）靜壓化學灌漿的加固特點漿材可在幾秒或在幾十秒內瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內且不流失，材料的利用率高，比較經濟。漿材的結石率為100％，即1m3體積漿材可得1m3結石體。對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結砂和礫的；對于溶洞中的稀土、亞粘土等土體，漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的；對于無填充物和半填充溶洞的空間，漿液是通過充填作用填滿溶洞的。漿液在土體中的滲透擴散方向是往小主應力面方向，漿液固化后，小主應力面得到加固，而原次小主應力面變成小主應力面。這樣，通過對小主應力面反復不斷的加固，一方面滲透、擠密溶洞中的土體的空隙，充填溶洞的空間，在樁體周圍形成防水帷幕，防止流砂和保證護壁泥漿不流失；另一方面，提高溶洞中土體的承載力和抗剪力形成擋土墻，防止坍孔。靜壓化學灌漿的關鍵在于漿材的配方和工藝。

圖3內護筒底部及頂部灌漿封縫示意單位：cm（3）工藝設計 布孔：在超前鉆有溶洞的樁位四周均布4個灌漿孔（見圖1）。鉆孔：孔徑80mm，孔深要求達到最深溶洞的底部。

材料：普硅425＃水泥（新標準為普硅32．5mpa水泥）與化學漿。工藝：采用雙液灌漿系統進行全孔灌漿，要求少量多次、反復灌漿。2．1．3主要施工機械設備

主要機械設備有：bw250泥漿泵，bw150泥漿泵，100型鉆機，泥漿攪拌機和貯漿槽，高壓灌漿管及其配件。

2．2方案b（套內護筒）施工方法2．2．1內護筒長度的確定護筒長度l＝h＋3（m）（h為地質超前鉆確定的溶洞高度）

2．2．2內護筒內徑的確定內護筒內徑應大于φ220cm，同時外徑應小于外護筒內徑5cm左右，如果只下一次內護筒（一層溶洞），內護筒內徑選用233cm，壁厚為1cm，則外徑為235cm（主橋外護筒內徑為240cm）。當遇到第二層溶洞時，第二層溶洞的內護筒（即第三次護筒）選用220cm內徑。2．2．3溶洞頂部沖孔

根據超前鉆的資料，當鉆孔施工接近溶洞頂部時，提起鉆頭、鉆桿，移開鉆機（gps－30），采用沖擊鉆機ykc－30沖孔，沖孔鉆頭外徑235cm。用沖擊鉆沖孔時，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，提升高度一般不超過50cm。所有卡扣及鋼絲繩必須先經測試檢查，其它施工工藝及注意事項與常規相同。2．2．4內護筒的沉放方法

（1）當沖擊穿過溶洞頂部時要反復提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻礙，說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的，此時用鋼絲繩活扣綁住內護管，用吊機（或沖機自吊）把內護筒放入外護筒內至孔底。到孔底后，內護筒不會靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等）。此時，gps－30鉆機重新就位。

（2）護筒沉設利用gps－30鉆機進行，在鉆機的鉆桿上附加壓架，利用鉆機的鉆進壓力和鉆桿、鉆頭的重量，使內護筒隨鉆頭的鉆進而下沉，直到溶洞的底部（如圖2）。

2．2．5內、外護筒間空隙及內護筒與溶洞底部間空隙的處理（1）在內護筒底部及頂部100cm范圍內回填砂、碎石，中部回填中砂（見圖3）。（2）用高壓噴射灌漿法（施噴法）對回填體進行灌漿處理。灌漿后，內護筒上下兩端空隙被砂、碎石及漿液沖填固結，固結強度要求達到30mpa，其抗滲系數可達10－7m／s。灌漿處理后，即可重新沖孔。

（3）在內護筒頂部及底部100cm范圍內回填小碎石素水泥混凝土，內護筒中部回填砂，同樣能起到堵塞空隙的目的。

（4）對于需要處理多層溶洞的樁基，一般仍采用上述灌漿法填充固結空隙進行施工。目的是為了增加溶洞底部（同時有可能是下層溶洞的頂部）附近填充物的密度和強度，并且增加內、外護筒間的膠合力。

（5）重新沖鉆，直至嵌入完整基巖。當符合設計及規范要求時，經監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相同，并不贅述。3結語

3．1根據溶洞的不同類型，用方案a、方案b進行分類處理，處理方法可靠，各項技術指標均能滿足設計要求。

3．2化學灌漿法對溶洞的預處理達到預期目的，有效防止了鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔現象，可保證成孔及水下水泥混凝土澆注等工序順利完成。套內護筒法要求對施工過程的每個環節（從確定內護筒長度、內徑到沉放方法乃至內外護筒間空隙、內護筒與溶洞底部間空隙的處理）都必須落實到位，便可順利成孔。

3．3只要對其施工過程嚴格把好技術關，可有效縮短工期，保證了工程質量與經濟效益的雙贏。

（二）廣州花都新雅橋

廣州花都新雅橋位于新華鎮建設南路與雅瑤鎮交界處，是連接城區重要交通紐帶。由于地質情況復雜，地下溶洞有3種情況：①覆蓋層中的土洞內一般有充填物，但不密實，空洞范圍一般不大；②基巖中的小溶洞，洞內無充填物，或有充填物，但不密實，即小空洞；③基巖中的大溶洞，洞內無充填物，或有充填物，但不密實即大空洞。溶洞樁基施工方案：

1、對①、②兩種情況，要求施工采用常規的溶洞處理方法，即洞頂打穿后拋填粘土、碎石、整包水泥后沖擠壓密實，凝固后復沖。

2、對③種情況，則要求施工先進行溶洞內的充填加固，把土、溶洞用水泥、粉煤灰漿填滿，7天后再進行成孔。對少量上面覆蓋層地質較差的、砂礫層很厚的、一旦漏漿會塌孔情況，則采用加打鋼護筒護壁措施。溶洞樁基處理方案：

1、對于封閉的比較小的溶洞，采取注漿措施，提供成孔條件穿過溶洞。若洞內無填充物，則采取先填充碎石或干砂，然后注漿；若充填物呈軟塑狀態時，直接注漿固結。

2、溶洞內無填充物需向洞內填充砂子的，選擇一個合適的孔位，放入并固定鋼套管，將注砂管與鋼套管相連接，在注漿前灌砂。用壓風機將干砂壓入，為防止洞內高壓阻止灌砂，利用其它孔作為減壓孔。待達到計算的填充體積，壓力穩定，即可停止。

3、對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等，沖孔時可采取投放片石、粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到護壁作用，保證泥漿不流失，使鉆孔順利通過巖溶區。樁基套管鋼護筒要求

φ1200mm樁的套管鋼護筒的內徑為1350mm，采用10～12mm厚的鋼板卷制而成。采用的鋼護筒長度為24～32m，分節運到現場。有大溶洞需要打鋼護筒的樁基，先用φ1350mm的樁機錘成孔至溶洞頂，采用60kW以上的振動錘和25t以上的吊機配合打設鋼護筒。鋼護筒采用分節吊裝焊接，分節高度為8．0～10．0m，孔口對焊，振打入樁孔內，一般每節振打只需5～20分鐘。實施情況：

施工過程中，曾發生過以下幾方面的情況，按相應要求采取了巖溶地區樁基沖樁施工技術處理，取得很好的施工效果：

1、原設計樁底巖層不好。多次遇到沖孔快到終孔標高時，但巖樣不是微風化巖，不能終孔，需超前鉆取樣重新確定樁底標高。

2、意外跑漿。地質資料揭示無溶洞或只有很小的溶洞，但突然發生跑漿，估計是擠破了旁邊大溶洞的洞壁，或小溶洞與旁邊的大溶洞是相連的。采取投放片石、碎石夾粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到護壁作用，使鉆孔順利通過巖溶區。

3、遇到巖面是斜面，發生了偏孔，應低錘輕沖擊、慢沖擊，要多次拋塊石糾斜，因為打斜巖應低錘輕沖擊、慢沖擊。

4、遇到較大的土洞、空溶洞時，或連體薄層深洞迅速跨塌，出現掉錘現象，在快到溶洞項板2m距離位置時應低錘輕沖擊、慢沖擊，減少溶洞大面積跨塌錘現象。

5、遇到混凝土卡管及混凝土不合計量的現象，測試分析混凝土由于坍落度為12cm及施工人員未用水沖洗濕潤管，混凝土和易流動性差是造成塞管的原因，混凝土坍落度以18～22cm為宜；澆筑導管必須密閉良好，澆筑時先放置隔水塞，澆注混凝土必須連續、快速；混凝土灌注與計算偏大是孔中有漿浸入溶洞，在溶洞地區澆筑樁基混凝土應增加，備料應不少于十立方米。施工驗樁結果：

整座橋樁基的質量是符合設計要求的，達到優良級標準（超聲波檢測結果一類樁占98％以上，其余也均為合格樁）。盡管巖溶地區地下情況千變萬化，但通過我們的認真分析，采取有效的巖溶地區樁基沖樁施工技術對策、措施來處理施工，做好超前鉆孔，重點注意沖樁成孔，控制灌注混凝土，巖溶地區樁基沖樁施工質量安全也是容易控制的。

通過本工程的實踐，我們認為：巖溶地區樁基沖樁施工的施工技術措施，應做好超前鉆孔，重點注意沖樁成孔，控制灌注混凝土，一定能達到我們施工的期望。

（三）京珠高速公路靠椅山至大鎮段

京珠高速國道主干線粵境南段靠椅山至大鎮段54座橋梁中，有17座處于溶洞地區。其中練屋中橋、壩子中橋和橫石水大橋巖溶極為發育，樁的垂向溶洞個數為1 ~ 13個，其中最大的達22.1m。溶洞內有的有充填物，多為亞粘土或亞砂土；有的為半充填或無充填(空洞)；有的溶洞不漏水，有的為半漏水。在這橋梁施工中，遇到許多問題，經采用相應措施，比較圓滿地完成了樁基的施工任務。溶洞地質樁基的施工方法

2.1 常規成孔法(按照無溶洞地質考慮)當溶洞內有充填物，是可塑或軟塑的亞粘土，并且溶洞不漏水，這時不官溶洞有多大，也不管溶洞垂向數量多少，都可以不考慮溶洞的存在，而按照正常的地質情況施工。可以采用人工挖孔或沖擊鉆成孔。練屋中橋大多數溶洞內充填物為亞粘土，物理力學性質較好，濕密度1.88g/cm3，天然孔隙比為0.899，塑性指數為12.3%，容許承載力為190kPa，洞內的土質和溶洞外的土質沒有什么區別，可以按無溶洞的情況施工。練屋中橋和橫石水大橋在樁的上部采用人工挖孔，自地表挖至11 ~ 17m時，已經穿透了透水層和一些溶洞，施工沒有受到溶洞的影響。再往下改為沖擊鉆成孔，也不骨出現漏漿和坍孔現象，按照正常的地質情況施工。2.2 片石粘土筑壁法

溶洞內無充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以內，但存在嚴重漏水,護筒內水頭高度不能保持時，可采有片石加粘土(按1:1體積比)回填沖擊，使其形成泥石護壁。反復多次回填片石粘土，反復沖擊直至形成泥石護壁不再漏漿為止。練層中橋和橫石水大橋大部分樁基是采取這種方法成孔的，這也是個比較成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工時，鋼護簡必須穿透砂礫及卵石層等透水層，座落在不透水的亞粘土層上，這樣可以防止由于溶洞漏水，水頭高度急劇下降而造成的坍孔。在地下水容易控制的地質情況下，也可以采取人工挖孔砼護壁的方法施工，并且 要穿 透透水層，座落在亞粘土層上。練屋中橋、橫石水大橋均采取這種方法施工。有些樁在施工中幾次嚴重漏水，護筒內水頭高度急劇下降，均未出現坍孔現象。練屋中橋第一次進場的施工隊，就是因為鋼護筒很短，沒座在亞粘土層上，造成坍孔，導致鉆頭被 埋在孔內。打油林小橋4#樁、壩子中橋14#樁也都由于這個原因造成坍孔。壩子中橋9#樁坍孔時還將鉆頭埋在孔中。2.3 鋼護筒跟進法

溶洞較大，洞內無充填物或流塑充填物，漏水很嚴重，采取片石加粘土反復打密，仍然無法形成泥石護壁的，可采取鋼護筒跳進法施工。該方法就是一面沖孔，一面接高護筒，并且將其震動下沉至已鉆成的孔內，有以隔斷溶洞內流塑充填物或水的活動。

鋼護筒跟進有兩種施工方法。一是沖擊鉆成孔鋼護筒跟進法。還有一種情況就是樁孔穿過多個溶洞，并且均已成功造壁，在下面沖孔時，上面已形成的泥石護壁坍塌漏水并且無法解決時，可以鋼護筒跟進到這個溶洞位置堵漏，漏幾個溶洞鋼護筒跟到幾個溶洞。

當地下水很小并且容易控制時，應優先采用人工挖孔、砼護壁的方法施工。這種方法的優點是速度快、質量好、成本低。

人工挖孔樁所有樁孔可以同時開工，進展快。砼護壁的中心、垂直度及孔徑大小易于控制，使鋼護筒和井壁有較小的間隙，利于鋼護筒下沉，給一層護筒到底創造了條件。人工挖樁設備簡單、成本低。但人工開挖法受一定深度限制，并要注意工人的安全。

在地下水非常豐富、樁孔內的水不易抽干、人工無法挖孔作業時，可采用沖擊鉆成孔鋼護筒跟進法施工。施工中應充分利用沖擊鉆的擴孔性能，使鋼護筒能順利下沉。一般鉆頭外徑和鋼護筒內徑空隙控制在3 ~ 5cm，保證沖擊店在護筒內順利提升或下沖為度。在護筒跟進很困難時，可以先下在大護筒后下小護筒，然后割掉在大護筒下緣以上的內護筒，以保證樁砼與外護筒的連接。如果沖擊鉆在堅硬的巖石中的擴孔系數較小，不能使鋼護筒下沉時，可采用小藥量電雷管焊破，保證 鋼護筒順利下沉，可在井口上部估一個簡易導向裝置進行控制。

在井口用20槽鋼焊一個井字架，兩槽鋼間的距離大于鋼護筒外徑10mm左右。在距孔口4 ~ 5m的位置 設一個導向用的環形鋼筋，內徑也是大于鋼護筒外徑10mm左右，錨固在砼護壁上，鋼護筒沿這兩個定向裝置下滑。上下鋼護筒拼接時，用2臺經緯儀(或2人持垂球)在兩個垂直方向看護筒邊緣均在豎直線上，護筒是豎直的。拼好的鋼護筒沿導向裝置下滑。

為保證鋼護筒順利下滑，要求樁孔要豎直，無歪斜、縮頸。鋼護筒孔徑要準確，連接要順直，用卷板機成型。鋼護筒要有一定的剛度，鋼板厚為8 ~ 10mm為宜。由于鋼護筒外緣與人工挖樁砼護壁或沖擊鉆的孔壁還有一定的問隙，樁頂在水平力作用下可能產生一定的水平位移，在施工中可采取一些措施予以解決。(1)將鋼護筒上端4 ~ 5m左右高度割掉(在人工挖樁有砼護壁的情況下可以這樣做，否則易坍孔)，澆注樁身砼并與砼護壁連在一起，5m以下的部分也可滲入一些砂漿，使鋼板和孔壁也能連接在一起。這樣做既保證了樁的質量，還可節約一部份的鋼板。

(2)在孔口澆注厚30cm的砼封蓋。在封蓋上鋼護筒和井壁間預留2個孔，一個孔用作注漿，一個孔留作排氣。用灰漿泵將水泥漿壓入護筒與護壁間的孔隙中，將灌注樁與井壁連在一起。3 坍孔

鋼護筒只有1 ~ 2m高，座落在砂礫和卵石層上。當沖擊到溶洞后，突然漏漿造成水頭高度急劇下降，砂礫和卵石層失去穩定，形成漏斗狀的坍孔。壩子中橋9#孔、打油林小橋4#孔均由于鋼護筒埋得太淺，沒有座落在亞粘土不透水層上，造成坍孔。3.1.1 預防坍孔的方法

(1)在地下水可以控制的情況下，可優先考慮人工挖樁砼護壁，穿過透水層座落在不透水的土層上，這種方法預防坍孔比較有效。練屋中橋和橫石水大橋都采用了人工挖孔砼護壁，并且都座落在亞粘土層，即使溶洞漏水很厲害，在回填片石粘土反復沖擊反復漏水的情況下，仍未出現坍孔現象。

(2)采用沖擊鉆沖孔施工時，可將鋼護筒座落在亞粘土層上，再繼續沖擊成孔，也可避免坍孔。

(3)發現漏漿及時補水。3.1.2 坍孔的處理方法

(1)當成孔深度不大時，可全孔回填粘土，并暫停一段時間后，再深埋鋼護筒不透水層方可重新鉆孔。

(2)當成孔深度較大時，可將鋼護筒一直座落在坍孔的嗽叭口下緣的亞粘土層上，護筒周圍回填粘土，擠實，再重新鉆孔。3.2 卡鉆

卡鉆的原因和處理方法：

(1)沖擊鉆刃腳磨鈍、孔徑變小，造成卡鉆。應經常對沖擊鉆進行補刃。(2)孔不圓，形成梅花孔。最好用6刃和4刃鉆頭打圓孔，不用一字鉆。(3)鉆頭在沖擊填充的片石時，進起的石塊將鉆頭和孔壁的空隙擠住，鉆頭不能上下。可放小炮震活鉆頭，也可用小沖擊鉆沖動，或用沖吸的方法將卡在鉆頭的石碴松動再提出。

(4)鉆頭沖破溶洞頂板，掉入溶洞，鉆頭傾斜，提不出來，應放小炮炸頂板巖。一般用藥量為300 ~ 500g即可，一次不行可反復幾次。

(5)卡鉆時不宜強提，免得拉壞機械，拉斷鋼絲繩，掉鉆頭。練屋中橋在刃腳焊2圈鋼筋擴孔，卡住了，用卷揚機強拉，結果卷揚機拉壞了。3.3 斜孔

斜孔是由于巖石表面傾斜或出現探頭石，致使鉆頭沿軟的低的部位下滑造成的。解決的方法是回填片石，也可以灌注水下砼，待強度形成后用小沖程打緊繩反復沖擊，直至調正過來為止。過大的沖程會成孔不圓，造成斜孔，一般應采用1 ~ 4m為宜。3.4 漏漿

在沖擊成孔中，由于有的溶洞與地下暗河或其他溶洞相通，泥漿迅速流走，水頭高度急劇下降，造成漏漿。在溶洞樁基施工中，要在孔邊備足一定數量的片石和粘土，一旦出現漏漿，要及時回填片石粘土沖擊造壁，并且馬上補水，防止水頭高度繼續下降。3.5 坍孔埋鉆

埋鉆的原因是坍孔造成的。施工中發現漏漿應立即將鉆頭提到孔外，如果未及時提鉆，漏漿后坍孔，鉆頭便被埋在孔中。(1)人工挖土鋼護筒跟進法。樁孔進尺較短，地下水易于控制，沒有大的承壓力，人可以下到樁孔中去挖坍落的泥石，邊護筒跟進。要注意工人的安全，一直挖到鉆頭的位置，護筒也跟進到鉆頭位置。

(2)真空吸渣法。將導管置于坍孔的底部，用9m3空壓機通過鋼管壓入空氣吸出沉渣。這種方法適用于坍孔的石子粒徑小于25cm(導管的內徑)。

在溶洞地區進行橋梁樁基施工是比較困難的，如何在施工中實施對樁基質量的有效控制顯得爓為重要。本方結合京珠高速公路粵境南段靠椅山至大鎮段的實踐經驗，對如何根據工程特性選擇合適的施工方法，保證樁基的質量作了初步探討，希望在同類的工程施工中提供參考。廖誤之外，敬請指正。（作者單位：武漢市漢陽市政建設集團有限公司 何志福）

第三篇：溶洞處理

溶洞處理

一、工程概況

深圳市鹽田至壩崗高速公路（以下簡稱鹽壩高速公路）位于深圳市東部沿海地區，全長約7km.鹽壩高速公路是深圳市東部路網的重要組成部分，是深圳市的重點建設項目。我部本次施工B段第八合同段，即：葵涌西互通式立交主線1#橋及C-C、E-E匝道橋。葵涌西互通式立交地處葵涌鎮和葵涌小平原的西南緣，該立交與坪山至西沖一級公路十字交叉，并同時上跨葵涌至南澳現有公路和葵涌鎮的金業路。它還與預留葵涌東互通式立交（深圳市規劃6#高速公路）共同完成其交通流的轉換。

全橋共計樁基101根，根據地質勘測資料，在樁中心處表明有溶洞的點位共有30個。其具體布置情況及溶洞發育程度詳見《樁基地質勘探平面布置總圖》。

本橋地質情況由上至下依次分別為雜填土、粘土、粉質粘土、含碎石粉質粘土、弱風化結晶灰巖及微風化結晶灰巖，灰巖溶巖發育。溶洞大概可分為4類，即空溶洞（12個）、多層溶洞（9個）、大型溶洞（H＞4m的8個）、有充填物溶洞（21個）。類型主要以有填充物溶洞為主，其充填物主要有半充填淤泥質土、砂礫、碎石、卵石、粘土等。最大溶洞為左3#－３孔，高19.4m.右2#－3孔為6層溶洞。多層溶洞一般高度較小。C匝道9#墩、10#墩、11#臺；主線1#橋5#墩均處在巖溶較發育地區。

地下水主要為第四系沖洪積層的孔隙潛水和弱風化結晶灰巖中的裂隙水，地下水以接受大氣降水補給為主，一般見溶洞孔的水位均偏低。葵涌鎮南部中冠公司至高圳頭一帶河谷之下及其兩側隱伏著下石炭系灰巖、大理巖，巖溶比較發育，巖溶水賦存于巖溶之中。本橋址地下水對樁基有中等腐蝕，樁基混凝土應采取二級防護措施。

二、施工方案

（一）方案的選擇

根據以上工程概況及施工特點，有溶洞的樁基主要采取如下方案：

1、挖孔樁施工

當有溶洞的樁基地層中無較厚砂礫層或砂層，且溶洞水位較低時采用挖孔樁的方案較為適宜。

2、鉆孔樁施工

當地層中有較厚的中粗砂層、風化嚴重的礫石、碎石；地下涌水量較大時采用鉆孔樁施工。

3、護筒跟進法

當溶洞上方有較厚的砂礫層時，采用護筒跟進的方法，以防止坍孔。

4、挖鉆結合法施工

主要針對挖孔法施工，當對地質情況難以掌握及地下水情況難以判斷，挖孔難以進行下去時，采取鉆孔樁的施工方法。

（二）施工方法

1、適宜鉆孔作業的有溶洞的施工

⑴鉆前準備工作

①詳細掌握溶洞出現的位置，并推斷其范圍大小。

②對有溶洞的樁位地質、水文地質資料進行分析研究，制訂適當的施工方案和施工技術保障措施。

③每個孔位的地質柱狀圖和施工方案都單獨列出，發給有關人員，讓具體操作者、技術人員、作業隊長都知道溶洞的位置、大小、充填情況以及應采取的施工方案。

④備足成孔用水、粘土、片石、碎石等必備材料，確保溶洞鉆穿時迅速補水、補漿，預防坍孔，并及時拋填粘土、片石，以恢復正常鉆孔作業。

⑤要有處理施工故障的備用機具設備，如打撈、急救以及不同性能的其他鉆機、鉆具等。

⑥鉆孔前先對場地進行平整，清除雜物，再進行樁基定位放樣。同時定位放線應注意：a.依據已布設的平面控制加密導線控制點坐標和經復核計算無誤的各鉆孔樁中心坐標，利用全站儀精確測設各樁位的中心樁；b.采用正交線法定出該樁位的法線方向線控制樁，供護筒安裝及機具定位使用；c.每個鉆孔樁的護筒安裝就位后，應測量護筒頂標高，供檢測孔深度、樁底標高時使用。

鋼護筒內徑比相應的樁徑大30cm，分節卷制，單節高度2m，埋設的深度根據不同地質情況分別確定，對埋深較淺的護筒，采用挖埋法，即先在樁位處挖出比護筒直徑大80-100cm的園坑，然后在坑底填筑50cm左右厚的粘土，分層夯實，然后通過控制樁放樣，把鉆孔的中心位置標于坑底，再把護筒吊放進坑內，用十字線在頂部找出護筒的園心位置，移動護筒，使護筒中心位置與樁位中心位置重合，同時用水平尺或垂球檢查，使護筒豎直，隨后即在護筒周圍對稱，均勻回填最佳含水量的粘土，分層夯實，使其達到最佳密實度，夯填時要防止護筒偏斜，護筒頂面至少應高出地面0.3米，以防雜物，地面水落入或流入井孔內。

泥漿可用膨潤土拌制，也可采用性能良好的其它粘土拌制，制漿池、儲漿池、沉淀池均設在鉆機周圍，并用循環膠管連接，以形成良好的泥漿循環系統。

⑵成孔

采用沖擊鉆機成孔工藝。

鉆機支撐點遠離樁位，支點距離應根據可能造成坍塌范圍進行估算，嚴禁將鉆機直接支撐在孔口，同時鉆機應用“八”字纜風繩拴拉。鉆機安裝就位后，底座和頂端應平穩，不得產生位移或沉陷。

①當鉆至溶洞頂1m左右時，首先準備足夠的小片石或狗頭石（直徑10-20cm）和粘土，粘土要做成泥球（φ15-20cm），對于半填充和無填充的溶洞要組織足夠的水源。其次在1-1.5m范圍內變換沖程，逐漸將洞頂擊穿，以防止卡鉆。

②根據鉆孔的進尺情況，在擊穿洞頂之前，要有專人觀測護筒內泥漿面的變化，一旦泥漿面下降，應迅速補水。擊穿洞頂后，在溶洞內鉆進時，根據填充物的不同，要采取不同的鉆進方法。當充填物為軟弱粘性土或淤泥時，應向孔內投入粘土、片石混合物（比例1：1），沖砸固壁；當為砂層、卵石層時還應提高泥漿的粘度和相對密度。只有當泥漿漏失現象全部消失后才轉入正常鉆進。如此反復使鉆孔順利穿過溶洞。

③對于特大型溶洞或半充填的溶洞或溶洞上方有較厚的沙礫層時，為防止泥漿突然流失，造成孔壁坍塌，采取護筒跟進法施工。具體做法為：首先將φ1.5m的鉆頭擴大至φ1.7m，正常鉆進至溶洞上方約1m處，將鉆頭提起，用振動錘將內徑1.5m、壁厚6mm的鋼護筒砸至孔底，再將鉆頭直徑改為φ1.5m繼續沖砸，直至擊穿溶洞，然后回填粘土片石混合物（比例1：1），采用1—1.5m的沖程將洞內沖砸密實，再轉入正常鉆進。

④對小型或多層溶洞，為防止其不與相鄰孔竄孔或成孔后孔型有葫蘆狀，必要時可灌注低標號砼進行填充，等強后再鉆進。

⑤鉆孔達到設計標高并清孔后，對孔徑、孔深、孔形、豎直高和孔底地質是否與設計相符合，孔底泥漿沉淀厚度等進行檢查，經監理工程師檢查合格后，進行清孔。

⑶第一次清孔

采用掏渣法進行清孔，要求用手摸泥漿無2mm~3mm大的顆粒為止，并使泥漿的相對密度減小到1.1~1.20.降低相對密度的方法是在掏渣后用一根水管插到孔底注入高壓水，使水流將泥漿沖稀，泥漿相對密度逐漸降低達到所要求的清孔標準后，即可停止清孔。

⑷鋼筋籠制作與安裝

鋼筋籠制作采用箍筋成型法。制作后的鋼筋骨架必須放在平整、干燥的場地上。存放時，每個加勁筋與地面接觸處都墊上等高的方木，以免粘上泥土。每組骨架的各節段要排好次序，便于使用時按順序裝車運出。在骨架每個節段上都要掛上標志牌，寫明墩號、樁號、節號等。尤其定位骨架鋼筋，由與護筒頂面標高不同，其長度也不相同，因此更應標寫清楚。沒有掛標志牌的鋼筋骨架，不得混雜存放，避免搞錯，造成質量事故。存放骨架還要注意防雨、防潮，不宜過多。

鋼筋骨架在鋼筋加工場地分段制作，運至現場后吊入孔內，并在孔口進行焊接接長。焊接采用單面焊，焊縫長度須滿足施工技術規范的要求，并將接頭錯開50cm以上。主筋接頭采用搭結焊。為使鋼筋骨架有足夠的剛度以保證在運輸和吊放過程中不產生變形，必要時每隔2m~2.5m在粗箍筋上設十字撐。

鋼筋骨架用吊車起吊，第一段存入孔內后用鋼管或型鋼臨時擱支在護筒口，再起吊另一段，對正位置焊接后逐段放入孔內至設計標高，最后將最上面一段的掛環掛在孔口并臨時與護筒口焊牢，以防止在灌注混凝土過程中下落或被混凝土頂托上升。骨架最上端定位，必須由測定的孔口標高來計算定位筋的長度，并反復核對無誤后再焊接定位。鋼筋骨架在下放時應注意防止碰撞孔壁，如放入困難，應查明原因，不得強行插入，同時要注意觀察孔內水位情況，如發生異常，馬上停止，檢查是否坍孔。鋼筋骨架安放后的頂面和底面標高應符合設計要求，其誤差不得大于±5cm.聲測管采用內徑57mm，壁厚3mm的鋼管，對接時采用內徑為65mm，壁厚3mm，長為10cm的鋼管接頭，內部加入麻絲并將接頭與聲測管焊密實，以防砼漿漏入管內，聲測管的底口用鋼板焊嚴實，頂口也用鋼板焊接，進行密封，以防砼漏入。檢測管在樁基橫斷面上的布置，當直徑小于1.5m時，采用等邊三角形布設；當樁直徑大于1.5m時，采用正方形布設。聲測管直接焊接在鋼筋籠內側，并使檢測管之間基本保持平行。

⑸第二次清孔

由于在下鋼筋籠和導管的過程中，沉淀厚度可能會增大，因此必須采取二次清孔。具體方法是以導管作為作為吸泥泵的吸漿管進行抽漿法清孔。

⑹水下混凝土的配制及灌注

①灌注水下混凝土是鉆孔樁施工的重要工序，應特別注意。鉆孔應經成孔質量檢驗合格后，方可開始灌注工作。

②水下混凝土的塌落度以18～22厘米為宜，并有一定的流動度，灌注水下混凝土的工作應迅速，防止塌孔和泥漿沉淀過厚。灌注前，對孔底沉淀層厚度應再進行一次測定，如超出規定厚度（設計厚度），可用一根水管插到孔底注入高壓水3min~5min，使沉淀懸浮再立即灌注首批混凝土。

③水下砼灌注采用導管法。導管使用前均應調直、試拼組裝，并做水密承壓試驗，準確記錄試壓編號及自下而上標示尺度。將首批混凝土灌入孔底后，立即測探孔內混凝土面高度，計算出導管內埋置深度。漏斗和儲料斗需有足夠的容量，即混凝土的初存量，應保證首批混凝土灌注后，使導管埋入混凝土的深度不小于1m.④灌注開始后，應緊湊、連續的進行，嚴禁中途停工。在灌注過程中，要防止混凝土拌和物從漏斗頂溢出或從漏斗外掉入孔底，使泥漿內含有水泥而變稠凝結，致使測探不準確。應注意觀察管內混凝土下降和孔內水位升降情況，及時測量孔內混凝土面高度，正確指揮導管的提升和拆除。導管埋入混凝土的深度一般控制在2m～4m，特殊情況不得小于1m或大于6m.導管提升時應保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。

當導管提升到接頭露孔口以上有一定高度，可拆除1節或2節導管。此時暫停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的導管，并掛上升降設備，然后拆除，同時將起吊導管的吊鉤掛上待拆的導管上段的吊環，導管拆除后吊起拆除的導管徐徐放在指定位置，然后將漏斗重新插入井口的導管內，校正好位置，繼續灌注。每根樁灌注時間不應太長，盡量在8小時內灌注完畢，以防止頂層混凝土失去流動性，提升導管困難。

在灌注過程中，當導管內砼不滿，含有空氣時，后續砼要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和導管，以免在導管內形成高壓氣囊

⑤當砼面接近鋼筋骨架底部時，為防止鋼筋骨架上浮，采取以下措施：

a.盡量縮短混凝土總的灌注時間，防止頂層混凝土進入鋼筋骨架時混凝土的流動性過小，可采取摻加緩凝劑、粉煤灰等措施增大其流動性；b.當混凝土面接近和初進入鋼筋骨架時，應使導管底口處于鋼筋籠底口3米以下和1米以上處，并徐徐灌注混凝土，以減少混凝土從導管底口出來后向上的沖擊力；c.當孔內混凝土進入鋼筋骨架4m~5m以后，適當提升導管，減小導管埋置深度，以增加骨架在導管口以下的埋置深度，從而增加混凝土對鋼筋骨架的握裹力。當孔內混凝土面進入鋼筋骨架1m～2m后，適當提升導管，減少導管埋深，增大鋼筋骨架下部的埋置深度。

⑥為確保樁頂質量，在樁頂設計標高以上應加灌一定高度，一般樁頂加灌0.5m～0.8m高度。同時指定專人負責填寫水下混凝土灌注記錄，在灌注到接近設計標高時，要計算出還需要混凝土數量，通知拌和站按需要數拌制，以免造成浪費。

⑦在灌注將近結束時，由于導管內混凝土柱高度減小，超壓力降低，而導管外的泥漿及所含渣土稠度增加，相對密度增大。如在這種情況下出現混凝土頂升困難時，可在孔內加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土，使灌注工作順利進行。在 ⑧在灌注混凝土時，每根樁應至少留取兩組試塊，樁長20米以上不小于3組。

㈡挖孔樁施工

1、施工準備工作

①詳細掌握溶洞出現的位置，并大致推斷其范圍大小。

②對有溶洞的樁位地質、水文地質資料進行分析研究，制訂適當的施工方案和施工技術保障措施。

③每個孔位的地質柱狀圖和施工方案都單獨列出，發給有關人員，讓具體操作者、技術人員、作業隊長都知道溶洞的位置、大小、充填情況以及應采取的施工方案。

④施測墩臺十字線及其護樁，定出樁孔準確位置。

⑤在孔位處安裝提升設備，為防止孔口坍塌，在井口周圍用現澆砼進行護壁，厚度20cm，高3m.2、孔壁支護的設計和施工

為保證施工安全，護壁采用鋼筋砼護壁，其結構形式為內外齒型，φ6鋼筋靠內徑放置，厚度為15cm.現澆砼的施工一般采取自制的鋼模板，每節段由三塊拼裝而成。澆注砼時，拆上節，支下節，自上而下周轉使用。模板間用U型卡連接，上下設兩道槽鋼圈頂緊；鋼圈由兩半圓圈組成，用螺栓連接，不另設支撐，以便澆注砼和下節挖土操作。砼用人工或機械拌制，用吊桶運輸人工澆注。

3、井孔開挖

挖掘時，要使孔壁稍有凸凹不平，以增加樁的摩阻力。挖掘方法視土層性質而定。根據地質勘測資料，地質情況由上至下主要分別為雜填土、含礫石卵石粉質粘土、弱風化結晶灰巖、和微風化結晶灰巖。粘土為不透水層，適合挖孔作業，采用短柄鐵鍬進行開挖，每挖掘1m深時就及時用鋼筋砼護壁。含礫石卵石粉質粘土具有一定的滲水性，在此段地層作業要淺進尺，即每挖深0.5米~1.0米左右，就快速支護，以防塌孔。進入到砂層時，沿上層護壁外圍每20cm打入φ20的鋼釬，然后鋼釬上綁扎草袋作為防護，抽完水后澆注護壁，每節最大高度0.5m.當挖孔進尺到溶洞頂面1m時，挖孔作業人員必須系安全帶，安全帶要與井口上的掛梯或安全繩牢固聯系，然后用風鉆鉆一個φ100mm的孔，查看溶洞內是否有承壓水，若有，人員則應迅速撤到地面等其自然排除，水位穩定后再進行抽水，然后繼續開挖。挖穿溶洞頂蓋后，首先用水泵抽掉洞內的稀漿或水，然后將鴿子或活雞放入空溶洞中，呆30分鐘，若正常，方可將作業人員用鋼吊籠放入空溶洞中。隨后用磚砌外圈，且其要有足夠的壁厚、剛度，以防止灌注砼時護壁被擠垮，然后立模澆注鋼筋混凝土護壁。溶洞處理完成后，繼續向下挖進。

若溶洞內無承壓水，在挖穿頂蓋前，作業人員身上的安全帶必須與孔頂上的安全繩或鋼爬梯相連接，以確保溶洞挖穿時作業人員的安全。下洞前將鴿子或活雞放入溶洞中，呆30分鐘，若正常，方可進行洞內作業。進入溶洞后，要根據溶洞內填充物的情況分別采取不同的措施：

①若為空溶洞，首先將積水抽干，用磚砌外圍，然后立模澆注鋼筋混凝土。

②溶洞內有填充物，則根據填充物的種類分別采取不同的措施

a.填充物是中粗砂、粉細砂時，挖進時應淺進尺，強支護，沿上層護壁外圍每20cm打入φ20的鋼釬，然后鋼釬上綁扎草袋作為防護，每節最大高度0.5米。

b.填充物為軟塑壯粘土、含碎石粉質粘土時，采用短柄鐵鍬進行開挖，每挖深1m左右就及時護壁。

挖孔穿越弱風化結晶巖和微風化結晶灰巖時須采用松動爆破的方式進行開挖。當進入爆破施工階段，應讓護壁砼有一定的強度后再進行另一個孔的爆破施工。嚴禁用裸露藥包，必須打眼放炮和嚴格控制裝藥量，以松動為主，以免護壁被炸壞造成坍孔，同時孔壁周圍眼孔要加密，不裝藥，以保證爆破后孔壁完整。

挖孔時應視不同情況采取不同的排水措施。孔內滲水量不大時可用鐵皮桶盛水，人工提引排走，滲水量大時，可用水泵排走。

4、勞動組織

為便于縮短工期，施工順序為一個墩基礎的所有樁孔同時開挖，組織四班制連續作業，即一個孔護壁完成后，在等強過程中進行另一個孔的挖掘工作。每班4~6人為宜，開挖1~2人，提升出土及排水3~4人，井上井下人員交替更換。

五、測量控制

挖孔作業必須隨時處于控制的狀態，以免井孔空間幾何尺寸超差造成質量事故。樁位軸線采取地面基線十字網控制，挖孔作業高程水準點由控制水準基點引致護壁頂面。軸線及高程須經常校核。護壁及模板中線線控制，系按第一節護壁頂面的十字線交點吊大線墜來控制。其后用尺桿找圓周，用鋼尺在第一節護壁頂面的水準點上量高程（或深度），以保證樁位、孔深和截面尺寸始終保持正確。

六、終孔檢查處理

挖孔挖到設計標高后，及時進行孔底處理，做到平整，無松渣、污泥及沉淀等軟層。嵌入巖層深度應符合設計要求，并及時向駐地監理工程師報檢。

七、筋骨架制作及安裝

鋼筋骨架在場外預扎后吊入孔內，為保證鋼筋骨架的正確位置，主筋上安裝砼保護層墊塊，并在鋼筋籠上口設撐拉裝置，以防止鋼筋籠在灌注砼過程中出現變位現象。

八、灌注砼

當孔底及附近孔壁滲入的地下水的上升速度較小時，采用在空氣中灌注混凝土樁的方法。用導管灌注砼，其坍落度為7cm~9cm.開始灌注時，孔底積水深不能超過5cm，灌注的速度要盡可能加快，使砼對孔壁的壓力盡快地大于滲水壓力，以防水滲入孔內。樁頂2m以下灌注的砼，可依靠自由墜落搗實，不必再用人工搗實；在此線以上灌注的砼要以振搗器振實。砼灌注至樁頂后，要將表面已離析的混和物和水泥浮漿等清除干凈。

當地下水上升速度較大時，采用水下灌注砼的方法施工。

九、安全保證措施

1、挖掘時的安全技術措施

⑴挖孔工人必須帶有安全帽、安全繩。取土渣的吊桶、吊鉤、鋼絲繩、卷揚機必須經常檢查。

⑵為防止井口坍塌，必須在孔口用鋼筋砼護壁。

⑶挖孔深超過10m時必須采用機械通風。

⑷挖孔工作暫停時，孔口必須罩蓋。

⑸井孔要設置牢固可靠的安全梯，以便于施工人員上下。

⑹電工、爆破工必須持證上崗，井上、井下作業人員必須身體健康。

⑺孔內照明須使用12V安全電壓和防爆燈。

⑻孔上與孔內人員必須保持有效聯系，孔邊設安全繩與孔下人員安全帶連接，安全繩由孔上人員隨作業面松長。

⑼孔內作業人員連續工作時間不能超過4小時。

⑽孔內爆破時應注意以下事項：

①導火線起爆應有工人迅速離孔的設備；導火線應做燃燒速度試驗，據以決定導火線所需長度；孔深超過10m時應采用電雷管引爆。

②必須打眼放炮，嚴禁裸露藥包。對于軟巖石炮眼深度不超過0.8m，對于硬巖石炮眼深度不超過0.5m.炮眼數目、位置和斜插方向，應按巖層斷面方向來定，中間一組集中掏心，四周斜插挖邊。

③嚴格控制用藥量，以松動為主。一般中間炮眼裝硝銨炸藥1/2節，邊眼裝藥1/3節~1/4節。

④有水眼孔要用防水炸藥，盡量避免瞎炮。如有瞎炮時按安全規程處理。

⑤炮眼附近的支撐應加固或設防護措施，以免支撐炸壞引起坍孔。

⑥孔內放炮后必須迅速排煙，方法為采用高壓風管放入孔底吹風。

⑦一個孔內進行炮破作業，其他孔內的施工人員必須到地面安全處躲避。

⑧爆破時孔口應覆蓋安全網等防護措施，以防飛石飛出。

㈣挖鉆結合法施工

當在挖孔作業中遇到嚴重的流沙或嚴重涌水，挖孔作業難以繼續時，就要改為鉆孔樁的施工方法。具體方法為重新回填粘土片石混合物（比例1：1），采用1—1.5m的沖程將洞內沖砸密實，再轉入正常鉆進。

第四篇：溶洞處理方法

溶洞處理方法

橋梁樁基礎施工中,遇到溶洞的情況并不少見，作為地下隱蔽工程,給施工帶來很大困難, 如處理方法不當,往往會造成掉鉆、卡錘、埋錘、梅花孔、漏漿、塌孔等事故發生,甚至威脅橋梁運營安全。因而充分了解橋區樁位所遇溶洞的發育規律、基本形態、規模大小、溶穴頂板巖層厚度、完整性、洞內充填物形狀等,采取穩妥的措施,保證施工的順利進行,十分重要。京珠高速公路粵境南段大鎮至廣州太和段全長122.34km ,路基寬3315m ,許多橋梁均通過巖溶區。其中第19 標段處于南嶺中南段,地質構造上屬于華南褶皺帶的一部分,區域地質構造輪廓主要有NE 向及EW向構造帶。3 座立交橋樁基設計為嵌巖樁,均處于石灰巖地區。設計地質資料顯示有少量小溶洞,但在施工中發現地質資料不準確。通過地質補鉆揭示溶洞發育,洞內漏水,分布復雜,最大洞高約5m ,溶洞層數多達5 層。鉆孔施工過程中發生過漏漿、地面塌陷等事故,增加難度且影響進度。工程勘察對溶洞區樁基施工前一般采用物探或其它如電磁波層析CT 探測等方法探明溶洞的具體情況。因此,在施工首根樁時發現地質情況與設計資料出入較大后,選擇逐樁超前鉆探,并按設計樁尖標高在完整基巖內加深5m ,確保橋梁的安全可靠性。下面簡要介紹和總結下國內其它大型橋梁樁基施工中溶洞的處理方法：

（一）廣和大橋主橋基礎溶洞處理

廣和大橋位于廣州市白云區石井鎮鴉崗村的白坭河水道上，大橋全長791m，橋寬36m，最大跨徑120m。其基礎采用鉆孔灌注樁，其中：φ150cm64根，φ200cm44根，共108根。施工總工期22個月。本橋位地質屬于第四紀沉積層覆蓋之下，基巖主要為石灰統壺天灰巖。這些石灰紀地層沉積成巖以后，經歷了漫長的地質年代和多次構造運動，形成北東向褶皺，并有大致平行于褶皺軸向的縱斷層和大致與之垂直的橫斷面層。后來經歷了侵蝕和剝蝕作用，并在地下水的化學和機械作用下形成一系列巖溶地貌，最后在第四紀全新世珠江三角洲最后一次海侵中，形成以沖積相為主的第四紀松軟沉積層。從地質資料分析，溶洞分布較廣。主橋位溶洞分布廣而多。在橋位方案論證中，第一方案，28個鉆孔，有12個發現了溶洞；第二方案，28個鉆孔，有17個發現溶洞；第三方案，28個鉆孔，有11個發現溶洞，最大的溶洞約16m。溶洞按其填充狀態可分為空的、半填充的和完全填充的三類：按其填充物的性質可分為粘性土、砂礫和稀土三類；按其漏水情況可分為漏水和不漏水兩類。溶洞的走向與河流的流向相同。根據上述地質條件，從技術、經濟等方面經過比較，選擇了靜壓化學灌漿法、套內護筒法等施工技術配合使用處理溶洞，取得預期的效果，推介如下。

1主橋樁基對溶洞的處理：主橋樁基精確放樣后，在樁基施工平臺上用地質鉆于樁中心進行超前鉆，必要時增加鉆位。根據超前鉆的結果，確定護筒的打入深度。有溶洞的樁位，護筒沉至風化巖層，置于強風化巖面上，這樣可穿過土洞。護筒的底部即為巖層或溶洞的頂部。沒有溶洞的樁，護筒沉放要穿過淤泥質亞粘土、砂礫層，置于砂礫質亞粘土層至少2m深。根據溶洞的不同類型，最后決定兼用兩種不同的施工方案。圖1布孔平面及剖面示意方案a當溶洞內有填充物填滿或有流砂的，或當溶洞為空洞或填充物不滿（水洞）且深度在3m以內的，在鉆孔樁施工前先進行預處理，采用靜壓化學灌漿法固填充物和流砂，或用此法填滿溶洞，在固結體達到一定強度以后再鉆孔施工。方案b當溶洞為空洞，且深度在3m以上的，擬用套內護筒法施工，即用內護筒穿過溶洞的施工方案。2方案：a方案，b施工方法

2．1方案a（靜壓化學灌漿法）施工方法 2．1．1技術要求

溶洞預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間并達到一定的強度（20mpa以上），防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發生，保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。溶洞預處理施工，在鉆孔樁施工之前進行，相當于在樁基礎施工過程中，于 1 鉆孔樁施工工序之前加入一道預處理工序，與樁基施工的各工序一起形成流水作業。圖2用鉆機鉆頭鉆桿壓沉內護筒示意單位：cm 2．1．2施工方案

（1）處理方法選擇由于溶洞埋藏較深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法處理，有效的處理方法是灌漿法。而在眾多的灌漿法中，因溶洞的不規則性，決定了其處理的最有效和比較經濟的方法是靜壓化學灌漿法。因此，采用靜壓化學灌漿法，同時也可兼用噴射灌漿法，促進填充物強度的加強。

（2）靜壓化學灌漿的加固特點漿材可在幾秒或在幾十秒內瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內且不流失，材料的利用率高，比較經濟。漿材的結石率為100％，即1m3體積漿材可得1m3結石體。對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結砂和礫的；對于溶洞中的稀土、亞粘土等土體，漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的；對于無填充物和半填充溶洞的空間，漿液是通過充填作用填滿溶洞的。漿液在土體中的滲透擴散方向是往小主應力面方向，漿液固化后，小主應力面得到加固，而原次小主應力面變成小主應力面。這樣，通過對小主應力面反復不斷的加固，一方面滲透、擠密溶洞中的土體的空隙，充填溶洞的空間，在樁體周圍形成防水帷幕，防止流砂和保證護壁泥漿不流失；另一方面，提高溶洞中土體的承載力和抗剪力形成擋土墻，防止坍孔。

靜壓化學灌漿的關鍵在于漿材的配方和工藝。

圖3內護筒底部及頂部灌漿封縫示意單位：cm（3）工藝設計 布孔：在超前鉆有溶洞的樁位四周均布4個灌漿孔（見圖1）。鉆孔：孔徑80mm，孔深要求達到最深溶洞的底部。

材料：普硅425＃水泥（新標準為普硅32．5mpa水泥）與化學漿。工藝：采用雙液灌漿系統進行全孔灌漿，要求少量多次、反復灌漿。2．1．3主要施工機械設備

主要機械設備有：bw250泥漿泵，bw150泥漿泵，100型鉆機，泥漿攪拌機和貯漿槽，高壓灌漿管及其配件。

2．2方案b（套內護筒）施工方法2．2．1內護筒長度的確定護筒長度l＝h＋3（m）（h為地質超前鉆確定的溶洞高度）

2．2．2內護筒內徑的確定內護筒內徑應大于φ220cm，同時外徑應小于外護筒內徑5cm左右，如果只下一次內護筒（一層溶洞），內護筒內徑選用233cm，壁厚為1cm，則外徑為235cm（主橋外護筒內徑為240cm）。當遇到第二層溶洞時，第二層溶洞的內護筒（即第三次護筒）選用220cm內徑。2．2．3溶洞頂部沖孔

根據超前鉆的資料，當鉆孔施工接近溶洞頂部時，提起鉆頭、鉆桿，移開鉆機（gps－30），采用沖擊鉆機ykc－30沖孔，沖孔鉆頭外徑235cm。用沖擊鉆沖孔時，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，提升高度一般不超過50cm。所有卡扣及鋼絲繩必須先經測試檢查，其它施工工藝及注意事項與常規相同。2．2．4內護筒的沉放方法

（1）當沖擊穿過溶洞頂部時要反復提升沖錘，在頂部厚度范圍上下慢放輕提，沖錘不明顯受阻礙，說明頂部已成孔并且是圓滑垂直的，此時用鋼絲繩活扣綁住內護管，用吊機（或沖機自吊）把內護筒放入外護筒內至孔底。到孔底后，內護筒不會靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等）。此時，gps－30鉆機重新就位。

（2）護筒沉設利用gps－30鉆機進行，在鉆機的鉆桿上附加壓架，利用鉆機的鉆進壓力和鉆桿、鉆頭的重量，使內護筒隨鉆頭的鉆進而下沉，直到溶洞的底部（如圖2）。2．2．5內、外護筒間空隙及內護筒與溶洞底部間空隙的處理

2（1）在內護筒底部及頂部100cm范圍內回填砂、碎石，中部回填中砂（見圖3）。

（2）用高壓噴射灌漿法（施噴法）對回填體進行灌漿處理。灌漿后，內護筒上下兩端空隙被砂、碎石及漿液沖填固結，固結強度要求達到30mpa，其抗滲系數可達10－7m／s。灌漿處理后，即可重新沖孔。

（3）在內護筒頂部及底部100cm范圍內回填小碎石素水泥混凝土，內護筒中部回填砂，同樣能起到堵塞空隙的目的。

（4）對于需要處理多層溶洞的樁基，一般仍采用上述灌漿法填充固結空隙進行施工。目的是為了增加溶洞底部（同時有可能是下層溶洞的頂部）附近填充物的密度和強度，并且增加內、外護筒間的膠合力。

（5）重新沖鉆，直至嵌入完整基巖。當符合設計及規范要求時，經監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相同，并不贅述。3結語

3．1根據溶洞的不同類型，用方案a、方案b進行分類處理，處理方法可靠，各項技術指標均能滿足設計要求。

3．2化學灌漿法對溶洞的預處理達到預期目的，有效防止了鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔現象，可保證成孔及水下水泥混凝土澆注等工序順利完成。套內護筒法要求對施工過程的每個環節（從確定內護筒長度、內徑到沉放方法乃至內外護筒間空隙、內護筒與溶洞底部間空隙的處理）都必須落實到位，便可順利成孔。

3．3只要對其施工過程嚴格把好技術關，可有效縮短工期，保證了工程質量與經濟效益的雙贏。

（二）廣州花都新雅橋

廣州花都新雅橋位于新華鎮建設南路與雅瑤鎮交界處，是連接城區重要交通紐帶。由于地質情況復雜，地下溶洞有3種情況：①覆蓋層中的土洞內一般有充填物，但不密實，空洞范圍一般不大；②基巖中的小溶洞，洞內無充填物，或有充填物，但不密實，即小空洞；③基巖中的大溶洞，洞內無充填物，或有充填物，但不密實即大空洞。溶洞樁基施工方案：

1、對①、②兩種情況，要求施工采用常規的溶洞處理方法，即洞頂打穿后拋填粘土、碎石、整包水泥后沖擠壓密實，凝固后復沖。

2、對③種情況，則要求施工先進行溶洞內的充填加固，把土、溶洞用水泥、粉煤灰漿填滿，7天后再進行成孔。對少量上面覆蓋層地質較差的、砂礫層很厚的、一旦漏漿會塌孔情況，則采用加打鋼護筒護壁措施。溶洞樁基處理方案：

1、對于封閉的比較小的溶洞，采取注漿措施，提供成孔條件穿過溶洞。若洞內無填充物，則采取先填充碎石或干砂，然后注漿；若充填物呈軟塑狀態時，直接注漿固結。

2、溶洞內無填充物需向洞內填充砂子的，選擇一個合適的孔位，放入并固定鋼套管，將注砂管與鋼套管相連接，在注漿前灌砂。用壓風機將干砂壓入，為防止洞內高壓阻止灌砂，利用其它孔作為減壓孔。待達到計算的填充體積，壓力穩定，即可停止。

3、對于一些溶槽、溶溝、小裂隙等，沖孔時可采取投放片石、粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到護壁作用，保證泥漿不流失，使鉆孔順利通過巖溶區。樁基套管鋼護筒要求

φ1200mm樁的套管鋼護筒的內徑為1350mm，采用10～12mm厚的鋼板卷制而成。采用的鋼護筒長度為24～32m，分節運到現場。有大溶洞需要打鋼護筒的樁基，先用φ1350mm的樁機錘成孔至溶洞頂，采用60kW以上的振動錘和25t以上的吊機配合打設鋼護筒。鋼護筒采用分節吊裝焊接，分節高度為8．0～10．0m，孔口對焊，振打入樁孔內，一般每節振打只需5～20分鐘。

實施情況：

施工過程中，曾發生過以下幾方面的情況，按相應要求采取了巖溶地區樁基沖樁施工技術處理，取得很好的施工效果：

1、原設計樁底巖層不好。多次遇到沖孔快到終孔標高時，但巖樣不是微風化巖，不能終孔，需超前鉆取樣重新確定樁底標高。

2、意外跑漿。地質資料揭示無溶洞或只有很小的溶洞，但突然發生跑漿，估計是擠破了旁邊大溶洞的洞壁，或小溶洞與旁邊的大溶洞是相連的。采取投放片石、碎石夾粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到護壁作用，使鉆孔順利通過巖溶區。

3、遇到巖面是斜面，發生了偏孔，應低錘輕沖擊、慢沖擊，要多次拋塊石糾斜，因為打斜巖應低錘輕沖擊、慢沖擊。

4、遇到較大的土洞、空溶洞時，或連體薄層深洞迅速跨塌，出現掉錘現象，在快到溶洞項板2m距離位置時應低錘輕沖擊、慢沖擊，減少溶洞大面積跨塌錘現象。

5、遇到混凝土卡管及混凝土不合計量的現象，測試分析混凝土由于坍落度為12cm及施工人員未用水沖洗濕潤管，混凝土和易流動性差是造成塞管的原因，混凝土坍落度以18～22cm為宜；澆筑導管必須密閉良好，澆筑時先放置隔水塞，澆注混凝土必須連續、快速；混凝土灌注與計算偏大是孔中有漿浸入溶洞，在溶洞地區澆筑樁基混凝土應增加，備料應不少于十立方米。施工驗樁結果：

整座橋樁基的質量是符合設計要求的，達到優良級標準（超聲波檢測結果一類樁占98％以上，其余也均為合格樁）。盡管巖溶地區地下情況千變萬化，但通過我們的認真分析，采取有效的巖溶地區樁基沖樁施工技術對策、措施來處理施工，做好超前鉆孔，重點注意沖樁成孔，控制灌注混凝土，巖溶地區樁基沖樁施工質量安全也是容易控制的。

通過本工程的實踐，我們認為：巖溶地區樁基沖樁施工的施工技術措施，應做好超前鉆孔，重點注意沖樁成孔，控制灌注混凝土，一定能達到我們施工的期望。

（三）京珠高速公路靠椅山至大鎮段

京珠高速國道主干線粵境南段靠椅山至大鎮段54座橋梁中，有17座處于溶洞地區。其中練屋中橋、壩子中橋和橫石水大橋巖溶極為發育，樁的垂向溶洞個數為1 ~ 13個，其中最大的達22.1m。溶洞內有的有充填物，多為亞粘土或亞砂土；有的為半充填或無充填(空洞)；有的溶洞不漏水，有的為半漏水。在這橋梁施工中，遇到許多問題，經采用相應措施，比較圓滿地完成了樁基的施工任務。2 溶洞地質樁基的施工方法

2.1 常規成孔法(按照無溶洞地質考慮)當溶洞內有充填物，是可塑或軟塑的亞粘土，并且溶洞不漏水，這時不官溶洞有多大，也不管溶洞垂向數量多少，都可以不考慮溶洞的存在，而按照正常的地質情況施工。可以采用人工挖孔或沖擊鉆成孔。練屋中橋大多數溶洞內充填物為亞粘土，物理力學性質較好，濕密度1.88g/cm3，天然孔隙比為0.899，塑性指數為12.3%，容許承載力為190kPa，洞內的土質和溶洞外的土質沒有什么區別，可以按無溶洞的情況施工。練屋中橋和橫石水大橋在樁的上部采用人工挖孔，自地表挖至11 ~ 17m時，已經穿透了透水層和一些溶洞，施工沒有受到溶洞的影響。再往下改為沖擊鉆成孔，也不骨出現漏漿和坍孔現象，按照正常的地質情況施工。2.2 片石粘土筑壁法

溶洞內無充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以內，但存在嚴重漏水,護筒內水頭高度不能保持時，可采有片石加粘土(按1:1體積比)回填沖擊，使其形成泥石護壁。反復多次回填片石粘土，反復沖擊直至形成泥石護壁不再漏漿為止。練層中橋和橫石水大橋大部分樁基是采取這種方法成孔的，這也是個比較成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工時，鋼護簡必須穿透砂礫及卵石層等透水層，座落在不透水的亞粘土層上，這樣可以防止由于溶洞漏水，水頭高度急劇 4 下降而造成的坍孔。在地下水容易控制的地質情況下，也可以采取人工挖孔砼護壁的方法施工，并且 要穿 透透水層，座落在亞粘土層上。練屋中橋、橫石水大橋均采取這種方法施工。有些樁在施工中幾次嚴重漏水，護筒內水頭高度急劇下降，均未出現坍孔現象。練屋中橋第一次進場的施工隊，就是因為鋼護筒很短，沒座在亞粘土層上，造成坍孔，導致鉆頭被 埋在孔內。打油林小橋4#樁、壩子中橋14#樁也都由于這個原因造成坍孔。壩子中橋9#樁坍孔時還將鉆頭埋在孔中。

2.3 鋼護筒跟進法

溶洞較大，洞內無充填物或流塑充填物，漏水很嚴重，采取片石加粘土反復打密，仍然無法形成泥石護壁的，可采取鋼護筒跳進法施工。該方法就是一面沖孔，一面接高護筒，并且將其震動下沉至已鉆成的孔內，有以隔斷溶洞內流塑充填物或水的活動。

鋼護筒跟進有兩種施工方法。一是沖擊鉆成孔鋼護筒跟進法。還有一種情況就是樁孔穿過多個溶洞，并且均已成功造壁，在下面沖孔時，上面已形成的泥石護壁坍塌漏水并且無法解決時，可以鋼護筒跟進到這個溶洞位置堵漏，漏幾個溶洞鋼護筒跟到幾個溶洞。

當地下水很小并且容易控制時，應優先采用人工挖孔、砼護壁的方法施工。這種方法的優點是速度快、質量好、成本低。

人工挖孔樁所有樁孔可以同時開工，進展快。砼護壁的中心、垂直度及孔徑大小易于控制，使鋼護筒和井壁有較小的間隙，利于鋼護筒下沉，給一層護筒到底創造了條件。人工挖樁設備簡單、成本低。但人工開挖法受一定深度限制，并要注意工人的安全。

在地下水非常豐富、樁孔內的水不易抽干、人工無法挖孔作業時，可采用沖擊鉆成孔鋼護筒跟進法施工。施工中應充分利用沖擊鉆的擴孔性能，使鋼護筒能順利下沉。一般鉆頭外徑和鋼護筒內徑空隙控制在3 ~ 5cm，保證沖擊店在護筒內順利提升或下沖為度。在護筒跟進很困難時，可以先下在大護筒后下小護筒，然后割掉在大護筒下緣以上的內護筒，以保證樁砼與外護筒的連接。

如果沖擊鉆在堅硬的巖石中的擴孔系數較小，不能使鋼護筒下沉時，可采用小藥量電雷管焊破，保證 鋼護筒順利下沉，可在井口上部估一個簡易導向裝置進行控制。

在井口用20槽鋼焊一個井字架，兩槽鋼間的距離大于鋼護筒外徑10mm左右。在距孔口4 ~ 5m的位置 設一個導向用的環形鋼筋，內徑也是大于鋼護筒外徑10mm左右，錨固在砼護壁上，鋼護筒沿這兩個定向裝置下滑。上下鋼護筒拼接時，用2臺經緯儀(或2人持垂球)在兩個垂直方向看護筒邊緣均在豎直線上，護筒是豎直的。拼好的鋼護筒沿導向裝置下滑。為保證鋼護筒順利下滑，要求樁孔要豎直，無歪斜、縮頸。鋼護筒孔徑要準確，連接要順直，用卷板機成型。鋼護筒要有一定的剛度，鋼板厚為8 ~ 10mm為宜。

由于鋼護筒外緣與人工挖樁砼護壁或沖擊鉆的孔壁還有一定的問隙，樁頂在水平力作用下可能產生一定的水平位移，在施工中可采取一些措施予以解決。

(1)將鋼護筒上端4 ~ 5m左右高度割掉(在人工挖樁有砼護壁的情況下可以這樣做，否則易坍孔)，澆注樁身砼并與砼護壁連在一起，5m以下的部分也可滲入一些砂漿，使鋼板和孔壁也能連接在一起。這樣做既保證了樁的質量，還可節約一部份的鋼板。

(2)在孔口澆注厚30cm的砼封蓋。在封蓋上鋼護筒和井壁間預留2個孔，一個孔用作注漿，一個孔留作排氣。用灰漿泵將水泥漿壓入護筒與護壁間的孔隙中，將灌注樁與井壁連在一起。3 坍孔

鋼護筒只有1 ~ 2m高，座落在砂礫和卵石層上。當沖擊到溶洞后，突然漏漿造成水頭高度急劇下降，砂礫和卵石層失去穩定，形成漏斗狀的坍孔。壩子中橋9#孔、打油林小橋4#孔均由于鋼護筒埋得太淺，沒有座落在亞粘土不透水層上，造成坍孔。3.1.1 預防坍孔的方法

(1)在地下水可以控制的情況下，可優先考慮人工挖樁砼護壁，穿過透水層座落在不透水的土層 5 上，這種方法預防坍孔比較有效。練屋中橋和橫石水大橋都采用了人工挖孔砼護壁，并且都座落在亞粘土層，即使溶洞漏水很厲害，在回填片石粘土反復沖擊反復漏水的情況下，仍未出現坍孔現象。

(2)采用沖擊鉆沖孔施工時，可將鋼護筒座落在亞粘土層上，再繼續沖擊成孔，也可避免坍孔。(3)發現漏漿及時補水。3.1.2 坍孔的處理方法

(1)當成孔深度不大時，可全孔回填粘土，并暫停一段時間后，再深埋鋼護筒不透水層方可重新鉆孔。

(2)當成孔深度較大時，可將鋼護筒一直座落在坍孔的嗽叭口下緣的亞粘土層上，護筒周圍回填粘土，擠實，再重新鉆孔。3.2 卡鉆

卡鉆的原因和處理方法：

(1)沖擊鉆刃腳磨鈍、孔徑變小，造成卡鉆。應經常對沖擊鉆進行補刃。(2)孔不圓，形成梅花孔。最好用6刃和4刃鉆頭打圓孔，不用一字鉆。

(3)鉆頭在沖擊填充的片石時，進起的石塊將鉆頭和孔壁的空隙擠住，鉆頭不能上下。可放小炮震活鉆頭，也可用小沖擊鉆沖動，或用沖吸的方法將卡在鉆頭的石碴松動再提出。

(4)鉆頭沖破溶洞頂板，掉入溶洞，鉆頭傾斜，提不出來，應放小炮炸頂板巖。一般用藥量為300 ~ 500g即可，一次不行可反復幾次。

(5)卡鉆時不宜強提，免得拉壞機械，拉斷鋼絲繩，掉鉆頭。練屋中橋在刃腳焊2圈鋼筋擴孔，卡住了，用卷揚機強拉，結果卷揚機拉壞了。3.3 斜孔

斜孔是由于巖石表面傾斜或出現探頭石，致使鉆頭沿軟的低的部位下滑造成的。解決的方法是回填片石，也可以灌注水下砼，待強度形成后用小沖程打緊繩反復沖擊，直至調正過來為止。過大的沖程會成孔不圓，造成斜孔，一般應采用1 ~ 4m為宜。3.4 漏漿

在沖擊成孔中，由于有的溶洞與地下暗河或其他溶洞相通，泥漿迅速流走，水頭高度急劇下降，造成漏漿。在溶洞樁基施工中，要在孔邊備足一定數量的片石和粘土，一旦出現漏漿，要及時回填片石粘土沖擊造壁，并且馬上補水，防止水頭高度繼續下降。3.5 坍孔埋鉆

埋鉆的原因是坍孔造成的。施工中發現漏漿應立即將鉆頭提到孔外，如果未及時提鉆，漏漿后坍孔，鉆頭便被埋在孔中。

(1)人工挖土鋼護筒跟進法。樁孔進尺較短，地下水易于控制，沒有大的承壓力，人可以下到樁孔中去挖坍落的泥石，邊護筒跟進。要注意工人的安全，一直挖到鉆頭的位置，護筒也跟進到鉆頭位置。

(2)真空吸渣法。將導管置于坍孔的底部，用9m3空壓機通過鋼管壓入空氣吸出沉渣。這種方法適用于坍孔的石子粒徑小于25cm(導管的內徑)。

在溶洞地區進行橋梁樁基施工是比較困難的，如何在施工中實施對樁基質量的有效控制顯得爓為重要。本方結合京珠高速公路粵境南段靠椅山至大鎮段的實踐經驗，對如何根據工程特性選擇合適的施工方法，保證樁基的質量作了初步探討，希望在同類的工程施工中提供參考

第五篇：溶洞處理方法

2.溶洞的分類

根據地質結構和溶洞的情況及發育情況，溶洞可分為以下幾種類型：

2.1 按溶洞的大小分 ①大溶洞：溶洞高度＞3m；②小溶洞：溶洞高度＜3m.2.2 按溶洞填充狀態分 ①全填充溶洞：洞內完全充填亞粘土、亞砂土、粘性土等，充填物呈硬塑、軟塑、流塑狀；②半填充溶洞：洞內約一半有填充物，頂部為空腔；③無填充溶洞：洞內無填充物即空洞。

2.3 按是否漏水分 ①全漏水溶洞：嚴重漏水并與其它溶洞或地下河連通；②半漏水溶洞：溶洞洞壁存在裂隙，有滲漏水現象；③不漏水溶洞：溶洞完整，無滲漏水現象。

2.4 按溶洞垂向個數分 ①單個溶洞：樁基范圍內僅有一層溶洞；②多層溶洞：樁基范圍內有多層溶洞。

3.方案選定

根據溶洞大小及填充情況等，選定經濟可行的處理方案

4.溶洞處理方法

4.1 壓注雙液漿法 注雙液漿一般適用于10m以下半填充或全填充溶洞的處理。

①目的：溶洞內注雙液漿預處理的目的是為了加固溶洞填充物和填滿溶洞空間，并達到一定的強度（20mpa以上），防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發生，保障成孔及水下混凝土澆注等施工工序的順利完成。②加固原理：注雙液漿加固的特點是注漿材料可在十幾秒或幾十秒內瞬間凝固，可控制漿液灌注在一定范圍內且不流失，材料的利用率高，比較經濟。漿材的結石率為100%，即1m3體積的漿材可得1m3的結石體。對溶洞中的砂、礫等土體，漿液是通過滲透作用板結砂和礫的；對于溶洞中的稀泥等土體，漿液是通過劈裂、擠密作用加固土體的；對于無填充物和半填充的溶洞，漿液是通過充填填滿溶洞的。③工藝 壓漿材料采用普硅32.5r水泥與化學劑（水玻璃）。a布孔 根據橋墩臺樁基布置和溶洞分布，每個墩臺布置6～8個壓漿孔。b鉆孔 用地質鉆機鉆80mm～110mm的注漿孔，孔深達到最深溶洞的底部。注漿管插入溶洞下部。c壓漿 采用雙液壓漿系統進行全孔壓漿，要少量多次、反復壓漿。雙液漿配制時，控制漿液比例，反復試驗，掌握漿液的最佳凝固時間，凝固時間太快，不利于注漿施工，凝固時間太慢，漿液流動性大，用量大，不經濟。

4.2 灌砂、壓漿法 灌砂壓漿是溶洞預處理方案之一，一般適用于6～10m無填充溶洞的處理。主要通過灌砂填塞溶洞空間，采用壓漿將洞內砂礫板結、凝固成堅實的混和體，防止在鉆孔過程中出現漏漿、塌孔等現象。灌砂壓漿孔和注雙液漿鉆孔施工方法相同。

灌砂采用干燥、潔凈的中粗砂，并進行清篩，防止雜物堵管。一個橋墩內各注漿管內灌砂、注漿輪流進行。灌砂時分幾次進行，第一次灌砂高度約4～5m，然后將注漿管插入灌入的砂中一定深度，向砂中壓入一定量的水泥漿。壓漿后采用清水沖洗注漿管，防止水泥漿粘附在管壁上，影響下一次灌砂、注漿。注入水泥漿初凝后，進行下一次灌砂、壓漿，反復進行，直至灌滿，使溶洞內充滿砂漿。

4.3 填充粘土和片石法 粘土和片石填充適用于高度6m以下全填充、半填充和無填充的溶洞處理，其方便、快捷，節省費用。

當鉆孔至溶洞層時，一般護筒內泥漿會全部或部分流失，嚴重時會造成塌孔，這時可采用片石加粘土（按1：1體積比）回填，溶洞較大時可加入部分水泥，回填一層、采用鉆頭沖擊一遍，盡量使片石和粘土保持密實，直至回填至溶洞頂部1～2m.溶洞回填完成后，向鉆孔內注入稠度較大的泥漿，使其自然浸入片石縫隙內，然后采用鉆頭沖擊，使片石和粘土擠入溶洞內，形成泥石護壁。若溶洞內泥石護壁出現漏漿時，應再次回填，反復回填、反復沖擊，直至不再漏漿為止。

采用回填片石、粘土處理溶洞時，鋼護筒須穿透砂礫等透水層、坐在不透水層上，尤其是多層溶洞，以防止出現溶洞后孔內水頭急劇下降而造成坍孔。

4.4 灌低標號混凝土法 對于較大的溶洞，尤其是半填充或無填充溶洞，有時采用填粘土和片石的方法難以成孔，或者成孔后灌注水下混凝土時孔壁被擠垮，這時用灌低標號混凝土的方法處理。

施工準備和開孔方法同填粘土塊和片石方法，當擊穿溶洞頂板時，為節約混凝土灌注量，可先填粘土塊和片石，反復沖擠，待溶洞填注基本飽滿時，再灌低標號混凝土至溶洞頂1m 以上，待混凝土達到一定強度后再繼續鉆孔。

4.5 鋼護筒跟進法 在溶洞較大，洞內無填充或有流塑充填物，漏水嚴重或與暗河連通時，采取上述方法無效時，可采取鋼護筒跟進法施工。就是一面沖孔、一面接高護筒，并將其振動下沉至已鉆成的孔內或溶洞內，用以阻斷溶洞內流塑充填物或水的流動，便于鉆孔施工。①內護筒內徑的確定 現場根據樁孔穿過大溶洞的數量，確定內護筒級數，每增加一級，內護筒內徑增加0.2m，最小一級內護筒直徑大于樁徑0.2m.為保證內護筒的剛度，防止受壓變形，鋼護筒采用10mm 鋼板卷制。下沉內護筒時，由大到小，分級逐次下沉進行。先鉆大孔，下沉大護筒，再鉆小孔、下沉小護筒。如果穿過1層溶洞，就采用1級內護筒，每增加1層溶洞，就增加1級內護筒。護筒跟進法施工順序見下圖1.②內護筒長度的確定內護筒長度的確定，護筒長度l＝h＋3（m）（h為地質超前鉆確定的溶洞高度），如果內護筒太長可分節下沉，在孔口焊接連接。

5.巖溶地區鉆孔樁施工方法

①巖溶地區鉆孔樁施工工藝流程圖見圖2.②由于鉆孔樁施工是個比較成熟的施工工藝，本文就不再敘述。

在巖溶地區鉆孔樁施工中特別應注意以下幾個問題：①施工準備 根據地質資料預測施工中可能出現的問題，制定施工方案，并向鉆機操作人員進行技術交底。樁孔附近要備足回填材料和挖掘機、鏟車、水泵等機械。②鉆孔 鉆機時泥漿要稍稠，現場泥漿池內盡量多備些泥漿，在溶洞穿孔后及時補漿。施工中要加強鉆孔地質檢查、復核，并密切注意觀察鉆機工作情況、周圍地表沉降和護筒內水位變化，防止不正常情況發生。根據地質柱狀圖，在接近溶洞時勤觀察、勤檢查，鉆頭沖擊巖層的響聲、抽取的巖樣判斷是否接近巖溶地層。接近巖溶時主繩放長量控制為1～2cm，防止擊穿溶洞頂板時造成掉鉆、卡鉆現象發生。鉆穿溶洞頂板時一旦漏漿，及時投放粘土塊、片石并補水補漿，保持孔內水位高度。漏水嚴重時，可填充稻草和水泥等混合物，每次填滿后補漿補水，再重新沖擊鉆進，擠壓填充物填充溶洞或堵塞溶洞，最終至不漏漿為止。通過溶洞層后，繼續鉆孔，直至設計深度。③灌注混凝土 灌注中導管提升時，要根據溶洞情況確定導管埋深，避免灌注過程中擠破溶洞混凝土面突然下降，造成斷樁事故發生。樁頂灌注標高應比設計標高超灌1m以上，灌注完成后觀察30分鐘左右，如果混凝土面沒有變化才拔出導管。