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溶洞处理方案

全填充式溶洞处理方案

一、工程概况:

桥址区地层从上到下依次为:填筑土、种植土、淤泥质土、粉质黏土、细砂、中砂、粗砂、角砾土、圆砾土、碎石土、卵石土、风化煤层、风化页岩、风化砂岩、风化灰岩、风化泥灰岩、风化粉砂岩。本次勘察揭露岩溶等不良地质。特殊岩土层为谷地中软土和煤层，影响拟建桥台、墩的稳定性，须采取相应的处理措施。岩溶影响拟建桥台、墩的稳定性，桥梁基础应嵌入完整连续的灰岩内，且应保证桩端持力层及其应力扩散范围内不能存在有溶洞、溶槽或其它临空面。桥址区地表水为河沟水，受季节影响明显。基岩裂隙水主要赋存于砂岩、灰岩中，水量较贫。岩溶水主要赋存于灰岩岩溶发育部位，基岩在钻探过程中，存在溶洞的钻孔及部分基岩裂隙较发育的孔，钻至溶洞及裂隙处出现微弱,严重漏水现象，说明溶洞或裂隙及溶隙间有一定的连通性，且存在较大的储水空间，其水量丰富。地下水的补给来源于大气降水及砂层和溶洞、溶隙的侧向迳流补给，向下游排泄。溶洞情况:通过对桩基地质勘察资料统计，绝大部分桩均存在溶洞，且溶洞数量都在2个以上，溶洞高度0.1,26.9m不等，其中8m以上溶洞共有76个，有全充填、半充填、无充填三种。溶洞充填物有粉质粘土、灰岩碎块、卵石土。马渡互通桥、乳源河及江湾河桥溶洞数量统计表见表2-2。

表2-2桥梁溶洞数量统计表

工程名已勘溶洞溶洞桩0,3m3,8m8m以上备注称察桩数所占比高高高

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总桩例溶洞溶洞溶洞

数

马渡互497个28056%470个153个51个含匝道通桥桥乳源河102个8280%332个88个13个大桥

江湾河85个4958%50个37个12个大桥

三、施工方案

3.1方案概述

根据地质勘察资料，本工程溶洞有全填充式、半填充式和无填充式三种形式，本文重点阐述全填充式溶洞桩基处理方案，根据溶洞情况，拟采用预处理(压浆、灌注砂浆、灌注低标号小粒径碎石砼压注、旋喷帷幕)和施工过程处理(钢护筒跟进、抛填片石、粘土和水泥)两种方法施工溶洞桩基，以达到安全、质量可控、实际操作可行和成本最佳的预期目的。对于大型溶洞，在桩基开工前必须进行预处理，钢护筒跟进、抛填片石、粘土、水泥等过程处理是对预处理缺陷的一个应急处理方法。

3.2施工前的准备

3.2.1人员组织

开工前专门组织有关技术人员研究学习有关溶洞处理的措施，并且成立了溶洞处理应急小组。施工现场派4名技术人员分两班在工地24小时轮流值班，发现问题及时上报处理。同时组织桩基队钻机机

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长学习溶洞处理的知识，使他们对溶洞处理心中有数。总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。

3.2.2材料准备

根据分析掌握的数据，准备足够的粘土、回填的片石及钢护筒，以便能在出现溶洞时及时处理。

3.2.3机械配备

根据现场施工情况要提前准备好充足设备，以免施工中因设备发生故障或损坏时无替换的设备而导致停工待机状态。

3.3全填充式溶洞处理方案

对于全充填的大型溶洞一般采用压浆或旋喷帷幕法处理溶洞桩基，。

3.3.1.1概述(压浆法)

在溶洞周围钻孔(D=108mm)，钻穿顶板后用Φ89mm钢管(与隧道大管棚施工类似)打入溶洞底部。在钢管底部起至上50cm范围内进行梅花形钻孔，钻孔间距10cm。注注浆压力2,3Mpa左右。注浆过程中，当注浆量明显变小时，将钢管提升50cm后再进行注浆，直至将溶洞内填充物在桩基施工范围内全部固结。

3.3.1.4施工工艺(压浆法)

1、布孔

根据桥墩桩基布置和溶洞分布，浆液扩散半径取经验值0.6m，在溶洞桩基钢护筒周围向外50cm布置注浆孔，注浆孔直线间距按1m左右布置，注浆孔布置图如图3-1所示。

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图3-1注浆孔布置图

2、钻孔

用地质钻机钻注浆孔，钻穿溶洞顶板后取出套管及钻具跟进Φ89mm钢管。采用小型机具将钢管打入溶洞填充层至溶洞底部。

3、注浆

注浆材料及配比参数

注浆材料采用42.5R级普通硅酸盐水泥，水灰比W/C=0.8/1。水灰比根据现场情况可做适当调整。

注浆压力

根据相关实验和以往实践经验，在全填充卵石土层中注浆需要较大压力，约3MPa,5MPa之间。而实际注浆过程中注浆设备的泵压是跳动的，因此选择合适的注浆泵后，在实际的注浆过程中并不需要调整注浆压力，而是控制浆液的注入率，并且记录浆液压力的变化。当压力发生突变时，应及时检查是否发生异常情况或者停止注浆。

注浆范围

根据相关实验和以往实践经验，注浆时浆液扩散半径取0.6m，

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注浆的范围如图3-2所示。

由图3-2可以看出，采用压注水泥浆法对溶洞桩基进行预处理，能在该桩周围形成水泥帷幕，从而能保证冲进成孔时