平阴黄河大桥岩溶区桩基施工技术

袁魁

摘要：平阴黄河大桥跨越黄河，47#主墩桩基处于岩溶区，且溶洞复杂、大小不一，在岩溶区进行深桩基施工面临着严峻的挑战，论文介绍平阴黄河大桥岩溶区深桩基的施工关键工艺。

关键词：岩溶区；黄河大桥；施工技术；深桩基

1．工程概况

平阴黄河大桥47#主墩桩基处于岩溶位置，其中47#墩下桩基直径Φ2.2m，共50根，单根长95m，桩基按10×5（横桥向×顺桥向）布置。穿越的主要地层有粉土、粘土、粉质粘土、碎石土、含碎石质粘土、含粉砂质粘土，石灰岩及溶洞，桩基采用C30混凝土。

2、主要施工方案

2.1、工程简介

平阴黄河大桥47#主墩桩基处于岩溶位置，通过逐桩钻探资料显示，溶洞有以下特点：

1）场地内石灰岩岩溶裂隙发育严重，溶洞大小不一，溶洞高度1.0～12.7m，溶洞内充填有裂隙粘土或粉质粘土，多为半充填。

2）溶洞分布深度多数在地表86m以下，溶洞高度多数大于5m，多数属于较大溶洞。

2.2、关键工艺

2.2.1成孔工艺

47#墩桩基底部存在溶洞，先用冲击钻进行回填封堵进行施工，但冲击钻施工速度慢，特别的上部土层中容易糊钻，成孔速度难以保证，所以采用了旋挖钻+冲击钻接力的方式。根据逐桩钻探的结果，旋挖钻施工上部土层，冲击钻施工下部岩层。钻孔采用优质php泥浆进行护壁。

图2-2施工流程图

2.2.2预注浆施工

在有溶洞的桩基外径圆周上钻孔，利用φ=108mm的钢管做套管，然后灌注套壳料，安装袖阀管，待套壳料凝固后从袖阀管内穿注浆管（直径2.5cm无缝管），自下而上在溶洞位置处注浆，注浆压力2～3Mpa左右，当注浆量明显变小时，将钢管提升50cm后再进行注浆，如此反复循环，直至穿过桩基溶洞区高度范围。

2.2.3粘土碎石封堵溶洞工艺

1）采用正常施工方法冲进至溶洞顶约2m处，采用小冲程施工，冲程高度不得大于1.5m，冲进至溶洞范围内若出现孔内漏浆，迅速用大功率泥浆泵补浆补水，及时提冲击锤，同时采用挖掘机、装载机将施工前准备好的粘土、碎石混合物投入桩孔，每次回填厚度应根据溶洞大小超过溶洞顶3-5m。

2）投放后观察孔内泥浆是否还在继续下降，若无下降，则采用小冲程进行反复冲砸，让钻锤击碎粘土和碎石并挤入溶洞内壁发挥护壁作用。若仍在继续下降，应继续抛投碎石、粘土混合物。

3）在钻进过程中，若冲钻至溶洞位置处再次出现孔内泥浆急剧下降，需要在粘土碎石混合物中添加20%的袋装水泥，水泥应分层整袋投入。投入完成后，使用冲锤将孔底的混合物冲散，反复回填冲孔3次，静置6-8小时后，按照正常施工方法冲进，若施工中再次出现孔内漏浆情况，则重复按照以上步骤，直至穿过溶洞达到设计孔底标高。

2.2.4二次压浆工艺

二次注浆利用钢筋笼上绑扎注浆管，采用压浆工艺将溶洞处混凝土不密实的位置进行注浆充填，起到弥补桩基局部混凝土缺陷的作用。

压浆管采用直径φ32mm焊管，壁厚3mm，沿钢筋笼周圈布置4根，与钢筋绑扎或焊接固定牢固。注浆材料采用P.O32.5普通硅酸盐水泥，水灰比W/C=0.7，视现场压浆泵压情况调整。

根据以往经验，在已经浇筑的混凝土层中注浆需要较大压力，约2.5MPa～5MPa之间，根据浆液注入速度的变化，并且记录浆液压力的变化，当压力发生突变时，应停止注浆及时检查是否发生异常情况。

二次注浆施工顺序根据桩基砼灌注先后顺序，在桩基混凝土灌注完成后的10—48小时内尽快完成。桩基砼灌注后，受溶洞影响失浆或离析都会引起砼固化缓慢，在浇筑10小时后，混凝土基本已经初凝，此时灌浆对溶洞处进行带压力充填，及时给溶洞处未能完全初凝的砼补充同等水灰比水泥浆，填补粗骨料之间缝隙，使其密实。

3、结语

1.岩溶区桩基施工是个复杂的过程，需要采用多种工艺综合进行处治，确保桩基的施工质量。

2.旋挖钻和冲击钻接力进行施工，充分发挥了这两种机械的长处，加快了施工进度。

采用上述工艺施工，我部47#主墩岩溶区桩基已经顺利施工完成，而且50根桩基全部是Ⅰ类桩基。

参考文献：

[1]《公路工程地质勘测规范》（JTGC20-2011）

[2]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）

[3]《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）

[4]《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63-2007