桩基溶洞和塌孔处理方案

##立交桥Z4、Z5 桥墩桩基旋挖钻钻孔溶洞和塌孔

处理专项施工方案

一、背景资料

1.1设计简介

本项目为##市##区##隧道至##大道和##的桥梁工程，共分A、B、D Z线桥，其中A线预留接口，暂不实施。Z线跨越##大道至##河南岸后下地，B线桥从隧道出口右转弯进入##大道, D线桥为##右转跨##可进入##大道匝道。

Z线桥从隧道出口至##，桥面宽16.0米，全长226.68米，分为四联。第一联为20米钢筋混凝土简支梁，第二联为16米钢筋混凝土简支梁，第三联为33米+47米+35米钢箱梁，第四联为33.5 米+37 米预应力钢筋混凝土箱梁。

在主线KZ0+533.9〜KZ0+626.1 段内，有Z4-1、Z4-2、Z5-1、Z5-2 共4 根桩基，桩径2m 设计桩

长22〜33m计算孔深25〜36m

1.2自然条件

1.2.1地域条件

场地正北面为贵惠路，西侧为##小区和黔光铝制品厂，东侧为待拆住宅楼，南临##可。整体相对

平整。见附图。

1.2.2地质条件

（一）岩性根据现场地质勘探成果，区内地层为：

⑴杂填土，杂色，含植物根系及少量有机质，结构松散，厚0.5〜3.01m不等，厚薄不均

匀，分布广泛，平均厚度为2.07m。

⑵粘土层，褐黄，可塑，粘性较好，局部夹少量风化碎屑。广泛分布在场地内，但分布厚度极不均匀，局部溶槽或溶隙内厚度较大，厚度 3.85〜9.3m不等，厚薄不均，平均厚度为

6.65m。

⑶中风化白云岩，灰白，深灰色，薄层状构造，埋深9.36〜16.17不等，厚薄不均，平

均埋深为12.13m,偶夹泥岩，局部见少量方解石脉，节理裂隙较发育，岩体较破碎，岩心多呈沙状，碎块状，柱状。

详见附钻孔柱状图。

（二）地下水

该场地裂隙纵横、岩体破碎、岩溶发育、地下水丰富。桩孔开挖之初，地下水即通过基岩构造裂

隙、风化裂隙、溶蚀裂隙、溶洞集积于此。施工部位濒临##可，场地高程1060.1m，##可高程

1051.3，水深以1m计，桩孔下挖7.8m即与##河面持平。当下挖到约7.8m深以后, 即处于##河面以

下，##河水将通过基岩的溶洞、裂隙通道涌入桩孔。

（三）岩溶发育特征

岩体中岩溶发育，其岩溶形态以溶沟、溶槽、裂隙为主。溶蚀裂隙发育极不均匀，无明

显的规律性。场地岩溶中等发育，场地有遭受岩溶塌陷的可能性。

综上所述，本项目区工程地质条件为中等复杂类型。

二、地层状况分析

⑴地勘单位对Z4桩基岩做了10个勘探孔，Z5基岩做了10个勘探孔。由勘探资料，杂填土厚度

0.4〜3.01m，平均2.07m。粘土厚度4.75〜9.3m，平均6.65m；粘土埋深6.5〜10.4m，平均8.11m。风化岩埋深9.36〜16.17m,平均12.13m。如下表：

表1 杂填土、粘土埋深表（m

。裂隙3处, 宽度0.17〜0.33m，层底深10.6〜36.92m。如下表：

表2 Z4 桩孔溶洞统计分析表

⑶Z5基岩杂填土、粘土厚度，第一层中风化岩埋深，以及溶洞状态，见柱状图。

三、溶洞处理方案

3.1旋挖钻机施工方案

本项目采用旋挖钻机钻孔，水下混凝土灌注方案。旋挖钻机型号选用徐工XRS1O50参数如下:

钻孔工艺

(1)钻机就位

钻孔前施放桩位点，放样后四周设护桩并复测，误差控制在5mm以内。进一步确定是否

有障碍物，必须待甲方或监理验收合格后方可进行成孔施工

钻机就位应保持平稳，不发生倾斜、位移，钻头对准孔位开启电机进行开孔。

旋挖钻机底盘为伸缩式自动整平装置，并在操作室内有仪表准确显示电子读数，当钻头对准桩位中心十字线时，各项数据即可锁定，勿需再作调整。钻机就位后钻头中心和桩中心应对正准确，误差控制在

2cm内。

液压多功能旋挖钻机就位时与平面最大倾角不超过4°，钻机平台处必需碾压密实。进

行桩位放样，将钻机行驶到要施工的孔位，调整桅杆角度，操作卷扬机，将钻头中心与钻孔中心对准，钻头中心与钢护筒十字线中心偏差不大于10mm并放入孔内，调整钻机垂直度参

数，使钻杆垂直，同时稍微提升钻具，确保钻头环刀自由浮动孔内。钻机就位后，在泥浆池进行泥浆制造，泥浆主要采用粘土、膨润土等进行造浆，新制泥浆数量最少满足一根桩的使用量。

(2)设置护筒

根据桩位点设置护筒，护筒的内径应大于钻头直径200mm护筒位置应埋设正确稳定，护筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm倾斜度的偏差不大于1%护筒与坑壁之间应用粘土填实。施工中，护筒的埋设采用旋挖钻机静压法来完成。首先正确就位钻机，使其机体垂直度、钻杆垂直度和桩位钢筋条三线合

一，然后在钻杆顶部带好筒式钻头，再用吊车吊起护筒并正确就位，用旋挖钻杆将其垂直压入土体中。护筒埋设后再将桩位中心通过四个控制护桩引回，使护筒中心与桩位中心重合，并在护筒上用红油漆标识护桩方向线位置。护筒的埋设深度：回填土区域护筒埋设深度应超出回填土深度0.5m,原土状态：在粘性土中不宜小于1m在砂土中不宜小于1.5m,护筒应高出地面20〜30cm

（3）钻进

当钻机就位准确，泥浆制备合格后即开始钻进，钻进时每回次进尺控制在60cm左右，刚

开始要放慢旋挖速度，并注意放斗要稳，提斗要慢，特别是在孔口5〜8 m段旋挖过程中要注

意通过控制盘来监控垂直度，如有偏差及时进行纠正。操作人员随时观察钻杆是否垂直，并通过深度计数器控制钻孔深度。当旋挖斗钻头顺时针旋进时，底板的切削板和筒体翻板的后边对齐。钻屑进入筒体，装满一斗后，钻头逆时针旋转，底板由定位块定位并封死底部的开口，之后提升钻头到地面卸土。开始钻进时采用低速钻进，主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%，以保证孔位不产生偏差。钻进护筒以下3米采用高速钻进，钻进速度与钻压有关，采用钻头与钻杆自重摩擦加压，150MPa压力下，进尺速度为20cm/min；200MPa 压力下，进尺速度为30cm/min；260MPa压力下，进尺速度为

50cm/min。

（4）终孔及清孔

a.终孔：当钻孔达到设计孔底标高后，请监理工程师检查，初步确定终孔，再请设计、地勘及参建各方到现场确定终孔，并汇签。

b.清孔：确定终孔后，将钻斗留在原处机械旋转数圈，将孔底虚土尽量装入斗内，起钻后仍需对孔底虚土进行清理。一般用沉渣处理钻斗（带挡板的钻斗）来排出沉渣。要求成渣厚度不大于5cm。

c.检孔：清孔完毕后，即组织监理、主管工程师、质检工程师及值班技术人员共同对成孔进行检查，孔径及孔形检查用检孔器检查，孔深和孔底沉渣用标准测锤检测。

钻孔深度达到设计要求后，对孔深、孔径、孔位、孔形等进行检查，填写终孔检查记录，经监理工程师签证认可后，进行孔底清碴和灌注水下砼准备工作。

详见《旋挖钻专项施工方案》

3.2溶洞地层处理措施

（一）一般措施由地勘资料显示，本地地质结构复杂，桩基钻孔进入风化岩层后溶洞较多，地下水极为丰富，Z4基岩有溶洞6层，最大层厚3.36m;溶洞间为中风化白云岩，薄层状构造，偶夹泥岩，局部见少量方解石脉，节理裂隙较发育，岩体较破碎，岩心多呈沙状，碎块状，柱状。

对于桩孔溶洞地层，采取回填混凝土挤洞的施工方法。因溶洞地层基本上都出现在地面10米以下岩