雄楚大街桩基不良地质施工方案.docx

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1、雄楚大街（楚平路三环线立交）改造工程 桩基不良地质（溶洞、裂隙、斜面岩）处理方案一、概况1.1 工程概况雄楚大街（楚平路立交三环线立交）改造工程，西起雄楚大街楚平路，东至三环 线立交，主线全长6580m红线宽度5065m工程采取主线高架桥+地面辅路的建设模 式，主线高架桥双向6车道，宽26m全线设5座部分互通式立交，即民族大道立交、 关山大道立交、光谷大道立交、佳园路立交、光谷一路立交。地理位置：3 F.：n 关中心 *E：技出谷，楚N 平、 中电盯度迪击收m应开 学写想曲沃工程大学我甘广场内北皿住帮大咎商将酒口ft用精心|医青班国鼻才.，山安后A 代即小区a*： e比卷时听篇 立马立研兄保和

2、花园.保料而回*关山尚河林TIE当代国liftH阻口 金地，太阳地关山看建*i平南氏族人学中两民族大学立:又空我大宇昆林MS履.寸安叫小技未,辛喃苗武汉职业枝木字麻慢函良底缰生相花园宇峰家困零宝田it回湖北作育史北学常用大事华中科轴大学 至中学后a付叶山社;.*电孑学瞰冢*1入哪. 叱*丸竽旺校区H光咨BK枝产吴旭光若哀J肖窜村1.2 编制依据1 、武汉市政工程设计研究院有限责任公司编制的雄楚大街（楚平路三环线立 交）改造工程施工图设计工程编号 2010048-2。2 、武汉市政工程设计研究院有限责任公司提供的电子版岩土工程勘察报告详 勘（2013年8月31日）。3 、相关的工程技术规范和施工

3、经验。1.3 编制目的对雄楚大街（楚平路三环线立交）改造工程复杂的地质情况进行分析，归类整理 桩基施工中可能遇到的不良地质状况，提供针对性施工预案，指导逐桩不良地质的施工处理措施。1.4 主要桩基工程量工程全线主线桥跨径3150米，其中以40米跨为主，梁墩柱共155排，桩径D150g D200Q 共计 1494 根。二、工程地质情况2.1 地形、地貌工程场地沿线位于长江南岸的剥蚀堆积垄岗状地貌区，相当于长江 III 级阶地。地面高程一般为23.8551.33m,整体地势呈西低东高，地形变化舒缓，整体平坦开阔， 沿线均无地表水发育。2.2 区域地质概况1 、地层岩性场地沿线地层主要由中更新统冲洪

4、积相粘性土、砾卵石与残坡积粘性土、残坡积砾质粘性土和红粘土构成， 局部原始地貌低洼处分布少量全新统冲湖、 冲洪积相淤泥质土、粘性土。下伏基岩揭露出二叠系一三叠系（P-T）泥岩、粉砂岩、石灰岩、硅质岩、炭质灰岩、泥质条带灰岩、泥灰岩、炭质泥岩夹煤等，局部地层受构造挤压作用可能形成构造挤压破碎带。2 、地质构造特征工程场地处于新隆豹子獬复式倒转向斜区域内， 该向斜西起汉阳县新隆、 高庙， 经长江东至武昌县豹子懈，延伸图外。长约 60公里，宽26公里，核部为三叠系大冶 组，两翼由志留系一一二叠系组成。北翼倒转，倾向北，倾角 5080度；南翼正常， 倾向北，倾角4570度。该复式向斜自北向南由墨水湖一

5、一新安村扇形向斜（本工程 处于该向斜北翼） 、琴断岭倒转背斜、富家湾扇形背斜和兴隆组组豹子獬倒转向斜所构成。向斜被北北东向的舵落口断层（F16） 、沌口断层（F68） 、长江断层（F31） 、沙湖断层（F39）切为数段。长江以东发育一组北西向横断层，如曹家花园断层（F93）、风山断层 （F94） 等。场地范围内区域地质构造图如下3-1 。工程及邻区地质构造图3-12.3场地岩土构成及其岩性特征在勘探孔所揭穿的深度范围内，场地表层填土下，覆盖层主要由中更新统冲洪积相 粘性土构成，局部原始地貌低洼处分布少量全新统冲湖及冲洪积相淤泥质土、粘性土， 底部分布残坡积粘性土、残坡积相砾质粘性土和红粘土、次

6、生红粘土，下伏基岩揭露出 石炭系一三叠系（C-T）砂岩、中风化炭质泥岩夹煤、石灰岩、泥岩、硅质岩、碳质灰 岩、泥质条带灰岩、泥灰岩等。据初步勘察和本次详细勘察情况及野外钻孔岩性描述，原位测试结果及室内岩、土 试验成果可将拟建工程场地（楚平路三环线段）勘探深度范围内地层划分为十大层四 十个亚层，本次第1段（楚平路明玉路段）详细勘察共揭露七大层三十个亚层，各地 层岩性特征如下：（一）人工填土层（QmD1. Qml 1-1 杂填土大部分地段分布，厚度0.53.6m,顶层标高23.8040.40m。杂色，松散中密， 局部密实，具高压缩性，主要由碎石、灰土和粘性土构成，硬质物含量约10%-70%堆积时间

7、一般大于10年。场地现状道路范围内主要为沥青或混凝土路面及其垫层，道路 两侧为人行步砖及其垫层。2. Qml 1-2 素填土主要分布在现状道路范围外侧，厚度 0.89.0m,顶层标高22.8052.10m。褐黄色、灰黄色、灰色，松散，局部稍密，具高压缩性，主要成份为粘性土，局部含少量植 物根茎、生活垃圾和碎石，堆积时间小于 10 年。3. Qml 1-3 素填土主要分布在沿线道路下，为路基压实填土，厚度0.65.2m,顶层标高21.8039.60m。褐黄色、灰黄色、褐红色、褐色，稍密，局部中密，具中偏高压缩性，主要成 份为粘性土，局部含少量植物根茎和碎石，堆积时间大于 10 年。（二）全新统新

8、近沉积地层（Q4l ）本次勘探未揭露。（三）全新统冲积地层（Q4al）1. Q4al+l 3-2 粘土局部分布，厚度1.06.6m,顶层标高20.0035.05m。褐黄色，可塑，具中压缩 性，饱和，局部含少量铁锰质氧化物斑点。（四）中更新统冲洪积粘性土地层（ Q2al+pl ）2. Q2al+pl 4-1 粘土局部分布，厚度1.29.2m,顶层标高15.0536.25m。褐黄色、褐红色，可塑， 具中压缩性，饱和，含铁锰质氧化物结核和高岭土团块。3. Q2al+pl 4-2 粘土全场大部分地段分布，厚度 0.99.7m,顶层标高20.5637.90m。褐黄色、褐红 色，硬塑，具中偏低压缩性，饱和

9、，含铁锰质氧化物结核和高岭土团块，局部夹有少量碎石。4. Q2al+pl 4-2a 粘土局部分布，厚度2.16.6m,顶层标高21.4028.90m。褐黄色、褐红色，可塑， 具中压缩性，饱和，含铁锰质氧化物结核和高岭土团块。5. Q2al+pl 4-2b 粘土夹碎石局部分布，厚度0.86.2m,顶层标高15.9525.80m。褐黄色、褐红色，硬塑， 具中偏低压缩性，饱和，钻孔中所见粒径一般1030cm,碎石含量约25%-50%局部夹块石，碎石、块石成分主要为石英岩。（五）残坡积层（Qdl+el）1. Qdl+el 5-1 残坡积粘性土全场大部分地段分布，厚度1.223.6m,层顶标高-8.60

10、35.40m。褐黄色、褐红 色，硬塑，饱和，具中偏低压缩性，局部夹强风化原岩碎块。2. Qdl+el 5-1a残坡积砾质粘性土局部分布，厚度1.033.80m,层顶标高10.2536.95m。黄红色、黄色，硬塑， 饱和，具中偏低压缩性，夹大量砾石、碎石，钻孔中所见粒径一般0.17cmi最大约30cm柱状块石，硬质物主要成分为石英岩、硅质岩、砂岩等，含量约30%-70%f等。3.Qdl+el 5-2 红粘土分布在石灰岩顶面，厚度0.617.4m,层顶标高-19.6528.70m。褐黄色、黄红包 可塑、局部硬塑，饱和，具有典型层状分布，上部一般层可硬塑状，下部层可软塑 状，具中高压缩性，局部含灰岩

11、碎块。（六）三叠系（T）岩层1 .T 6-1-1 强风化碳质灰岩本次钻孔未揭露，根据初步勘察情况该层，灰黑色，隐晶质结构，厚层状构造，岩芯风化呈碎块夹土状，岩芯采取率约55%-75%为极软岩。节理裂隙很发育，岩体破碎， 基本质量等级为 V 级。2 . T 6-1-2 中风化碳质灰岩局部分布，揭露厚度12.2m,层顶标高3.50m。灰黑色，隐品质结构，厚层状构造，局部有溶蚀现象，节理裂隙一般发育，裂隙多为方解石脉充填。岩芯较完整，多呈短柱状和长柱状，少量碎块状，取芯率约80-95%，属较硬岩。节理裂隙一般发育，岩体较完整，基本质量等级为 III 级。3 .T 6-2-1 强风化泥质条带灰岩局部分

12、布，揭露厚度1.214.0m,层顶标高1.6519.24m。红白色，隐品质结构， 厚层状构造，岩芯风化呈碎块、碎石夹土状，采取率约 50%-65%为极软岩。节理裂隙 很发育，岩体破碎，基本质量等级为 V 级。4 .T 6-2-2 中风化泥质条带灰岩局部分布，揭露厚度0.623.2m,层顶标高-11.3520.50m。红白色，隐品质结构， 厚层状构造，局部有溶蚀现象，节理裂隙发育，裂隙多为方解石脉充填。岩芯较完整，多呈柱状，取芯率约80-95%，属较软岩。节理裂隙发育，岩体较完整，基本质量等级为IV 级。5 .T 6-3 微风化灰岩局部分布，揭露厚度0.421.4m,层顶标高-14.7023.4

13、0m。灰白色、灰色，隐晶 质结构，厚层状构造，节理裂隙发育，裂隙多为方解石脉充填。岩芯较完整，多呈长柱状，取芯率约80-95%，属坚硬岩。节理裂隙一般发育，岩体较完整，基本质量等级为II 级。6 .T 6-4-1 强风化泥岩、泥灰岩、灰岩互层局部分布，揭露厚度1.513.5m,层顶标高0.6512.10m。深灰色，薄层状构造， 岩芯风化呈碎块、碎石夹土状，采取率约 55%-75%为极软岩。节理裂隙很发育，岩体 破碎，基本质量等级为V 级。7 .T 6-4-2 中风化泥岩、泥灰岩、灰岩互层局部分布，揭露厚度6.335.4m,层顶标高-3.009.73m。深灰色、灰色，薄层状 构造，节理裂隙发育。

14、岩芯较破碎，多呈碎块状，少量呈柱状，取芯率约75-95%，属软岩。节理裂隙发育，岩体较完整，基本质量等级为 IV 级。8 .T 6-5-1 强风化泥岩局部分布，揭露厚度4.833.0m,层顶标高2.8014.10m。深灰色，厚层状构造， 岩芯风化呈碎块、碎石夹土状，采取率约 55%-75%为极软岩。节理裂隙很发育，岩体 破碎，基本质量等级为V 级。9 .T 6-5-2 中风化泥岩局部分布，揭露厚度4.034.2m,层顶标高-19.707.05m。深灰色、灰色，薄层状构造，节理裂隙发育。岩芯较破碎，多呈碎块状，少量呈柱状，取芯率约75-90%，属软岩。节理裂隙发育，岩体较完整，基本质量等级为 I

15、V 级。10 . P 6-6-1 强风化粉砂岩局部揭露，厚度5.413.5m,顶层标高-13.2520.76m。浅灰色，岩芯大多风化为 土状、碎石状，局部夹未完全风化岩块，锤击易碎，少数手可折断或捏碎，锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，失水易开裂，取芯率约6580%为极软岩。节理很发育，岩体破碎，基本质量等级为V级。11 . P 6-6-2 中风化粉砂岩局部揭露，厚度9.112.8m,顶层标高-18.6512.16m。浅灰色，岩芯呈长柱状和短柱状， 少量为碎块状， 锤击易碎， 锤击声哑， 无回弹， 失水易开裂， 取芯率约70-90%，为软岩。节理、裂隙发育，岩体较破碎，基本质量等级为 IV 级。1

16、2 .6a 溶洞本次勘察揭露洞高度为0.513.3m,层顶标高-13.9022.20m。场地大部分地段呈 全充填状，少量无充填和半充填，充填物主要为灰黄色、灰色可软塑状粘性土，局部 夹有灰岩碎块。钻探过程中大部分孔出现漏浆现象。（七）二叠系（P）岩层1 .P 7-1-1 强风化硅质岩局部揭露，厚度4.89.5m,顶层标高2.5027.35m。暗红色，岩芯大多风化为碎 石状，局部夹未完全风化岩块，取芯率约 4565%为极软岩。节理很发育，岩体破碎， 基本质量等级为V级。2 .P 7-1-2 中风化硅质岩局部揭露，厚度7.211.5m,顶层标高6.9022.05m。暗红色，岩芯呈碎块状，锤击声脆、

17、不易碎，取芯率约70-90%，为坚硬岩。节理裂隙发育，岩体较破碎，基本质量等级为 III 级。3 .P 7-2 微风化灰岩局部分布，揭露厚度0.518.2m,层顶标高-33.3521.09m。青灰色、灰色，隐晶 质结构，厚层状构造，节理裂隙一般发育，裂隙多为方解石脉充填。岩芯较完整，多呈长柱状与短柱状，取芯率约80-95%，属坚硬岩。节理裂隙一般发育，岩体较完整，基本质量等级为 II 级。4 .P 7-4-1 强风化泥岩局部揭露，厚度3.040.7m,顶层标高-6.9327.20m。灰黑色，岩芯大多风化为 土状、碎石状，局部夹未完全风化岩块，锤击易碎，少数手可折断或捏碎，锤击声哑，无回弹，有较

18、深凹痕，失水易开裂，取芯率约65%，为极软岩。节理很发育，岩体破碎，基本质量等级为V级。5 .P 7-4-2 中风化泥岩局部揭露，厚度4.931.7m,顶层标高-29.2014.85m。灰黑色、灰色，岩芯呈长 柱状和短柱状，少量为碎块状，锤击易碎，锤击声哑，无回弹，失水易开裂，取芯率约70-90%，为软岩。节理、裂隙发育，岩体较破碎，基本质量等级为V 级。6 . P 7-5 中风化炭质泥岩夹煤局部揭露，厚度5.848.1m,顶层标高-43.0316.65m。灰黑色，岩芯大多呈碎石 状、土状，局部夹黑色煤线，手可折断或捏碎，锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，取芯率约65%-80%为极软岩。节理裂隙很

19、发育，岩体破碎，基本质量等级为V级。7.7a 溶洞本次勘察揭露洞高为0.47.3m,层顶标高-27.455.80m。场地大部分地段呈全充填状，少量无充填和半充填，充填物主要为灰黄色、灰色可软塑状粘性土，局部夹有 灰岩碎块。钻探过程中大部分孔出现漏浆现象。根据工程地质剖面图可以看出，场地上部覆盖层厚薄不一，地基土性质差异大，下 部岩层变化大，性质差异大，整个场地地层分布较不均匀。2.4 场地岩土的物理力学性质岩石试验成果统计表表7地 层 编 号地 层 名 称项目试验 次数n基本值标准差 (T变异 系数统计 修正 系数丫 s标准值 frkMPamaxminXm6-1-2中风化炭质灰uU 石天然密度

20、12.64-2.64-蟒确！ 抗压强度342.634.740.4-(37.6 )6-2-2中风化 泥质条 带灰岩(MPas102.702.442.59-抗压强度3825.647.5317.095.350.310.9115.616-3微风化 灰岩(MPas92.732.482.65-邮m3fe抗压强度5290.0536.2565.5314.240.220.9562.066-4-2中风化 泥岩、泥 灰岩、灰 岩互层(MPafc(g/cm3)72.582.422.52-饱和极限 抗压强度1518.55.1110.021.620.160.929.286-5-2中风化 泥岩(MPas22.662.582

21、.62-演cm1抗压强度49.576.128.14-(7.13 )6-6-2中风化 粉砂岩(MPa (g/cm3)22.622.582.60-饱和极限 抗压强度211.129.6310.38-(10.00)7-1-2中风化 硅质石成Pas42.802.752.77-蟒跚抗压强度786.3449.6664.435.150.080.9460.627-2微风化 灰岩(MW22.702.682.69-懒cm3(抗压强度2092.6235.9079.8319.160.240.9072.317-4-2中风化 泥岩(MPas (g/cm3)62.582.432.49-饱和极限 抗压强度1211.326.19

22、7.991.080.140.927.407-5中风化 炭质泥 岩夹煤(MPOM抗压强度(MPa)40.730.250.39-0.32根据表7试验统计结果按公路桥涵地基与基础设计规范（JTGD63-2007）有关规定，场地下部基岩层： （ 6） 、 （ 7）层强风化层与7-5 层属极软岩， 6-4-2 、 6-5-2 、 6-6-2层属软岩、易软化岩石， 6-2-2 层属较软岩、易软化岩石， 6-1-2 层属较硬岩、不易软化岩石，其他6-3、 7-1-2 、 7-2 层均属坚硬岩、不易软化岩石。2.5 场地水文地质条件1 、地表水工程场地沿线无地表水发育，不考虑地表水影响。2 、地下水在勘探孔揭

23、穿的深度范围内拟建工程场地地下水主要为上层滞水、层间水、基岩裂隙水及岩溶水。上层滞水主要赋存于场地上部人工填土中，无统一自由水面，主要接受大气降水、城市给、排水管道渗漏及生活得用水入渗补给，水位、水量与季节关系密切，水量一般有限。勘察期间实测上层滞水静止水位埋深为0.707.60m,相当于黄海高程23.0048.90 m,其对拟建工程影响小。层问水主要赋存于（4-2b）碎石夹层及（5-1a）碎石、块石夹层中，具被粘性土层包裹，水系呈封闭状，具微承压性，根据区域工程经验，其水量一般有限，对工程影响小，其一般与上层滞水呈互通状。下伏基岩裂隙水主要赋存于场地（6-5 ） 泥岩、 （ 6-6 ） 粉砂

24、岩、 （7-1 ） 硅质岩、 （7-4 ）泥岩、 （ 7-5 ）中风化炭质泥岩夹煤基岩层中，因上述岩层与石灰岩相接，其裂隙水与岩溶水局部呈互通状，因埋置深度大，对拟建工程影响小。岩溶水主要赋存于（ 6-1 ）炭质灰岩、 （6-2 ）泥质条带灰岩、（6-3）灰岩、（6-4 ）泥岩灰岩泥灰岩互层、 （7-2 ）灰岩裂隙和溶洞中。根据武汉地区工程经验和本次勘察情况，该地区溶洞基本呈全充填状，充填物主要为粘性土，连通性也较差，岩溶水较为不发育，且因埋置深度大，其对拟建工程施工影响较小。48.91 、不良地质现象与特殊岩土场地沿线存在或潜在的不良地质现象及特殊岩土主要有：岩溶、填土、膨胀土、红粘土。根据

25、武汉市区域地质资料和本次勘探结果，场地石灰岩分布广泛，其属石炭 - 二叠系（C-T）硅质厚层状灰岩、白云质灰岩、泥灰岩，易被地下水溶蚀形成溶洞，岩溶较为发育。 根据武汉地区经验其一般在非石灰岩接触段与断层发育段， 岩溶会特别发育。27钻探结果表明场地石灰岩岩面起伏较大-33.3521.09m,相差约54.44m。-hflOLr.二口岩层起伏、断层ZK152TT*,M中 2L JL 1.幻6-3 HE卜；XT411.5m：10.1m57华HHO HtN41-8oZX136 MLL1C -HI.4 jI溶洞根据勘察和物探情况，石灰岩裂隙较发育，但多被方解石脉充填，胶结良好。场地范围内初勘94个钻孔

26、与详勘214 （共计308个灰岩钻孔），孔中石灰岩岩芯表面均有不同程度的溶蚀现象，特别是与土层交接面溶蚀现象较为明显。同时根据钻探资料308个钻孔中有145钻孔中见有溶洞，溶洞能见率为(145+ 308) X100%=47.1%,揭露深度范 围内线岩溶率为(551.6 +5259.6 ) X 100%=10.5%根据建筑地基基础设计规范 (GB5007-2011)表6.6.2条判定，拟建场地属岩溶强发育场地。勘探孔揭露出的溶洞，大部分呈全充填状，极少数无充填物。溶洞充填物为软塑 可塑状黄色、灰色粘性土，局部夹有灰岩、砂岩碎石块。钻孔揭露溶洞均出现漏浆现象， 部分无充填溶洞出现大量漏浆，并有掉钻

27、现象，上述情况表明场地范围内石灰岩岩溶裂 隙发育，但石灰岩发育溶洞基本呈全充填状，说明溶洞间连通性一般。加孔柱状组J375716.16仁i11 tU5氏片甫a包唐壬基.单了工“喟千”无til*, tMT 利和X 54=rEhUMt.- -初14.75- 5C11*战*.4 *，* &1 1,f lOA*,单工MO *1丈11勺燃廿收吩*3尉聚1-93用 *.tit,48.92 成果分析1 、根据勘察情况，场地地层复杂，溶洞分布广，规模大，溶洞高度0.4m16.5m(Z116)不等；溶洞层数从一层至三层不等，多层溶洞呈糖的产申珠状。Z0137X283T7o5 - 1珪度四电ti 上5 一 一出在

28、土:.-y-认愎匕氏。(-16.80)1Q,0Q (21.2Gj曰e-也的) 名丽60)C J靠工I4-?彩上-(2.00) 4号工河) 6a奔漏Mf-6.80) *ta 6三层用珠溶洞2 、根据勘测资料全充填溶洞占极大多数，无充填溶洞仅 为半充填及全充填；3 、顶板厚小于3.00m为主，约占三分之二，大于 3.00m 约占三分之一；且裂隙发育，溶蚀强烈；4 、地层从上到下分布不连续，绝大多数直接从黏土过度 到风化岩层，且岩层以灰岩为主，交易发育溶洞，导致溶洞 距离地表较浅，一般在20m左右。3个，约占0.5%,其余均”：1?柯力宇.25 CG卬一旦1B.BC 观 TT. 嬴nF ?i.ic5

29、 、根据勘察钻进过程中钻杆掉落，下落情况，是否返水， 采上来的芯样特征，大致判断溶洞是否有充填物、半充填、 全充填。溶洞充填物较为复杂，主要有软塑可塑状黄色、 灰色粘性土，局部夹有灰岩、砂岩碎石块三、处理方案概述根据本工程地质报告资料，工程地质情况较复杂，桩基持力层一般为微风化灰岩，强度达到64.4379.83MPa；因溶洞分布较广泛等影响，导致桩基入岩深度一般达到20米左右，占总桩长47.0%；因此确定了该工程桩基施工采用冲击反循环成孔作业。经过归纳整理，具体可以划分为溶洞、裂隙和斜面岩等三类情况。为了进一步探明各桩地质状况，施工前组织桩位超前钻探，辅助施工过程中对桩基不良地质进行处理。3.

30、1 处理目的1 、确保桩基施工成孔安全溶洞填充物为充填灰黄色可塑- 硬塑粘性土，局部夹少量灰岩碎块。承载力很低、稳定性差。通过对溶洞处理，增加护壁强度，避免冲击钻成孔施工时造成塌孔等意外事故的发生。2 、防止地表塌陷和过大沉降部分溶洞距离地表较浅，上顶距离地面一般在20米左右，其填充物为软塑可塑状黄色、灰色粘性土，局部夹有灰岩、砂岩碎石块。通过处理，使溶洞周边地层和工作面土体能保持稳定，防止坍塌，土体流失，减少地表沉降。3 、满足永久结构的承载力溶洞填充物和灰岩地层承载力有很大的差别。通过对地层处理，提高该处地层的承载力，减小不同地层之间的差异沉降，增加桩基摩阻力，以满足对桩基耐久性的需求。3

31、.2 处理的原则1 、根据地质勘察，灰岩强度较高，桩基施工拟采用冲击反循环钻机成孔。2 、不良地质（溶洞、裂隙、斜面岩）处理应结合超前钻孔、跨孔 CT物探资料来进 行。3 、对工程中所有出现的填充性溶洞或出现超前钻漏浆、漏水等现象的地层，在超前钻结束后立即实施静压化学注浆法预处理。注浆加固的次序，应考虑地下水的影响，确保注浆效果，减少注浆损失。尽量利用已有的超前勘钻孔进行处理。4 、针对不同的溶洞形式（空洞、填充物的力学指标不同）采取不同的措施。5 、施工中出现一般漏浆（泥浆损失较慢）时，应及时补充泥浆，并抛填片石、粘土块或C20碎充填挤实后再钻进，此过程需要反复抛填，反复钻进挤压，直至泥浆不

32、再损失后，方可继续向下钻进。抛填高度以超过溶洞顶或开始出现泥浆损失处 1.5米为宜。6 、施工中出现较大漏浆（泥浆损失较较快或损失量较大）时，采用C20混凝土填充处理，必要时可采取参加速凝剂或水玻璃的水泥砂浆进行封堵，并应及时补充泥浆， 此过程需要反复填充，反复钻进挤压，直至泥浆不再损失后，方可继续向下钻进。填充 高度以超过溶洞顶或开始出现泥浆损失处 1.5米为宜。7 、溶洞大小6米以上全空、半空溶洞或大于 4米以上超前钻发生过掉钻情况的桩 孔，建议采用套内钢护筒法施工。多层溶洞时钢护筒跟进示意图8 、对斜面岩施工，采用强度略高于岩层的辉绿岩、闪长岩回填，回填高度超过溶 洞顶板、出现偏孔处或高

33、出探头石 1.01.5米处，如此反复填充，反复冲击成孔，直 至孔壁垂直度满足设计要求。9 、裂隙处理主要采用3:7 土石混合料反复抛填，反复冲击，直至泥浆不再下降为 止。3.3 溶洞的判别1 、工前判断（资料判别）依据地质勘查报告和超前钻资料，可以明确判定桩位存在溶洞的位置。2 、施工过程中判断（泥浆液面判别）冲击钻成孔作业过程中，出现了浆液面较大幅度的下降，地质勘查报告和超前钻资 料中显示无溶洞存在时，可能存在较大裂隙和邻近溶洞击穿的情况。3.4 裂隙的判别1 、工前判断（资料判别）依据超前钻资料，桩位不存在溶洞，但超前钻柱状图岩体描述中含“节理裂隙（一般）发育”时，一般有存在裂隙的可能；如

34、果描述中含“钻进过程中漏水”时，则可能存在裂隙或较大破碎岩体孔隙。2 、施工过程中判断（泥浆液面判别）施工过程中出现了漏浆，但超前钻资料中显示不存在溶洞时，一般是存在裂隙的可能；如果出现了浆液面较大幅度的下降，地质勘查报告和超前钻资料中显示无溶洞存在时， 可能存在较大裂隙和邻近溶洞击穿的情况。 另外， 在桩基钻进过程中泥浆浓度下降，甚至出现桩孔返水等现象时，表明桩孔击穿了承压水带，可以视为岩层裂隙处理。3.5 斜面岩的判别1 、工前判断（资料判别）（ 1）依据地质勘查报告和超前钻资料，岩层界面走向有大幅度的倾斜或超前钻资料显示同一桩位各钻孔地层资料显示岩层界面有差异时， 可以判定桩位存在斜面岩

35、的问题。（ 2）如果存在较硬的孤石或探头深入桩基范围时，也应归为斜面岩处理的问题。（ 3）一般溶洞下底倾斜较大时，在进行溶洞处理的同时，也应考虑斜面岩的处理。2 、施工过程中判断（冲击钻偏孔）冲击钻施工过程中出现了偏孔时， 一般可以判定出现了岩层强度不均匀的斜面岩现象。四、溶洞处理方方案根据地勘资料，本工程溶洞主要有全空、半填充、全填充三类，其中以全填充状态数量较多，全空状态极其少见；场地邻近无河流、大型水系，范围内未报告有暗河。根据上述地质条件，从技术、经济等方面经过比较，本工程拟采用以静压化学注浆法、抛填法、灌注混凝土填充法、护筒跟进法对溶洞进行处理。4.1 静压化学注浆法适用条件：桩孔地

36、层超前钻漏水、溶洞内全充填或存在流砂等少量地层孔隙时。目的：为了加固孔护壁及溶洞填充物，并达到一定的强度（20mpa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完成。优点：由于溶洞、裂隙埋藏较深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法处理，有效的处理方法是灌浆法。而在众多的灌浆法中，因溶洞的不规则性，决定了其处理的最有效和比较经济的方法是静压化学灌浆法。因此，采用静压化学灌浆法，同时也可兼用喷射灌浆法，促进填充物强度的加强。施工时间：在钻孔桩施工之前进行，相当于在桩基础施工过程中，于钻孔桩施工工序之前加入一道预处理工序，与桩基施工的各工序一

37、起形成流水作业。1 、工艺流程施工准备-测量放样-钻孔-注浆-结束注浆2 、施工方法桩基精确放样后，根据超前钻的结果，确定护筒的打入深度。有溶洞的桩位，护筒沉至风化岩层，置于强风化岩面上，这样可穿过土洞。护筒的底部即为岩层或溶洞的顶部。没有溶洞的桩，护筒沉放要穿过淤泥质亚粘土、砂砾层，置于砂砾质亚粘土层至少2m深。根据溶洞的不同类型，最后决定兼用两种不同的施工方案。当溶洞内有填充物填满或有流砂的，或当溶洞为空洞或填充物不满（水洞）且深度在 13m的，在钻孔桩施工前先进行预处理，采用静压化学灌浆法固结填充物和流砂，或用此法填满溶洞，在固结体达到一定强度以后再钻孔施工。3 、施工方案静压化学灌浆的

38、加固特点浆材可在几秒或在几十秒内瞬间凝固， 可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为100%,即1m3#积浆材可得1m3结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀土、亚粘土等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。浆液在土体中的渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这样，通过对小主应力面反复不断的加固，一方面渗透、挤密溶洞中的土体的空隙，充填溶洞的空间，在桩体周围形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁泥浆不流

39、失；另一方面，提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙，防止坍孔，见图（2） 。球拽画.一图2:灌浆孔平面布置及剖面图4 、静压化学灌浆的关键在于浆材的配方和工艺。 (1)工艺设计布孔：在超前钻有溶洞的桩位四周均布 4个灌浆孔钻孔：孔径80mm孔深要求达到最深溶洞的底部材料：普硅425#水泥(新标准为普硅32. 5mpa泥)与化学浆。工艺：采用双液灌浆系统进行全孔灌浆，要求少量多次、反复灌浆，如溶洞空间容 积大、倒水性强，则在混凝土干料中添加一定量水玻璃，形成 1:1水泥水玻璃双液浆。(2)主要施工机械设备主要机械设备有：bw250泥浆泵，bw150泥浆泵，100型钻机，泥浆搅拌机和贮浆槽，

40、高压灌浆管及其配件。4.2 抛填法适用条件：高度1m以内全空溶洞、4m以内半充填溶洞或6m以内全充填。施工方法：对照地质图，当钻至溶洞顶板lm左右时，减小冲击钻冲程，控制在1 1.5m,通过短冲程快频率冲击的方法逐渐击穿溶洞， 溶洞一被击穿，孔内水头迅速下降， 这时立即向孔内补充泥浆，同时提钻至孔口，并向孔内投入片石、粘土块和水泥，填充 溶洞，当孔内水头稳定时，用测线测出回填厚度，当回填厚度大于lm时，使溶洞范围形成护壁后，再继续施工。发现异常情况及时采用以上方法，反复冲砸，填塞溶洞，挤密护壁,直至顺利穿过溶洞。洞上下各 1m范围在钢筋笼的定位筋焊接厚 4mm勺钢板圆 筒，在圆筒外增加四根定位

41、钢筋(见图 1)rL sIvq厚度小于1米溶洞的护壁处理溶洞小于1m的钢筋笼处理图14.3 灌注混凝土填充法适用条件：高度1m以内全空溶洞、4m 以内半充填溶洞或6m以内全充填。施工方法：先向抛填片（碎）石、砂混合 物和注水泥浆，然后用小冲程冲击片石挤压 到溶洞边形成泥浆碎石外护壁（见图3）, 水泥砂浆将片石空隙初步堵塞后，停止冲 击，最后灌注C20混凝土，24小时后，待 水泥的强度达到2. 5MP赤，再继续冲击，穿过溶洞4.4 套内护筒法1 、溶洞高在4.0h6.0m且超前钻发生掉钻现象（无充填）的采用钢护筒穿越处理 （见图4）,护筒长度L=h+2m（h为地质超前钻确定的多层溶洞高）。先用冲

42、击锤进行冲孔、扩孔处理，然后采用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部，为保证钢护筒的强度和 刚度，每隔2m,设置加强钢板箍，钢板箍宽 20cm士三三三一 =_ st 三=-= - - -a-F r-F r-F I T rr 1TT7-r图4溶洞高4.0h6.0m全空、半空且严重漏浆时处理示意图（1）内护筒长度的确定护筒长度L=h + 2 （项（h为多层溶洞高度）（2）内护筒内径的确定3 、工艺流程场地平整、定位一埋设外钢护筒一冲孔至溶洞顶（回填片石或 C20碎）一溶洞顶部 处理一下放内钢护筒一正常成孔至桩底标高（终孔）。4 、护筒的制作钢护筒壁厚6 =1218nlm的钢板，孔深10米以下时采用12

43、nlm厚的钢板，孔深10 30米时采用14 nlm厚的钢板，孔深30米以上时采用18nlm厚的钢板，在厂家用机械集中 卷制加工制作，焊缝全部为双面坡口，每节制作长度为4.57.5米，制作内钢护筒的内径D =d+20cm（d为设计桩径）。下置钢护筒的目的：主要是防止贯通溶洞的漏浆而 造成砂质覆土层以及地表层的塌孔，首先将钻头扩大至桩径20cm,正常钻进至溶洞上方 约1m处，采用汽车吊辅助振动锤等打入设备，将钢护筒分节打入土层中至岩面。5 、护筒沉放方法（1）外护筒的沉放根据超前钻的资料，当钻孔施工接近溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开钻机（gps 30）,采用冲击钻机ykc 30冲孔。用冲击钻冲孔时，要求锤慢打，使孔壁圆滑坚固， 提升高度一般不超过50cm, 一般进程控制在6080cm/h。外钢护筒制作时，先勘察地质质料，根据溶洞的层数确定外钢护筒的直径。钢护筒分节制造，工地拼接。先采用桩锤进行扩孔，钢护筒采用振动下沉。振动下沉采用振动打拔锤，其振动动力为1600KN以上。采用25T汽车吊辅助20T振动锤，先将内钢护筒分节打入土层中至岩面，再进行回钻成孔。在下沉钢护筒的施工过程中，振动锤必须平稳，牢固的焊在内钢护筒顶部，并在护筒顶面的平面位置一定要居中，尽可能避免因偏心