铁路桥附近桩基施工方案

沪昆铁路桥附近溶洞裂隙发育地段

钻孔灌注桩施工方案

一、工程概况

昆洛路入城段第五合同段跨沪昆铁路桥铁路桥为36m ＋41m＋36m组合的钢混叠合梁结构，其基础为端承式桩基础，伸入基岩2m左右，桩长60m～80m，桩径1.5m～2m，目前该段共有桩基11根未施工。 根据地质资料，该处处在小江断裂带，地质情况较为复杂，地表以下69m左右为灰岩，岩体节理裂隙发育，岩芯破碎，局部存在空洞。我部在施工PM26－中3桩时，就因突然漏走全部护孔泥浆导致塌孔，幸及时回填避免出现危急情况发生；根据对地下溶洞裂隙的压浆处理来看，地下溶洞和裂隙发育较为严重。

同时，由于铁路桥为五六十年代建筑，基础为扩大基础，对地基地表的轻微变动较为敏感，前段时间就曾在钻地质钻孔压注水泥浆期间因多种因素出现2.5cm的沉降。 二、施工难点

一是地质复杂，容易在施工钻孔过程中漏浆漏水，造成桩孔坍塌，引起铁路桥沉降；二是桩身长、成孔时间长，存在诸多不确定因素，比如卡钻、孔壁坍塌、偏孔等现象。三是二次清孔后沉渣厚度和过往列车振动造成混凝土灌注质量难以保证。 三、施工方案

经我部研究，认为目前情况下剩余桩基的施工方案分为以下两种：

溶洞预处理，增强泥浆护壁钻孔法和钢护筒法钻孔法，请指挥部组织相关单位和专家讨论确定：

第一种施工方案：溶洞预处理后，按照普通钻孔灌注桩施工。 1、方案概述：

超前钻孔喷射水泥浆对地下裂隙溶洞进行预处理，同时在桩基钻孔过程中适当调整护壁泥浆性能，增大泥浆比重，加入适当纤维素，改善泥浆的护壁效果。 2、施工关键控制 （1）溶洞预处理

溶洞裂隙的预处理即为现有的压浆处理方案，在设计桩基周围布置地质钻孔钻进压注水泥浆后，进行桩基施工。该方案的处理难度是压浆效果难以控制，尤其是加入水玻璃，改变了水泥浆的流动性，极有可能导致局部孔洞压浆不到位，存在一定程度的不确定性，同时压注水泥浆对地下原有水系流动方向影响较大。

为此应适当增加钻孔压浆的作用点，提高桩基周围裂隙溶洞的有效封堵面积，减少不确定性 。 （2）泥浆性能的改善方法

由于泥浆具有一定的比重，泥浆就会对孔壁产生一定静水压力，该压力可抵抗作用在孔壁上的侧向土压力和水压力。泥浆向土层中渗透，在孔壁上会形成一层透水性低的泥皮，从而使防止孔壁剥落，如果地下无裂隙和溶洞，普通造浆法造出泥浆基本能够满足施工过程中护壁的要求，而在有溶洞裂隙情况下，必须使用膨润土和外加剂对泥

浆进行改善，提高其粘度和防漏性能。

膨润土的主要成分是蒙脱石。蒙脱石是由Si-Al-Si 三层结构重叠而成，它的不定形的板状表面极易吸附阳离子，膨润土具有触变性能、湿胀性能和胶体性能。膨润土和水混合后，由于膨润土的膨胀而使液体粘度增大变成一种带负电荷的亲水胶体，持分散的悬浮状态。 而外加剂的种类和作用见表1，根据情况我部认为应选用纤维素聚合物等防漏剂。

种 类1、碱类2、木质素磺酸盐类分散剂3、复合磷酸盐类4、腐质酸类增粘剂CMC作用1、防止盐类、水泥对泥浆污染2、泥浆再生3、防止孔壁坍塌4、提高泥水分离性能1、防止孔壁坍塌2、保护膨润土的凝胶性能1、重晶石加重剂2、珍珠岩增加泥浆比重，提高孔壁稳定3、方铅矿粉末锯末、稻草末、有机纤维素防漏剂防止泥浆在钻孔中流失聚合物，水泥 膨润土泥浆一定要充分搅拌，否则，膨润土溶胀不充分，会影响

泥浆的失水量和粘度。CMC较难溶解，在拌制前应先用水将CMC溶解成1～3%的溶液，再掺入泥浆进行搅拌，否则应缓慢向泥浆中掺加。 （3）施工中注意问题

A在快钻到裂隙溶洞发育地段时，必须控制钻进速度，并反复修孔。 B钻孔过程中要不间断往孔中填粘土颗粒和成袋水泥，通过钻头的搅拌钻进，提高孔壁强度及裂隙发育地段的封堵。

C灌注混凝土时，首盘用量要比正常情况下高度高出一倍，防止砼流失造成断桩。

D由于护壁泥浆厚度增加，桩侧承载力会适当减少（是否对设计端

承桩承载力有影响）。 第二种施工方案：全刚护筒法 1、方案概述：

通过下钢护筒，在裂隙溶洞发育地层，即使发生漏跑浆，也不会因无泥浆护壁造成钻孔坍塌引起地表沉陷。 2、施工关键控制 （1）钢护筒制作

要选用6～10mm，每段长度6m，内径比设计桩径大5cm的钢护筒，每下一段在孔口焊接一段，直至下到设计位置。 （2）下钢护筒的深度

通过地质勘探表明，在裂隙溶洞顶1m以上不会发生漏浆，故钻机钻至该位置后，提出钻头，在孔口位置分段焊接钢护筒，并下到孔底，地面以上预留2～3m长度的护筒，然后继续钻进，直至钻到设计位置。 （3）注意问题

A 钢护筒在浇注完砼后，无法取出，只能一次性使用；

B下钢护筒时其整体倾斜度较难控制，必须让每一节护筒都在理论倾斜范围内，否则将无法下到位；

C由于没有预处理，下钢护筒的施工方法容易出现突然漏浆、跑浆 现象，必须注意补浆。