浅谈桩基施工钢护筒跟进法处理岩溶地质施工技术

郭宇

摘 要： 本文以湖南省洞口至新宁高速公路第十八合同段鯉溪大桥8-2桩基溶洞处理实例，介绍了岩溶地质桩基础施工溶洞处理的几种施工方案，指出了钢护筒跟进法处理溶洞的施工原理和工艺流程，阐述了桩基础施工钢护筒跟进法处理技术要点，重点介绍了钢护筒跟进法在处理多层溶洞和大溶洞桩基中的应用，总结了钢护筒跟进法在桩基础施工应注意事项。通过本工程的现场实践，证明了钢护筒跟进法是处理多层溶洞、大溶洞的一种很好的施工方法，使得钢护筒跟进法处理技术得到很好的验证和发展，取得了较为丰富的经验。

关键词： 岩溶地质;桩基;钢护筒跟进法;多层溶洞

【中图分类号】U445.55 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）08-0054-02

1 工程简介

洞新高速公路第十八合同段位于新宁县境内，主线全长约4.55km。本合同段桩基总根数为323根，共9109延米。鲤溪大桥上部构造为15×30m预应力混凝土连续T梁;下部构造为柱式墩配桩基、柱式台、肋板台配桩基础，桥长456m。桩基总根数为68根，桩基采用嵌岩桩或支撑桩，要求桩基嵌入完整微风化岩层2D以上。

本合同段地处区域性大断裂资源—新宁断裂，断裂造成断裂东西两侧岩层大量缺失，沿线岩石硅化破碎现象明显。桥位区处于构陷盆地中，场地内主要岩层为砾岩，单斜构造，岩石节理裂隙发育。其中在风化层砾成分主要以灰岩为主，局部岩溶发育。

由于溶洞分布范围变化较大，地质勘察不够详细，施工准备不够充分，导致施工进展十分缓慢。对照《地质勘察报告》和《地质补勘报告》显示，桥位处岩溶部分发育地区，溶洞及节理裂隙分布广泛，地表覆盖层厚，鲤溪大桥68根桩基发现溶洞58处，部分溶洞呈串珠状发育，施工条件比较复杂。

2 施工方案比选

溶洞处理的成败关系到桩基础施工质量、工期和成本。项目部经过讨论研究在施工中的各种实际情况，通过对静压化学灌浆法、灌砂压浆法、抛填法、灌混凝土法、钢护筒跟进法等溶洞处理方案进行必选，并征得业主同意，确定采用以钢护筒跟进法为主，以抛填法相配合的比较稳妥的方案处理鲤溪大桥8-2桩基溶洞。

3 钢护筒跟进法处理8-2桩基溶洞

3.1 概况。

鲤溪大桥8-2桩位中心里程桩号为K88+790，桩径2.2m，桩顶标高315.3m，桩底标高268.8m，桩长46.5m。经补勘已经发现桩8-2桩基垂向位置存在多层溶洞，其中24.2～41.3m（溶腔深度达到17.1m）为填充型大溶洞。

3.2 施工组织

3.2.1 人员安排。

针对该溶洞的桩基由项目部以总工为首组织相关技术人员进行施工技术讨论，研究出可行的施工方案并由现场技术主管和技术干部共同组织实施，发现问题及时上报处理。组织桩基队钻机机长学习溶洞处理的知识，使他们对溶洞处理做到心中有数。总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。

3.2.2 劳动力安排。

项目部安排所有具备处理溶洞经验的桩基工人共10人参与该桩基施工。

3.2.3 主要机械设备。

装载机50型1台、25吨吊车1台、50吨吊车1台、1m3以上的挖掘机1台，混凝土运输罐车5台。

3.2.4 主要材料。

施工现场随时确保备足主要材料：片石、粘土、水泥、编织袋、钢护筒。

3.3 施工工艺。

针对鲤溪大桥8-2桩基地质情况，根据方案采用大钻头开孔，下放钢护筒保证覆盖层稳定，并在钻孔施工过程中配合采用抛填法和钢护筒跟进法。该方案可以防止在遇到较大溶洞时因泥浆瞬间流失导致塌孔甚至引起钻头被埋，使得桩基混凝土能够顺利灌注，保证桩基质量。

3.3.1 开孔前准备工作。

详细掌握溶洞出现位置：14.1-15.3m、17.5-21.2m（小溶洞）和24.2-41.3m（大溶洞）。孔位的地质柱状图和施工方案都单独列出，发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都知道溶洞的位置、大小、充填情况以及应采取的施工方案。

备足成孔用水、粘土、片石、碎石等必备材料，确保溶洞钻穿时迅速补水、补浆，预防坍孔，并及时抛填粘土、片石，以恢复正常钻孔作业。要有处理施工故障的备用机具设备，如打捞、急救以及不同性能的其他钻机、钻具等。

3.3.2 开孔。

钻孔前先对场地进行平整，清除杂物，再进行桩基定位放样，利用2.8m直径钻头开孔。同时定位放线应注意：a.依据已布设的平面控制加密导线控制点坐标和经复核计算无误的各钻孔桩中心坐标，利用全站仪精确测设各桩位的中心桩;b.采用正交线法定出该桩位的法线方向线控制桩，供护筒安装及机具定位使用;c.每个钻孔桩的护筒安装就位后，应测量护筒顶标高，供检测孔深度、桩底标高时使用。

3.3.3 下放一级钢护筒。

据鲤溪大桥8-2地质勘测资料显示，砾岩层顶至原地面距离较厚，因此为防止出现遇溶洞时水头短时间下降，导致土层的坍塌埋钻，一级钢护筒应埋设至岩层顶面，以防止土层的坍塌。钻至标高302.49m，下放长14.5m，钢板厚度为14mm，外径2.6m的一级钢护筒。

护筒长度L=H+30cm（H为覆盖层厚度，30cm为钢护筒超出地面的高度）。钢护筒孔径要准确，连接要顺直，在厂家用卷板机成型，可直接使用。钢护筒要有一定的刚度。

钢护筒下放时，用钢丝绳活扣绑住钢护筒，用吊车（或桩机自身重量）把护筒放入至孔底，必要时用分节焊接下沉。施工中充分利用冲击钻的扩孔性能，使护筒能利用自重顺利下沉。钻头直径大于钢护筒外径20cm，为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔要竖直，无歪斜、缩颈，下放钢护筒前进行检孔。下放一级钢护筒后，浇注混凝土于护筒外围与护壁的之间空隙，使之形成稳定的整体。