五里牌立交大桥桩基础溶洞处理技术

Karst Cave Treating Technology of Wulipai Overpass' Pile Foundation

Zeng Fanping

（Chian Railway Eryuan Engineering Group Co.，Ltd.，Chengdu 610031，China）

摘要：经过对洛湛铁路DIK47+794.93五里牌立交大桥3号墩桩基础溶洞处理，针对溶洞较发育地区桩基础设计施工特点，结合现场桩孔施工钻探情况，弄清桩位处地质和溶洞情况，调整设计和施工方法，既加快了施工进度，又确保了结构安全，同时也节约资金。

Abstract: Through treating Karst caves of No. 3 pile foundation for Wuli Pai Railway Overpass at DIK47+794.93 of Luoyang-Zhanjiang Railway, the design and construction methods are adjusted, aiming at design and construction characteristics of pile foundation at typical Karst areas, combined with onsite pile hole drillings. It not only speeds up construction schedule, but also enhances structural safety and economizes the use of funds.

关键词：客货共线 桩基础溶洞处理 加快施工进度 满足结构设计

Key words: passenger and freight mixed line；Karst caves treatment of pile foundation；speeding up construction schedule；meeting structural designing

中图分类号：U44文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）21-0090-02

1工程概况

洛阳至湛江铁路（简称洛湛铁路）设计时速为140km/h客货共线。DIK47+794.93五里牌立交大桥位于湖南省永州市境内。本桥孔跨样式为2×32+1×16+1×32m，因溶洞位置和国道影响中间采用16m不等跨梁，3号墩位于16m＋32m梁之间，中心里程为DIK47+844.38。该桥属丘陵地貌，地形起伏较小，地面高程约135～155m，相对高差10～20m，自然坡度10～25°，洛阳端坡面多为旱地，湛江端坡面基岩大面积出露。丘间洼地多被垦为水田，桥位处有一大水塘。线路于DIK47+800处跨越207国道，交通方便。

2地质概况

2．1 地质构造桥段内在DIK47+840处有一断层与线路交角约80°，断层走向N22oE，倾向不明，其NW盘岩层产状为N18°W/40°W，地层为泥盆系上统佘田桥组（D3s）灰岩，其SE盘岩层产状为N15°～30°W/8°～18°NE，地层为泥盆系中统棋子桥组（D2q）灰岩夹泥质灰岩、炭质灰岩。由于该断层附近均为土层覆盖，未见构造形迹出露。

2．2 地层岩性

粉质黏土（Q4dl+pl）：浅黄、褐灰、褐黄色，硬塑状，局部夹约10%灰岩质砾石，厚5～15m，分布于DIK47+800至测段终点，属Ⅱ级普通土。

粉质黏土（Q4dl+pl）：浅黄、褐灰、褐黄色，软塑状，厚0～7m，分布于DIK47+800～D3K48+014段沟槽表层；属Ⅱ级普通土。

粉质黏土（Q4ca）：属洞穴堆积层。棕红、棕黄、灰黄色，软塑～流塑，质较纯。局部夹大量粗砂，属Ⅱ级普通土。个别溶洞填充物为淤泥质黏土。

灰岩（D3s）：深灰色，隐晶质结构，中～厚层状，岩质较坚硬，据钻孔揭示，为弱风化带（W2），节理、裂隙较发育，裂隙间充填方解石脉，分布于测段起点～DIK47+839.7，属Ⅴ级次坚石。

灰岩夹泥质灰岩（D2q）：深灰色，隐晶质结构，中～厚层状，岩质较坚硬，偶夹炭质，有污手现象，据钻孔揭示，该地层溶洞强烈发育，同时节理、裂隙较发育，裂隙间充填方解石脉，分布于DIK47+839.7～测段终点，为弱风化带（W2），属Ⅴ级次坚石。

2．3 各层岩、土物理力学指标推荐值（见表1）

3施工情况

3.1 基础施工五里牌立交大桥3号墩采用4根d=1.25m钻孔桩基础，桩长为65m，桩底标高为63.3m。在施工3号墩桩基础过程中，墩位处钻孔揭示灰岩层内有大小不等的溶洞发育，最高溶洞顶板高程为109.17m，最低溶洞底板高程为66.17m，溶洞充填物为黏土，墩旁边有一水塘，地下水较丰富，桩基础置于66.17m以下灰岩夹泥质灰岩（W2）内一定深度（见附图1）。

3号墩钻孔时，基底下伏有较多溶洞，且成不规则形状。根据施工现场提供资料如下：

1号桩钻至标高64.66m处，出现大溶洞，连续抛填大量黏土片石后（见图1），继续钻孔地下水位急剧下降，最终钻头卡在溶洞内，经施工人员下孔勘查时，发现桩底仍有清水流动出现清孔现象，未见黏土及片石，且有一大空洞与地下相通（见图2），使1号孔施工钻孔无法顺利进行。也无法探知溶洞的深度和长度，地下水的流动冲刷对桩基的影响也比较大。

3.2 处理措施及现场施工情况鉴于上述情况，将1号孔按废孔处理，桩底采用C15混凝土加片石黏土回填，其余采用黏土加片石回填并夯填密实。考虑到桩基成孔和结构安全，需在大里程右侧外新增一根桩。1#、2#孔钻至标高93.30m处，已进入完整灰岩夹泥质灰岩W2内4m，经采用地质钻探孔对其下10m深度范围进行探测，无溶洞和漏浆现象。同时采用钻孔注浆对10m以下范围进行压浆处理。并灌桩成孔。3号桩钻至标高91.80m处已进入完整灰岩夹泥质灰岩W2内4m。4号桩钻至标高90.00m处已进入完整灰岩夹泥质灰岩W2内4m。

经采用地质钻探孔对3、4号孔10m下深度范围进行探测，无溶洞和漏浆现象。同时采用钻孔注浆10m以下范围进行压浆处理。并灌桩成孔。

由于增加桩，加大桩间距，考虑到承台刚性角安全。将承台加厚为2.50m，将承台向大里湛江端及线路右侧各加宽1.20m，其上设1.00m过渡段，墩高维持原设计标高不变（见附图二）。

4结语

五里牌立交大桥为典型的溶洞灰岩较发育地区；灰岩溶洞具有设计孔跨及线位布置困难、施工钻孔进度慢、溶洞变化复杂、处理费用高等因素；为桥梁设计和施工增加较大的设计施工难度。但又不能马虎轻视，基础为结构物的根基，只有在施工过程中根据施工桩孔情况，探明桩孔地质构造后采用相应的处理措施，因地耳变，才能确保结构安全，加快施工和经济合理。在湖南及两广等地区灰岩溶洞暗河较为普遍，本文仅对该桥进行分析，对溶岩地区桩基础处理起到一定的参考和借鉴作用。

参考文献：

[1]TB10002.1-99 铁路桥涵设计基本规范.

[2]TB10002.5-99 铁路桥涵地基和基础设计规范.

[3]TB10002.3-99 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范.

[4]铁建设 [2003] 76号新建客货共线铁路设计暂行规定.

[4]地质资料.