南四湖大桥岩溶区桩基施工全护筒跟进处理技术

张迎春1，侯亚辉2，王培森3，张光桥1，苏小杰4

（1.山东省路桥集团有限公司，山东济南 250021；2.山东省公路桥梁建设有限公司，山东济南 250021；

3.山东建筑大学，山东济南 250101；

4.山东中勘工程技术有限公司，山东济南 250014）

摘要：枣菏高速南四湖特大桥桩基施工场地岩溶发育，溶洞大小不一，为半填充或全填充，在处理溶洞过程中，出现卡钻、掉钻现象，给施工造成难度。在工程实际建设中，采用全护筒跟进技术处理不同岩溶溶洞，提高桩基施工质量。

关键词：南四湖大桥；岩溶区；桩基施工；全护筒跟进技术

中图分类号：U445 文献标识码：B Study on the follow-up treatment technology of pile foundation construction in karst area of Nansihu bridge

ZHANG Yingchun1, HOU Yahui2, WANG Peisen3,

ZHANG Guangqiao1, SU Xiaojie4

（1. Shandong Luqiao Group Co., Ltd., Shandong Jinan 250021

China; 2. Shandong Road＆Bridge Construction Co., Ltd., Shandong Jinan 250021 China; 3. Shandong Jianzhu University, Shandong Jinan 250101 China; 4. Shandong Zhongkan Engineering Technology Co., Ltd., Shandong Jinan 250014 China）Abstract:The construction site of the pile foundation of Nansihu super large bridge of Zaohe high speed has developed karst, and the size of the karst cave is different, which is half filled or full filled. In the process of dealing with the karst cave, the phenomenon of sticking and falling out of the borehole occurs, which makes the construction difficult. In the actual construction of the project, the full casing follow-up technology is used to deal with different karst caves, improve the quality of pile foundation construction. Key words:Nansihu bridge; karst area; pile foundation construction; full casing follow-up technology

1 工程概况

南四湖特大桥是枣菏高速的关键性工程，桩基数量多，涉及溶洞桩基数量多、分布广，溶洞桩基处理时间长，制约整个桥梁建设进度，尤其主航道桥137#、138#主墩为桩基础，桩长长、溶洞复杂，存在2～5层连续溶洞，其中138#-9、14桩溶洞多达5层。由于溶洞处理工作集中，137#、138#墩全面开

工后，需要的场地、机械及备用材料多。本工程的岩溶处理，给现场桩基施工带来极大不便，采用覆盖层全护筒跟进处理技术解决了岩溶区遇到的施工难点。

2 覆盖层全护筒跟进处理技术

溶洞尺寸较大和呈现串珠形状的溶洞，都会影响施工的顺利进行。对于中空溶洞或者有流塑态填充物的溶洞，若漏水严重、泥浆护壁效果不好，或者与地下暗河连通无法准确判断的情况下，采用抛填片石或者注低强度等级的浆液时，可采用全护筒跟进处理技术对溶洞进行处治，并钻进成孔。成孔过程中，边冲孔、边接高护筒，同时将护筒振动下沉至已成孔内或溶洞内，已达到阻断溶洞内水或流塑填充物的目的，从而顺利施工成桩[1-3]。

2.1 工法特点

（1）钻孔灌注桩施工过程中，采用全护筒跟进处理技术，解决了泥浆护壁的缺点，避免了膨润土和化学泥浆的使用，减少了地下水的污染，文明施工，现场清洁，对周围居民及企业工作、生产和生活没有影响，满足了文明环保施工要求。（2）钻孔灌注桩施工过程中，因地层、地质、溶洞等原因，无法成孔，发生偏斜，使得成桩质量不高。通过全护筒跟进技术，保证了桩基施工的顺利进行，解决了相应的施工难题。（3）相比普通泥浆护壁钻孔灌注桩施工，对配置泥浆要求比较高，受外界影响因素比较多，解决了护壁泥皮的影响，桩基承载力高，提高了桩身成桩质量。（4）全护筒跟进施工，施工

收稿日期：2020-02-01

作者简介：张迎春（1972—），女，山东济宁人，高级工程师。

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张迎春，侯亚辉，王培森，张光桥，苏小杰：南四湖大桥岩溶区桩基施工全护筒跟进处理技术

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速度相比普通泥浆护壁施工，效率明显提高，速度提升近1倍以上，为桥梁上部施工打下了良好基础，缩短了施工工期[4]。而预注浆处理在工艺上，需要根据物探结果，进行注浆孔布孔、套管埋设、下放套管（同步套管隔离至完整岩石）、并钻进到第一层溶洞、注水试验并清洗溶洞及裂隙充填物，在这过程中还需要判断溶洞的发育特征与周围联通性、选择注浆方法、充填骨料注浆加固、复钻至下一层溶洞注浆加固、自下而上逐层封闭溶洞直至设计范围内所有溶洞全部处理完毕。2.2 适用范围

（1）钻孔灌注桩：直径为600~2 500 mm；长度不宜大于40 m。（2）较高地下水位，不易成孔，传统材料无法护壁。（3）地层：角砾石土层、砂层、卵石土层等，可进行嵌岩桩施工。2.3 工艺原理

钻孔灌注桩施工过程中采用全护筒跟进处理溶洞技术，是采用专用振动设备，克服护筒与土层的摩阻力，使护筒下沉穿过岩溶区域至持力层再清孔，从而保证灌注桩成桩质量。工艺原理流程[5-6]见图

1。

图1 工艺原理流程

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 工艺流程

全护筒钻孔灌注桩施工工艺流程见图

2。

图2 全护筒钻孔灌注桩施工工艺流程

地区搜索3.2 操作要点3.2.1 放线定位

摩根轧机按照设计图纸，对桩位进行测设并标记，以桩位为中心，画桩半径的圆，并进行复核，无误后进行钻孔。3.2.2 钻机就位

保持钻机平稳，旋挖钻机与桩位中心对齐。3.2.3 钻机引孔

选用合适钻头，通过引孔可以达到：（1）解决上覆土的影响。障碍物得到了有效克服，对于坚硬的障碍物，可采用挖掘机解决，防止护筒卷边。（2）通过钻机引孔，可以进行准确的定位护筒，防止护筒偏差带来的桩基偏差。（3）护筒下沉过程中，通过引孔段，保证了护筒稳定性，减少了下沉时间，保证了垂直精度，保证护筒顺利插入。3.2.4 振动锤下沉护筒

根据前期勘测结果，考虑桩孔深度及岩溶发育情况，将护筒下沉至灰岩20 cm，护筒最大深度可达35 m。设备采用360挖土机加装液压振动锤，履带式行走方式，对环境适应性强。振动和起拔护筒快，降

低了成本，施工效率明显提高。钢护筒特殊要求：① 采用10 mm 或12 mm 的螺旋钢管制作护筒。若壁厚小于10 mm，施工过程中，钢护筒易卷边、凹凸，导致其周转率降低；若壁厚大于12 mm，钢护筒质量过大，给施工增加难度，降低施工效率。② 钢护

筒最末节宜设置内刃，便于护筒切土下沉。③ 护筒连接采用高强度螺栓、螺母，不宜进行焊接。④ 起吊护筒时需夹紧护筒，采用锁定装置锁定后方可起吊。⑤ 护筒起吊后，靠自重下沉，通过测量调整护筒下沉垂直度。⑥ 下沉困难时，采用振动锤加压下沉，控制下沉速度，防治护筒卷边或弯折。3.2.5 钻机成孔

护筒跟进到达指定深度后，成孔钻机就位，钻头直径采用合适尺寸，施钻至设计桩底标高。3.2.6 下放钢筋笼、灌注混凝土

下放钢筋笼，钢筋笼下放完毕后进行二次清孔，保证沉渣符合设计要求，及时进行混凝土灌注。3.2.7 拔除护筒

灌注混凝土满足质量要求后，采用振动锤设备拔出护筒，以方便其循环利用。施工控制要点：① 拔除护筒时，应匀速操作，防止速度过快，影响混凝土密实度，从而导致成桩质量差。② 拔除过程中，保持护筒直立，防止因护筒倾斜导致桩体局部夹泥。

③ 为保证桩头质量，需超灌1 500 mm 混凝土。护筒

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铁触媒

2020年第6期

山东交通科技

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射四区，一心两环，一主四辅，组团式结构，形成以地铁、轻轨和BRT 为骨干，以普通公交为基础的城市公交系统。

4 结语

（1）通过对世界各地不同BRT 系统进行比较得出，形式上千差万别的BRT 系统，能够在世界各地广泛地取得成功，其根本原因不在于表面上硬件设施的改进，而是源于先进的现代化交通出行服务理念。在交通拥堵日益严重的中国城市中推行BRT，需要对成功的BRT 规划理念进行学习，在把握好BRT 先进理念的基础上，切实结合中国城市交通的运行现状，选择适合本土化的BRT 实施方案和配套设施，在实践中定期更新运行管理思维，真正建设好适合中国城市的BRT 系统。（2）对于常住人口偏低的中小型城市，日交通客流量不大，交通拥堵问题尚未达到大城市那般严峻，长远看没有修筑轨道交通的必要性，因此地方政府可将BRT 置于城市道路交通规划的重要一环来解决城市间大距离通勤

问题，同时缓解密集人流区域的交通拥堵问题。（3）紧紧抓住新基建的潮流，将大数据、云计算、物联网等信息化技术应用于BRT 中，真正做到人车路协同，BRT 在中等城市的发展更加符合“大城乡、大

称量室

交通、大智慧、大环保”的基建理念，与常规公共交通互补协调，共同构建协调、绿、共享的智慧交通。

参考文献：

1 梁润雯, 冼惠琛.图说广州BRT ［J ］.中国道路运输, 2017（3）：72-73.

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3 陆原, 曾滢, 郭晟.快速公交系统模式研究—以广州市BRT 试验线系统为例［J ］.城市交通, 2011, 9（5）：70-79, 7.

4 亓淑敏, 关可, 王少飞.快速公交（BRT ）智能系统规划与设计研究［J ］.交通信息与安全, 2012（1）：130-133.

5 张那, 扈万泰, 杨院.重庆市快速公交发展研究［J ］.重庆交通大学学报（社会科学版）, 2009（1）：19-22.

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（上接第84页）

拔至最末节时，需检查筒内混凝土标高；若混凝土标高不足，需进行二次灌注[7-9]。

4 结语

依托枣菏高速南四湖特大桥工程建设，在岩溶区桩基施工中开展全护筒跟进技术施工研究，对全护筒跟进技术进行了系统研究，分析了施工技术的特点、范围、流程等，对岩溶区桩基施工有了更加明确的指导性意见。全护筒跟进施工和预注浆处理溶洞技术相比：（1）在施工进度方面，全护筒方案用时较短，处理效果较好，进度明显快于预注浆处理方案。（2）在经济上更优越，可以节约工程投入，具有较好的经济效果。（3）全护筒方案法施工可利用现场机械和人员进行施工，有利于大面积开展作业面，且施工技术工艺成熟可靠，简单操作，利于控制，缩短了工期。（4）全护筒方案中的护筒和碎石压浆固结混凝土可提高桩基承载力及海洋环境下的桩基防腐能力。

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