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公路桥梁桩基钻孔中孤石的处理方法 1 施工地层难度大、成孔速度低、经济效益差 在道路桥梁的设计过程中，通常会发现随机分布的孤石。由于形状和厚度不同，孔内条件复杂，很难将单孔穿过孤立的石头形成孔。在该层，钻孔桩的钻孔效率低，钻孔寿命短，容易发生卡孔、倾斜孔、坍塌孔等事故。孔的速度也慢，严重影响了施工的正常进度。有些人还不得不根据施工而不是完成设计，成本高，经济效益低。现在，解决这一问题的必要性是很大的。这也是导致桥梁设计变更、成本控制和施工纠纷的重要因素。 2 爆破方法分类 该类地层常用的钻进方法:开挖法、冲击反循环钻进法、冲抓锥钻进法、回转钻进法、爆破法。常见的爆破法有人工挖孔炸石成孔法、钻孔爆破法。爆破法常和其它方法相结合使用。 2.1 涌水地层爆破 在钻进过程中遇到孤石时,开挖使孤石露出,对涌水地层还应进行抽水,然后人进入孔内,在孤石上钻出爆破孔,安放适量的炸药,对孤石进行爆破。只是对于涌水量大的地层,难以继续延深。 2.2 爆破透过难 在钻进过程中遇到孤石时,提钻后,查明孤石的产状、大小、形状并依此来制定爆破孔的数量、分布和装药量,利用小口径钻头在孤石上钻出爆破眼,然后在小孔内安放适量的炸药对孤石进行爆破。清除孔内岩块进而达到钻孔顺利穿过孤石的目的。对于垂直高度特别大的巨石可以进行多次爆破直到钻孔穿过巨石。钻孔爆破具有如下特点:(1)施工周期短,成本低;(2)适应范围广,可适应不同埋深的孤石、漂石、滚石;(3)方便灵活,可根据孤石的形状、大小来具体确定爆破孔的孔径、深度和装药量大小,对厚度较大的孤石,可实施分层爆破确保钻孔质量;(4)不适宜用于松散地层中的直径相对较小、形状近似圆形、表面光滑的孤石,在小口径钻进此类岩石时,岩石和钻头一起回转,钻进成孔困难。 3 工程实例 3.1 孤石地质特征 广东西部沿海高速公路第四合同段K29+000～K42+000路线所穿越的地貌,是台山南部低山区及沿海平原区,孤石较多,多为分散孤立分布;其主要成份为中～微风化的新鲜岩体,岩石的坚实系数f=10～15。孤石产状各异,其垂直厚度一般为0.5m～10m左右;大型、巨型孤石,一般呈集聚型分布,邻近一般都有数个大小不一的孤石就近分布,形成“孤石群”,这些孤石、探头石致密坚硬,难以穿过,且容易误判为桩端持力层。桥址桩基地质勘察难以准确探明,桩基施工较难处理。在工程施工初期,由于设计地质勘探不详、施工经验不足,尝试过采用几种常用方法钻进。在广东西部沿海高速公路第四合同段K36+266通道桥桩基施工中,地质情况较复杂,孤石较多零散分布,遇到孤石问题,分别采用一般工艺和复合工艺处理孤石,其工程进度、施工质量及处理效果迥然不同。 3.2 冲击钻冲程设计 K36+266 0-A桩回旋钻钻进至6.4m处遇黑云母花岗岩孤石,每小时钻进1cm～3cm,且钻头底破岩尖刃脱落较多,卷刃磨损严重,并有斜孔现象,经常出现跳转和斜孔,影响了成孔速度。且表面孤石形状不均匀,现场施工投入硬度相近的混凝土。改用钢丝绳冲击钻,实际操作时先用低冲程冲击,冲程控制在1m～2m,通过加快频率来破坏孤石光滑坚硬的表面,同时使钻头充分转动避免偏孔。在冲进孤石10cm深后改用高冲程冲击,冲程为2m～3m,控制泥浆浓度在1.3左右,防止塌孔,也可高低冲程交替冲击。实际冲钻过程中平均进尺为3cm/h～7cm/h,但有些冲击进尺2cm/h,锤头损坏严重。在桥梁桩基施工过程中,遇到大型孤石群采用一般冲击钻进方法,用冲锤冲击处理孤石效率低,工期长,损耗大。较难将工程按照合同规定的工期按质、按量完成,以致引起工程变更和工程延期,又严重影响经济效益。 3.3 光面炮眼控制和装药量 K36+266 1-c桩回旋钻钻进至2.5m处遇花岗岩孤石,每小时钻进1cm～3cm。经过用小型钻机XY-1抽芯,探查地质情况、孤石位置,确定是巨大孤石群,分2层,每层垂直高度3m～4m,为此决定用钻孔爆破法处理孤石,根据周围环境,为了确保施工安全和施工质量,采用光面爆破施工,必须满足以下技术要求:⑴采取合适的起爆网络和有效的防护措施,防止爆破飞石影响既有电线及附近民房,根据有关规范,爆破震动速度控制在7cm/s以内;⑵桩孔内爆破都不应使业已完工的桥梁桩基及承台混凝土结构受损;⑶爆破后孤石破碎,本身桩孔的不偏斜,避免相邻桩周围的地表塌陷;⑷爆破后的基岩轮廓规则、圆滑,以利冲桩机冲孔,超欠挖量满足高速公路规范要求。 在爆破的现场,钻孔爆破采用手风钻及普通凿岩机,钻凿直径38～42mm的炮孔,孔深小于2m,实施分层爆破。炸药一般使用直径Φ32mm的管状乳化炸药卷,切成长度15cm重量100g药块。实行光面爆破,因此必须严格控制炸药用量,各类炮眼线装药密度可按下列参数控制。周边眼:0.30～0.35kg/m;掏槽眼:0.60～0.