桥梁课题6岩溶地区钻孔灌注桩施工技术研究.doc

PAGE PAGE 1 武广客运专线桥梁课题研究之六 岩溶地区钻孔桩施工技术 一、前言 岩溶地区钻孔桩施工成功的例子很多，例如，在桂林市雉山公路大桥施工中克服了重重困难，成功地在岩溶发育地区建成钻孔桩基础，采用了钢护筒跟进冲击成桩工法；衡广复线北乡大桥桩基施工，在冲击钻的冲击作用下，将粘土块和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中，完成护壁和成孔工作；京九铁路吉安赣江特大桥处于岩溶发育地区，地质结构复杂，岩溶发育程度高、规模大，溶洞成串出现，暗河纵横交错，该桥钻孔桩施工采用了单护筒及双护筒跟进、回填冲钻、泥浆护壁等综合施工工法。 武广客运专线第1、5标段桥梁数量众多，所占比例大，大多桥位处存在溶洞，溶洞形状各异，错落无序，有的溶洞发育规模大，部分上下分布有2～3层溶洞。为摸清溶洞的分布、大小、填充情况、漏水情况等，以指导施工，在全面铺开桩基础施工前，除根据设计提供的初勘、施勘地质资料外，还应进行补勘、电磁波层析CT探测等多层次勘察。根据溶洞的不同特点,采取冲击钻机成孔并配合相应的施工方案，确保成孔、成桩的可靠性。 二、施工工艺 （一）关键技术 岩溶地区钻孔灌注桩施工的关键技术是如何保证成孔过程中不漏浆、或虽漏浆但不发生坍孔，保证桩孔顺利成孔、成桩并满足承载力要求。 （二）施工方法 1、对溶蚀发育轻微、空洞不大、施工时漏浆量小的桩基施工 采取正常成孔方法施工，当钻穿溶洞漏浆时，反复投入黄土和片石，利用钻头冲击将黄土和片石挤入溶洞和岩溶裂隙中，还可掺入水泥、烧碱和锯末，增大孔壁的自稳能力。 （1）工艺程序 施工准备→埋设护筒→移动钻机、定位→护筒内投入土、片石、水→钻孔→抽碴→吸泥清碴。 （2）施工要点 ① 开孔时用小冲程冲击钻孔，要打得准、打得稳，间断冲击，少抽碴，使开口圆顺。 ② 加入小于15cm片石，反复冲击2-4次，挤密护筒底部周围土层。 ③ 密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生。 ④ 根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，凭手握冲击主绳的手感，钻头冲击岩层的响声，抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。 ⑤ 接近岩溶时主绳松绳量应为1-2cm，防止击穿岩壳时卡钻。 ⑥ 钻穿岩溶地层上壳时一旦漏浆，要及时投放粘土块、片石并补水，保持孔内水位高度。 2、空洞较大且充填物为软塑状的单层溶洞条件下的桩基施工 采取振动锤下沉钢护筒到基岩，然后冲击钻孔至溶洞顶板，利用冲击钻穿溶洞顶板后，灌注低标号砼，使砼面高于溶洞顶面，砼灌注时采取间歇方式。待砼达到一定强度后再继续钻孔，穿过低标号砼成孔。 （1）工艺流程 空洞较大的单层溶洞条件下钻孔桩施工工艺流程图 施工准备 施工准备 钻机就位 灌注水下砼 震动下沉钢护筒 冲击钻孔通过溶洞顶板 灌注砼填充溶洞 清孔 安放钢筋笼、导管 随钻进随检孔 加工钢护筒、桩帽等 投入粘土 测量定位 冲击钻孔至桩底 二次清孔 测量沉碴厚度 （2）施工要点 反循环冲击钻孔：采取冲击成孔时，为防止冲击振动使邻孔壁坍塌或影响邻孔刚灌注的砼凝固，待邻孔砼灌注完毕24h后开钻。 钢护筒下到岩面以后，即开始对覆盖层和顶板进行冲钻。在覆盖层中可采用正反循环钻进，冲钻方法与一般冲击钻孔相同；在岩石地层中以十字型钻头冲击基岩成孔，钻进方式为泵吸反循环。岩层中钻进时，泥浆浓度控制在1.15～1.20。当钻穿岩溶顶板时暂停钻孔，拆移钻头，进行溶洞区水下砼的灌注，砼采取低标号砼，砼配合比由现场试验确定，保证每批砼坍落范围在3米左右。砼灌注采取间歇灌注方法（以免砼流失太远造成浪费），直至到达溶洞顶面以上1.0米，待砼达到强度后继续钻孔，钻孔穿过低标号砼成孔。 3、充填物为流塑状或空洞较大的多层溶洞条件下的桩基施工 采用双护筒跟进方式冲击成孔。 （1）工艺流程 空洞较大的多层溶洞条件下钻孔桩施工工艺流程图 施工准备 施工准备 钻机就位 灌注水下砼 震动下沉钢护筒 冲击钻孔通过溶洞顶板 下沉内护筒 清孔 安放钢筋笼、导管 随钻进随检孔 加工钢护筒、桩帽等 投入粘土 测量定位 冲击钻孔至桩底 二次清孔 测量沉碴厚度 （2）施工要点 ① 外护筒直径应较设计桩径大20cm，内护筒直径应较设计桩径大5cm。 ② 施工程序：根据地质钻探资料提供的溶洞分布情况，按照先短后长，先易后难，先外后内的原则确定各桩施工顺序。 ③ 外护筒下到岩面以后，即开始对覆盖层和顶板进行冲钻，其钻孔方法与传统的冲击钻孔方法相同，但成孔的桩径比设计桩径大7cm，以便内护筒顺利通过顶板。护筒跟进示意如下图： ④ 当钢护筒打至第一层岩面或穿过溶洞到下一层岩面时，为使开孔坚实、竖直、圆顺和对继续钻孔起导向作用，应在钻孔前抛0.5-1.0m3的小片石和适量粘土，借钻头冲击力把泥浆、石块挤向孔壁，以加固护筒刃脚。 ⑤ 当内护筒下沉到位后，在内外护筒间进行