岩溶地区钻孔桩施工技术
2016-10-21
作者简介：王勃（1979-），男，辽宁大连人，2010年毕业于湖南农业大学，工程管理专业，研究方向为施工技术管理。
1 新店河特大桥工程概况
1.1 概况 新店河特大桥处于岩溶地质发育地带，由于大桥所处位置的特殊性，使得钻孔桩在施工过程中容易造成漏浆、斜孔、坍孔等，而且砼超方现象比较严重。
1.2 地质情况 新店河特大桥的桥址基岩为灰岩，局部伴有砂岩、页岩等，并且大桥修建在岩溶为中等强烈发育地带上。
2 钻孔桩施工前准备、预处理措施
2.1 准备工作
2.1.1 进行大桥钻孔桩施工前，首先详细了解钻孔桩所处的地质结构，并且认真研究分析岩溶地区的钻孔桩的地质情况，对于每一根钻孔桩的岩溶溶洞的位置、大小、发育情况，以及是否需要填充、采用何种物质填充等进行详细分析和研究。
2.1.2 钻孔桩施工前，要根据施工现场的实际情况，现场的技术人员提前准备好红粘土、片石、水泥等处理溶洞所需的各种材料。
2.2 预处理措施 根据新店河特大桥设计地质柱桩图以及所反应的大桥所处的地质情况，通过岩溶注浆的方式对岩溶地区进行预处理。采用打孔注浆方式对所选择的溶洞及存在裂隙发育的钻孔桩进行封堵处理，为了确保成孔质量，等待注浆凝固后，通常配以投粘土、片石等处理措施进行开钻钻孔。通过利用地质钻机将孔钻至溶洞顶面对孔内进行注浆处理，在注浆过程中如果溶洞没有充填物时，利用砂浆及粉煤灰等填充物向孔内回填，然后进行岩溶注浆。
3 钻孔桩在岩溶地区施工顺序
施工过程中，为了降低困难桩的数量，对岩溶空洞和通道进行封堵以便于施工。通常遵循下列施工顺序和施工原则：先长桩后短桩、先多溶洞桩后少溶洞桩，先外围后内部，桩位间进行交叉施工，按照层层包围、隔开、封闭的原则，形成帷幕，让困难桩变得更容易。
4 岩溶地区钻孔桩施工时问题分析及措施
4.1 成孔过程中
4.1.1 钻机沉陷 问题：在岩溶地区进行钻孔桩施工时，因溶洞较大导致孔位的地面下沉，出现钻机沉陷。
措施：对岩溶桩进行钻孔时为了确保钻机的施工安全，根据地质情况对钻机进行相应处理。例如钻孔桩下面的溶洞比较大时，利用型钢作横担梁，将钻机焊接在横担梁上，通过固钻机底座，加强钻机的稳固性。
4.1.2 漏浆、塌孔 问题：桩孔中出现溶洞和裂隙，甚至溶洞和裂缝之间出现贯通现象，造成泥浆面下降，出现塌孔。
措施：事先了解溶洞的具体位置，当冲孔距离溶洞顶板1m左右时，通过增大泥浆比重，采用小冲程慢进尺方式穿透溶洞，对于钻孔内的泥浆面的变化情况要有专人观测。通过提起钻锤补充泥浆或者向孔内回填粘土及片石的方式阻止泥浆面下降，直至泥浆面保持稳定。为了确保不出现塌孔，通过对泥石混合物采用小冲程冲击的方式将其挤入溶洞，形成护壁泥石保护层，通过重复操作，直到钻机安全贯穿溶洞。
4.1.3 斜岩偏孔 问题：在岩溶发育地区进行钻孔施工时，钻孔内的岩性由于溶洞导致的风化程度不同，形成硬度不匀的岩石，最后出现斜岩面，导致施工过程中出现偏孔、斜孔。
措施：通过在岩面顶以上1m处向孔内回填粘土混合物及坚硬的片石的方式处理斜岩偏孔问题，为了能够有效地平衡岩石的强度，回填的片石的硬度要足够大，确保破碎斜岩，然后在进行钻进冲孔施工。为了确保斜孔修正，重复上述操作，直到斜孔调整到位。在斜孔调整过程中，如果调整系数过大，通过灌入砼进行封底，直到斜岩面以上0.5m～1.0m，经过4～7天后进行重新钻孔。采用该方法对斜岩处理时间长，成本较高。
4.1.4 埋锤、掉锤及卡锤 问题：①桩孔内的斜岩形状比较复杂，岩石突出易出现锤头滑入溶洞或锤头被岩石卡住的现象；②因锤绳或锤头连接部位老化，或者操作不当导致锤头掉入孔中；③溶洞塌孔将锤埋入孔中。
措施：①随时检查锤绳或锤头连接情况，并及时更换；②在冲孔过程中，确保锤绳处于拉紧状态，不能随意松懈；③为了防止埋锤，钻孔时随时观察现场是否发生漏浆现象，出现问题随时处理，并及时下锤冲孔；④为了防止锤掉入孔内造成卡锤现象，清除孔的四周异物；⑤为了防止锤被埋死，要及时解决、处理埋锤、掉锤、卡锤现象，并不断换浆。 4.1.5 嵌岩深度不够 现象：钻孔达到设计要求，并且钻孔深度符合设计标高，由于岩溶地质较复杂，如果岩层不完整或者岩石的承载力不够，那么就不能符合设计的嵌岩最小深度。
措施：在岩溶地区进行钻孔桩施工过程中必须加强钻孔过程的钻孔记录管理，对岩石的岩性变化及进尺情况进行准确、详实记录。
4.2 灌注砼
4.2.1 砼面骤降 问题：在灌注砼的过程中，由于溶洞的护壁厚度不够或者冲孔过程中封堵溶洞不彻底，仅仅止住泥浆不漏，由于压力过大冲破溶洞，导致砼面下降造成断桩。
措施：①据现场的实际地质情况进行冲孔，为了将溶洞封堵彻底，需要反复进行回填片石和粘土混合物，并对回填物进行冲打；②灌注过程中为了有效防止砼面下降，导管悬空，断桩，在岩溶地区进行钻孔桩施工需要根据现场的地质情况适当地加大导管的埋藏深度；③对特别发育的岩溶钻孔桩完成灌注作业后，为了防止砼面下降过大，需要将剩余导管静置一段时间。
4.2.2 断桩和夹泥 问题：在灌注过程中出现塌孔、砼面下沉或者导管密闭性不好导致断桩，形成夹泥。
措施：①出现断桩按照返工方案或接桩方案进行处理；②钻孔桩成孔后，放置时间不能过长，要及时灌注，避免形成不稳固的孔壁；③导管下方前为了避免漏水或漏浆必须对导管的密闭性进行检查；④钢筋笼或导管在下方过程中避免与孔壁发生碰撞。
5 岩溶地区钻孔桩成本控制
①在岩溶地区进行施工时，施工中所用的必需品要到位，防止拖延时间增大施工处理难度。②在岩溶地区进行钻孔桩施工时，钻孔前根据孔的地质结构，现场管理人员、钻机操作人员切忌盲目施工，要提前制定应急处理预备方案，避免钻孔过程时出现预见性返工。③在岩溶地区进行钻孔时，为了避免严重扩孔，在钻孔时及时纠正斜岩偏孔问题，降低钻孔的成孔周期长度。④为了减少施工中的砼用量，在岩溶地区进行钻孔桩施工时对溶洞进行细致地回填和封堵。⑤在岩溶地区进行钻孔桩施工时，成孔后及时灌注，防止塌孔而返工。⑥严格遵守岩溶地区钻孔桩施工顺序，缩短桩的施工周期，提高施工进度。
6 结束语
新店河特大桥岩溶地区钻孔桩施工项目，通过不断完善、调整施工方案，施工基本完毕，成桩质量较好。但是对岩溶地区钻孔桩施工还需努力钻研，完善施工工艺，总结经验。
参考文献：
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