岩溶区桥梁桩基冲击钻成孔工艺探讨

1、岩溶区桥梁桩基冲击钻成孔工艺探讨0 引言我国岩溶地区别布广泛，可溶岩层分布面积约占国土总面积的1/3，其中以西南部云、贵、桂和川、鄂、湘等部分地区岩溶最为发育。岩溶按照其发育强度，可分为剧烈发育、中等发育、弱发育、微弱发育4种，在岩溶剧烈发育区，主要表现为大型暗河，廊道及较大规模的溶洞，对施工影响较大，设计勘探时较简单发觉，一般会实行尽量避开或实行特别措施举行处理。新建沪昆铁路客运专线贵州段CKGZTJ-5标段，全长43.089km。该标段桥梁桩基分离采用1m、1.25m、1.5m、2m直径桩基，这些桩基主要坐落在溶洞区，并且溶洞区的溶洞大小不一、样子各异、错落无序，存在较大的埋深差异，部分溶

2、洞展现串珠状发育，溶洞分为充填溶洞、半充填溶洞，以及未充填溶洞，对于充填溶洞充采用流塑、软塑及硬塑状粉质黏土、中粗砂及少量灰岩碎块等填物举行填充。下部基岩为岩面起伏较大的灰岩，并且岩溶发育，溶沟溶槽发育。现结合沪昆铁路岩溶地区桩基施工，分析总结岩溶地区桩基成孔施工工艺及有关问题处置措施。1 施工工艺选用CKGZTJ-5标段桥梁所处的地质结构为典型的岩溶地质，桩基嵌岩不仅深度大，而且不宜钻孔，施工方式多为冲孔式施工，其缘由是在弱风化岩层施工，钻机进尺缓慢并且简单卡钻，在穿越溶洞区时简单消失埋钻，挤压土体造壁施工存在一定的难度，使得混凝土向溶洞蔓延。通过采用冲孔灌注桩的方式举行施工，在一定程度上最

3、大限度地发挥了其破岩能力强以及挤土造壁的优点；在施工过程中，冲孔桩同时裸露出一些弊端：桩锤冲穿溶洞顶板以及置换土洞填充物后，简单消失漏浆进而导致孔壁塌方（俗称溶洞塌方），还常常陪同着卡锤、掉锤、埋锤等现象。在施工过程中消失混凝土蔓延量比较大的现象，其由于是溶洞内部无填充进而消失空洞，导致空洞被水下砼填补，或者淤泥质土充当填充物时，砼和淤泥发生置换的结果，进而导致在溶洞段桩的蔓延系数超过1.2，甚者达35倍。综上所述，在施工时要充分利用冲孔成桩挤土造壁的优势，乐观实行措施制定方案，避开发生塌方、卡锤、埋锤等事故。2 岩溶区冲击成孔施工工艺2.1 施工打算 地质分析。施工前应按照设计图纸给出的地质

4、柱状图，分析每一根桩所处地质构造，须要时采用物探和超前钻孔，决定每根桩的所处地质溶洞状况，初步制定合理的施工工艺。钻机底部加固。钻机就位前，应按照溶洞大小在钻机底部横向前后铺设两根槽钢，对钻机底部举行支撑加固，以防止坍孔时钻机下沉或倾斜。配制泥浆。根据易坍塌地层的泥浆的配置标准，对泥浆举行控制，确保泥浆池、沉淀池足够大，且泥浆池应高于护筒顶。在穿越溶洞地层应适当加大泥浆比重（以现场实验数据为准），对泥浆的比重、粘度、含砂率等指标举行随时测定，将浮渣、护壁的效果控制在最佳状态。为了削减泥浆的损失，进而形成较好的孔壁，泥浆的粘度一般控制在28s左右为宜，同时为处理溶洞争取了一定的时光。溶洞处理材料

5、与设备。施工现场，在钻孔施工前，要打算大量的片石、袋装粘土及适当数量的袋装水泥、水玻璃。配备至少34台泥浆泵，便于在处理溶洞时快速补浆，防止塌孔。为了便于向孔内投放土石，需要打算一台装载机。2.2 钻孔 通常状况下，钻孔与泥浆护壁同时举行，当施工进度距离溶洞顶板岩层顶部1m时，或者在处理溶洞过程中通过采用小冲程（0.5-1.0m）的方式举行钻进。在抉择桩号举行施工时，其施工挨次采用先短桩后长桩的方式举行施工。2.3 冲击成孔工艺溶洞处理方法2.3.1 处理充填片石、粘土 采用粘土和片石举行填充时，由于其便利、快捷，节约费用，所以通常应用于埋深小于6m全填充、半填充和无填充的溶洞；当钻孔施工举行

6、到溶洞层部位时，护筒内的泥浆会消失所有流失或部分流失的现象，流失严峻时会进一步造成塌孔，这种状况下，通过采用片石和粘土按1：1的体积比举行回填，当溶洞空间比较大时加入部分水泥与水玻璃的混合物，并向钻孔内注入稠度较大的泥浆，然后通过小冲程冲击的方式向洞内投下混合料，不取渣，使填充物挤入裂隙和溶洞。重复上述操作，直到溶洞通道所有封堵，顺当穿过溶洞。2.3.2 处理钢护筒的跟进 面向通过采用片石粘土举行回填无法成孔的情形时，例如溶洞的规模比较大，并且溶洞内没有填充物或者存在流塑充填物，消失严峻漏水，以及溶洞与暗河连通时，这时可以采用打入钢护筒的方式举行跟进法施工。在施工过程中，将冲孔和护筒接高同时举

7、行，并通过15t的导向锤将钢护筒振动到溶洞底岩面，将溶洞内流塑填充物或水的流淌通过钢护筒加以阻断。倘若溶洞内部不存在填充物，通过在护筒内回填砼实施堵漏，当回填的砼在强度方面达到一定要求后，再通过冲击钻举行冲孔，溶洞贯通后，根据正常的工艺举行施工。2.3.3 片石充填、多层护筒嵌套综合施工 当溶洞呈串珠状发育，同一根桩存在多处规模较大溶洞时，通过采用片石、多层护筒嵌套的工艺举行施工。依据工程钻孔柱状图，在开钻施工前，决定钢护筒埋置的位置以及数量，然后按照埋设钢护筒的数量进一步决定孔的直径。通常状况下内、外层护筒的内径差为15cm，最内层护筒的内径与设计桩径误差在0.15m。2.3.4 二次扩孔施

8、工 当设计桩径较大且地质条件较差，穿越溶洞时，因为泥浆水位下降较快，塌孔风险增强，可按照地质状况，适当调高泥浆比重，或采用二次成孔工艺，即先采用11.5m直径冲击锤打通溶洞，再采用大锤扩孔，这样可以将扩孔时产生废碴挤压至溶洞内，可极大削减了二次成孔穿越溶洞的施工难度。3 常见问题与处理措施因为在岩溶地区桥梁桩基施工的不行预见性，施工过程中斜孔、塌孔、漏浆、串孔、卡钻、掉钻头、超方等现象极易发生，对施工平安构成一定的威逼，进而影响施工质量、制约工程的进度。通过研究分析岩溶地区溶洞，结合详细的工程环境，制定具有针对性的处理方法和施工方案。3.1 塌孔 遇有塌孔状况消失时：应认真分析，查明缘由。如为

9、浅层小规模溶洞引起的塌孔，可采用加长护筒、回填黏土、提高泥浆比重、加高水头的方法连续钻进至成孔。如为大型溶洞引起的坍孔且较严峻时，应立刻将钻孔和坍塌处所有用砂或小砾石夹粘土回填碾压，保证有足够的承载力后重新钻孔。3.2 卡锤（埋锤） 在冲钻成孔的过程中，冲锤在冲破溶洞时极易滑入溶洞，受溶洞顶板岩石的影响提锤时冲锤简单被卡造成埋锤事故。施工时造成卡锤的缘由千差万别，例如在硬度方面石灰岩比较高，在石灰岩断面上钻孔难以形成圆形，其样子与梅花形相类似，因为在升降过程中锤体是自转的，倘若锤体断面与桩孔的样子不相符就会消失被卡现象。造成埋锤的缘由是：在桩锤冲穿溶洞顶板的过程中，因为瞬间的拉力比较大，钢丝绳

10、简单被拉断，消失掉锤现象，此时倘若消失塌孔就会消失埋锤现象；另外，在卡锤时因提锤使劲过大，导致钢丝绳被拉断消失掉锤事故。因此，在溶洞内打空锤在施工现场是严禁消失的，在冲锤过程中，应将钢丝绳绷紧，通过采用小冲程方式举行低打紧击。当发觉漏浆或者消失异样状况，准时提锤，然后实行促使制定方案举行补救。3.3 孔身偏斜 空身偏斜的主要缘由是因为落锤处存在软硬岩层交接，遇有孔身偏斜、弯曲状况消失时，可以在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直，偏斜严峻时，应回填片石到偏斜处，待沉积密实后再钻进。3.4 漏浆 遇有钻孔漏浆状况时，应配备大流量泥浆泵，迅速向孔内补浆，直至孔内水头保持稳定为止，与此同时向孔内大量投放粘土及片石，反复小冲程冲击，以迅速封死漏水通道，确庇护壁稳定。3.5 泥浆呈酸性 一般泥浆呈碱性，发生岩溶水渗入时，与酸性的岩溶水会发生沉淀，此时应投入小苏打（或石灰）举行中和以改善泥浆质量，以免孔壁因固结能力降低坍塌。4 结论因为岩溶表现形式的多样性及逻辑性不强的特点，无法按照设计勘探资料彻低精确判别岩溶分布状况，给桥梁桩基施工带来很大的不决定因素。因此，在施工中应当留意以下几点：在施工之前务必充分了解岩溶分布状况，按