广州某岩溶地区钻孔桩施工技术

岩溶地区钻孔桩施工技术1前言XX站桥梁工程地处广花冲积盆地，区内地表大部分为水田、水沟、鱼塘，地形较为平坦。其钻孔桩施工区域地下主要有冲积砂层和石灰岩溶洞裂隙，地下水丰富，砂层综合渗透系数达10～25m/d，石灰岩岩溶类裂隙溶洞含水层渗透系数达30～50m/d。地下水位埋深一般在0.50～2.00m，水位埋藏较浅，地下水位常年变化幅度为2.0～3.0m。由于本工程位于岩溶发育地区，所有钻孔桩均按照不等长桩基设计。1地质核查1.1岩溶地区地质核查本工程地处岩溶地区，地下岩溶的构造千奇百怪，没有任何规律，其产状、大小变化十分复杂，即使在一个很小的范围内，溶洞的大小变化也十分明显，本工程钻孔桩施工时，经常发生同一桥墩下不同桩位处岩溶发育明显不同的情况，导致桩长变化很大。岩溶发育时，必须进行逐桩钻探，以摸清地下溶洞的发育规模、竖向发展深度，从而确定桩长，以确保桩尖在可靠的稳定持力层上。因设计单位钻探不完整而导致钻孔桩加长或缩短的情况也是有的，正是由于岩溶发育的无规律性，设计单位根据钻探过的地质资料来推测附近的地质情况，往往会发生较大的偏差，因此，在施工时，应根据实际钻孔情况及时会同设计单位重新进行地质核查。钻孔期间，应详细记录钻孔情况，若发现地质情况与设计不符，必须联系设计、监理单位现场调查，判断钻渣、研究钻孔记录等方法确定终孔条件，必要时还需补充钻探。岩溶地层，地下岩层起伏不定，因此而可能给施工人员造成假像，例如，多层溶洞地段，上层的岩层可能较厚，施工人员在钻孔时，误认为已到稳定基岩，而实际其下仍然有溶洞存在。因此，钻进中对每一个地层变化处详细作以记录，并及时于设计地质报告进行核对，是施工控制的核心所在。一旦发现实际地质情况与设计地质柱状图有出入，如溶洞大小、岩体的软硬程度等，应及时与设计地质人员联系，只有通过检查钻渣，分析钻孔记录才能判定能否终孔，若出入较大时，尚需补充钻探。1.2岩溶地区溶洞类型判断为了根据溶洞的发育规模而在钻孔时采取相应的应当对措施，需对溶洞做判断和分类，岩溶地区溶洞类型按照表1所示的方法进行判断和分类。表1溶洞分类分法到类别侦溶洞特征膊充填物情况撑小型溪溶洞予单层洞高小于昂2m旨，全填充，漏辆水或半漏水小喉型溶槽、溶沟恐、小裂隙等贯粉砂、硬塑或卧软塑状粘土骄一般鸽溶洞郊洞高小于苗2m露的半填充溶洞罢或廉2炉～需5揪m仁的全填充溶洞伍，二层以下为堤状溶洞坏粉砂、硬塑或须软塑状粘土乡大型箭溶洞谨二层以上串珠徒状有充填溶洞勾；省5m抛以上全充填溶判洞。恰粉砂、硬塑或尿软塑状粘土鱼特大型溶洞村大型溶洞，多拉层串珠状已充我填或充填物差叼的溶洞。溶洞道的规模覆盖到崭相邻桩位或更围大。举无填充或填充唉物为流朔状1.3桩基钻探所有桩基必须全部钻探，详细记录地质状况、溶洞深度，高度、填充物类型等，记录完整。钻探时对地质素描、溶洞的发育情况作详细描述，以提供给桥梁专业设计人员一个可靠的地质柱状图，才能保证设计的准确性。记录方法如下表2所示。表2岩溶发育情况一览表侵墩（台）号及胞桩号痰地质孔编号榜地质状况阅溶洞对深度姿填充物类型柄溶洞喜高度膀顶板笔厚度盾顶板岩性记录：复核：日期：2护筒跟进2.1护筒跟进适用范围护筒跟进法适用于发育规模大、层数多、溶洞内充填物性能差、地下水丰富的特大型溶洞。护筒跟进工艺虽然对处理溶洞效果明显，但由于其成本高，投入大，对中小型或有填充的大型溶洞，不主张采用护筒跟进，但对于无填充或半填充的大型、特大型溶洞，为避免溶洞顶板被击穿后泥浆突然流失而导致塌孔或地面大面积塌陷，原则上要求采用护筒跟进工艺，以确保施工安全和顺利成桩。位于既有铁路或公路路基边的钻孔桩，若地下溶洞发育，也应考虑采用护筒跟进工艺，保证既有线的路基稳定和行车安全。2.2护筒根据施工工艺选塞惨办护筒跟进谨施工蠢工艺百流程如图福1命所示预预埋钢护筒钻孔下沉辅助护筒振动护筒穿越溶洞钻至下层溶洞顶注浆钻进至基岩地质核查继匪纳债页图膛1店、钻孔桩护筒厨根据施工工艺挤流程图眨2.3边护筒根据施工霞步骤遍溶洞护筒跟进剖施工步骤旬如市表抹3沾所示。杰表蚀3凯阶溶洞地段钻孔蠢桩套筒跟进法扑施工步骤表涛预埋比桩径俯大战40c艇m漂的钢护筒，长采度龄4裤～龙6扰m掩。小型溶洞在辱钻孔前先压浆左处理熟采用比桩径暑大冬20c能m非的钻头钻孔，智至岩层顶面。都采用膨润土护违壁叛.返用删100止t职沉拔桩机辅助唤下沉比桩径坑大帖20c咬m产的护筒至岩面暖。在护筒与基帆岩交接处浇筑吉与桩基同标号旨混凝土，封闭傻护筒与基岩间锻的间隙，混凝侍土浇注厚度页为全1浊～具2换m物。在护筒之间去压注水泥浆使疮护筒外围空隙眯密实。插待混凝土在到肆设计强度后，奖采用常规溶洞余区域桩基础施晚工方法进行成光孔施工，溶洞华顶板的击穿采舅用短进尺。溶让洞击穿后，提患出钻头，振动奖下沉护筒穿过钉溶洞在护筒与询基岩交接处浇烘筑与桩基同标撞号混凝土，达叠到强度后继续刑钻进。丘钻至下层小型虎溶洞顶，停止绿钻进，用地质梯钻钻一小孔，册对下层溶洞进接行压浆处理。农溶洞内填充固企结后，继续钻熄进至基岩，完弦成钻孔。赌2.辩4卵护筒跟进氏施工控制芦（晶1别）良对于特大型溶群洞的处理，应授遵循以确保施孝工安全为前提住，增加地质超就前钻探，摸清互溶洞的发育规哥模是至关重要默的。应位于特大型溶发洞地层中的钻懒孔桩，在钻进挑中极易发生塌回孔、地面塌陷隐等事故，安全啦隐患极高，因研此，钻进前，妈务必要摸清地衬下溶洞的发育液情况，为护筒粥跟进作好充分捉准备，根据溶僚洞的埋深、产妄状、发育层数驳等确定护筒跟乱进深度、跟进迎层数。孕（迈2廊）闭护筒跟进法在努钻孔作业过程珠中，应准备好咸充足的抢险物后资，以备不测滤。快虽然护筒跟进捉工艺是确保岩兴面以上土体不槽坍塌，但实施顾上在施工中，库当护筒跟进到夫一定深度后，促由于孔壁内外仪摩擦力作用，鹰采用振动外向挪锤很难一次性搜到位，实际施饰工中，采取边即钻孔边跟进的喜工艺。在这个扭过程中，因作洞业工人不在意弊或没有勤测孔乏深，可能导致盯钻孔超出护筒呢跟进的深度，彼这样也极易造城成塌孔，或者逮对于斜岩地层昌，护筒仅能对盼一个方向支护渡，斜岩下端的祝土层或砂层围腐护不到，钻进能中也会产生漏错浆而发生意外萌，因此，即使套采用护筒跟进锋工艺，必要的杂抢险预案也是胳必不可少的。贯（桥3傻）时采用套筒跟进释法施工，费用学昂贵，而且影盟响了成孔工效蒙，是在其它方上法难以完成的伴情况才采用的范一种措施。实呀施中，应仔细请研究地质勘察拥报告及补勘报富告，确定哪些禽桩孔采用此法可，并尽可能提桑前开工。河3置盈超前注浆美填充工艺迫全充填溶洞普丛遍存在漏水或状半漏水现象，优为防范钻孔时贝泥浆突然流失仆，劫仔细研究地质味勘察报告，对索于大于轧2m厘的无充填或半仗充填溶洞，在雾钻孔前要进行盏注浆处理。色3别.1创施工准备探⑴佣、测量放样、切平整场地、清忠除障碍物。猾⑵熟、牛注浆膨浆液选用水泥害浆，逗水泥采蒸用惕32.题5很级普通硅酸盐肚水泥。医水泥浆配合比桥为运水情∶船水继泥孝=0.奇8炭∶房1.铲0问。范3第.碍2象成溶洞超前注浆移施工陶(传1)贫原地面处您理倚,养注浆孔向测量放样何。蛮(良2)待按设计绣桩位乖放样，钻机就馆位凝。判(侦3援)现启动钻机侵，钻孔至折溶洞愚底板鲁深度仁处换。兔(篇4旺)倚进行地质核妻查匙,微确认满足注浆抓条件烟。勤(键5业)践安装设备就位动，眉并俯进行注水、压办水试验，确认反设备情况良好缸。谨(犯6轨)魔启动设备注浆屑，洽当满足注浆尾结束条件时，宋停止注浆。尸(皮7)留效果检燕验妥,会确认达到设计本要茄求回,京若无法满缩足曾,俭则继续注浆达鹰到要求。详(奖8植)链当浆液完全凝加固达到强度要笛求时，封孔。经溶洞注浆施工承流程如询图密2删所示。原原地面处理测量放样钻机就位钻孔清孔设备安装注浆地质核查封孔神图发2鞠田溶洞注浆流程暮图旦注浆应遵循从连下至上的原则脑，因此，在钻绣孔时，对需作徒注浆处理的溶赤洞，应钻孔到碌该溶洞的最底肃部即底板位置格，言注浆时从下至淹上依次进行。听在注浆前对注礼浆设备作详细炮检查和注水试震验是很有必要咽的，目的一是沃保证撇作业人员的安涝全，二是确保神注浆压力能满骄足要求，使注厘浆效果得到保咏证，溶洞注浆梨如串图泰3腥所示。踏图软3功虽勉溶洞注浆示意河图泄3往.3臭间歇式注浆浮郑间歇式注浆乳条件碰间歇注浆过程堂中出现下列情岂况之一，进行茂间歇反复注浆姜：注浆孔揭露滴较大的空溶洞裤，自流注浆肌2m水3丢后，乳孔底没有明显扣抬升；浆液漏田失严重一次性埋连续注浆嫩2m3陷后，注浆速率球不减或压力不梦升高；注浆压育力突然降低（锅含突然为零）朵或速率突然升米高；当流量较拢大时，液面可腾以上升至孔口喘，但停止注浆掌液面又迅速下存降且下降速率贿较大，反复注协浆几次浆面没何有抬升；注浆姥环境发现异常财情况。零3.3.英2躬间隙式注浆措卖施黎为防止浆液流护失太远造成浪刻费，采用间歇督注浆方式，间测歇时拣间等≥面6野h骡时，使得先注你入的浆液与砂横子低(纯或碎拉石付)守初步达到胶结项后再注浆，循愉环注浆多次，冠直至达到规定也最小注浆量和另注浆压力控制缺值为止。觉采用间幼歇式注浆，是盟针对较大的空玻洞或地下水流锦动的地层，为旧防止浆液的流虽失，造成不必口要的浪费而采冒用的一种工艺革。由于钻孔桩额桩径小，注浆起加固范围只是斩到达桩壁以针外共1胀～点2砖m仗即可，采用间扎歇式注浆正是斗基于这一理念励，对条款挤第股⑴位条所列出的情糟况采用间歇式晋注浆，目的是榆在能达到加固铜地层的情况下击，尽可能节约那成本。但应注掉意，由于间歇旷式注浆的施工犬周期较长，一锻定程度上影响哥了施工进度，节在选择施工工装艺时，应慎重扔，若项目工期并紧而又必须采普用间歇式注浆拣时，可考虑进笑一步优化和调粗整浆液配合比削，适当掺入水妥玻璃等快凝材异料，以加快施斑工进度。林3难.肆4石棉施工控制令(链1)身利用注浆孔进质一步探明地质启情况，当岩溶由的范围和深度与与设计不符时麦，应及时反馈闯给册设计独单位。宅(旦2系)擦注浆完成后，能不得立即进行渠钻孔作业，一匆般迁等毁7珠天后，浆体达至到一定强度方本可开钻。尤无论采用何路种钻孔工艺，而在成孔作业期厨间，对桩周土歼体均有扰动，飘因此，已注浆龟地层必须待注戚体达到一定强拨度后才能钻孔饺，否则注浆加就固失去效果。让实践证，浆体盾的强度一般乳在悬7破天后可以达到淘设计强度梨的能80描%展，这种情况下威，能承受钻孔授的振动冲击效明应，孔壁不致贿坍塌。成(盲3汇)督注浆涌条件斧多层溶洞应从蒜下层向上层进柄行，朽一般采用压注释纯水泥浆的方惨法，利用浆体诚的流动性，在守压力作用下，规充满空间及裂肢隙。什由于注浆压力狐与土的重度、责强度、初始应节力、孔深、位忽置及注浆次序塘等因素有关，主而这些因素又娃难以准确地确全定，善一般展将注浆压力垃较注浆孔底水渗压大港0.1MP疤a蛇～篇0.2M复p唇a阔为宜司，举在注浆过程中晃根据具体情况驶再作适当的调短整。壳注浆速度御8搞～鼓10鹰Ｌ堵/mi糊n载，渗透最小齐半径饥保证描大于桩半径移1锄m渠以上裹。违注浆深度不同矛，其注浆需要望的压力就不同湖，孔底的水压艘可根据水位高谜程与与孔底高尾程计算出地下装水的压力，摄再确定注浆压社力。将注浆压园力适当加大，驶目的是保证浆邻液能渗流到一任定的范围。实上践证明，当注屡浆加固孔壁的员厚度达到事1m驳没上时，在成孔泰和灌注水下混肝凝土时，孔壁报不会塌垮。狠(4欲)俭注浆量判定紫注浆时，通过彻注浆泵上恩的绒P挤Q骡仪分析确定注腾浆的速度和结佩束时间，压入狗量催Q坛根据渗透半径业、固结体积来券计算，侦Ｑ帝=稳π蚕R廉2左Ｈ瞎βμ援α苏(1纲-劫γ师)将λ以式中议，阅R扎为渗透半径香；遗H耗为溶洞高度击；刑μ恋为填充物的孔杂隙率赛；室α新为超灌系数揭；扭λ灾为地区性经验缘系数张；贸γ萌、某β德为充填率与充冈填系数。揪这些参数和系象数可根据现场辩试验确定锋。汽(狱5胞)挎注浆结束标准忠在规定的注浆晴压力下，注浆构压力持续申在张0.2MP厌a枝不变，孔段吸爪浆量小泥于钞0虚．条6L斤／揪mi怕n嗓，单孔注浆量歪达到平均注浆讲量烈1.薯5换～鹰2.堂0津倍，且进浆量侮明显减少时，枪延即续碎30mi矮n飞即可结束注浆购。通为了保证注浆及压力或注浆过惨程的连续性，祸加压注浆前进顷行必要的封孔宴措施织。控4最急才岩溶地区钻孔售4盟.1薪施工茎准备碧（如1衬）贝在钻孔前，应舟从实际出发，洒以地质勘察报慨告为准，本着铃先易后难的原罪则，先施工无校溶洞或只有单否只小溶洞面的桩孔，等基谊本摸清溶洞地明质施工规律及缘掌握溶洞处理迹措施后，再解值决需大的溶洞。珍（钩2耕）培找钻孔前技术人笑员应根据地质肌勘探详图摸清挎施工墩位周围年地质地层情况弓，尤其是具有蚂溶洞的墩位。洒每个孔位的地超质柱状图都单着独列出，碌包括崇溶洞的大小、珍位置、充填情围况、顶板厚度驳、是否有易塌光孔地层等桨。钞（的3界）愤根据地质钻探光资料和填充情旬况，为每根桩尖设计出相应的跳地表加固、溶绵洞处理方案、居成孔方法及施潮工方案黄。撕（眨4铜）岩溶地层钻搬孔作业，应当肯选择合适的钻题机。以选用冲榨击正循环钻机谁为宜合，脚由于其具备设赶备简单，操作颈方便，动力清辣耗小，机械故滩障少等优点，倘可通回填片石缴和粘土有效地锋处理岩面倾角产大、溶洞和裂娱隙等问题，通泥过砸实挤密解猛决漏浆问题，松更能有效防止孟塌孔。帆（农5朗）日准备足够的小硬片石、狗头石储（直叙径屠1须0恨～纪20c赴m半）和粘土，粘够土要做成泥球炸（兰1火5敲～毙25c梢m栽）给用以充填溶哪洞像,色防止漏浆。安（阀6姻）饰准备充足的袋震装水泥和水源期。水源从沿线闻的的供芒水辞-芬管路接取，并剑设储水池赠。魔（片7烫）错机械设备应准颠备充分。单斗元挖掘机、水泵沈等应提前准备来好候。公（牧8守）顾泥浆池要有足泼够大。泥浆池宏应不小块于贞150m乓3流，沉淀池也不弄亦过小。泥浆处池、排水沟、疏施工场地地表怪需进行防水处崇理，防止地表劫水渗入地下打。联4祸.2晋鼻施工控制束（君1栽）弦对于小型溶洞辛和压浆（压砂临或混凝土）处亭理过的溶洞，应在钻至溶洞顶璃部刚1刚m巾左右时，舌在牌1喷～赤1.5亮m毁范围内变换冲到程，逐渐将洞堆顶击穿，防止像卡钻崭。肆（撇2掠）作对于空溶洞或迈半填充的溶洞赤，在击穿洞顶穗之前，要有专刺人密切注意护蒙筒内泥浆面的翼变化，一旦泥真浆面下降，应稼迅速补水，然击后根据溶洞的区大小枕按昆1壳：沃1东的比例回填粘霉土和片石、整锹包水泥后冲挤浸压密实，只有务当泥浆漏失现料象全部消失后进才转入正常钻滥进，如此反复即使钻孔顺利穿性越溶洞。甚（偏3盟）崭遇到大型溶洞闷时，先在孔口笑附近准备好足瓶够的块石、粘酬土、水泥。在锡洞顶打穿时，液一旦发现漏浆主，要迅速填堵愿，防止塌孔。劲溶洞击穿后，奋桩孔中泥浆会链很快下降，此安时要用挖掘机箭及时将准备好鞋的块石、粘土颈、水泥按一定号的比例降（意1持：耽1裙：拖0.炉2钩）抛入，直至谱孔内的泥浆停姨止下降，并慢膀慢上升，此时酬，可用冲锤进豪行适当挤压，羽反复抛块石、痰粘土、水泥，邪直至把桩基两纠侧的溶洞都填睡满或堵死为止绣，最后补充满巷泥浆再重新成贪孔，溶洞较大星时最好昨等虹1污～乒2料天后再重新冲莲孔。挣（偿4悬）厌对于溶洞内填午充物为软弱粘裂性土或淤泥的谦溶洞，进入溶占洞后也应向孔陪内投入粘土、并片石混合料（斑比么例粮1垦：枝1魄），冲砸固壁嘉。钻头穿越溶猎洞时要密切注菜意大绳的情况改，以便判断是月否歪钻。若歪恶钻应气按铅1武：拦1争的比例固填粘罗土和片石至弯额孔协处苗0.5饮m弟以上，重新冲惠砸。往在钻孔过程中痰，应密切注意啦护筒内泥浆面叶的变化情况，奶当泥浆面迅速形下降时，证明很在漏浆，首先油要赶快补水，夸然后将泥球往拍下投，之后，塞将粘土和片石问按大沈约肿1疫：解1柏的比例往下投因约贸2m删，再重新开钻腹，这样砸碎的滚片石和大颗粒肿土可将裂隙填播充一定的距离喝（阻碍裂隙宽娇度变化），即锻可钻进一定浓码度而不漏浆。傅当再次漏浆时层，仍按上述方啄法处理，即可香逐步钻至设计峰孔底标高。泥懒浆制备也决定众着溶洞内成孔赵的效率，冲孔坊至溶洞顶板道1m值左右时，应加哪大泥浆比重，景改用小冲程冲站孔。龟4泊.3聚施工注意事项临（融1美）在岩溶地层惨施工钻孔桩时袄，选择合适的英钻机、控制泥婶浆的指标是成英孔效率的基础哈和关键，施工碍中应不断总结信经验，改进钻佣机尤其是钻头凭，合理选配泥界浆指标；旱（碍2膨）一般溶洞采阀取抛填袋装水秋泥、粘土、碎坚石等混合料，停堵塞溶沟、溶挺槽、小溶洞，敏以达到防渗堵割漏的目的，行沿之有效，但对伪于大型溶洞，肢则不可盲目采辱取上述的一般居措施，应作超械前压浆固结处棍理，若仍不行蝇，则须采用钢苦护筒跟进的施例工方案；糠（吐3魂）开工前，必锄须摸清地层情帝况，每一个桩叉孔都须进行地狸质勘探，详细史掌握钻孔处地展质状况；瞧（抛4毙）接近溶洞顶薯面时，一定要依用小冲程冲击略，冲穿溶洞顶旅层时要注意马两上补浆和抛投燃粘土夹石处理涌溶洞，以免引础起塌孔。仁（吗5窄）对于浅埋岩塌溶或地面塌陷抚等不良地层的白桩位处严禁抽排取地下水。遗（馆6宽）对于有浅埋揉岩溶地层或存天在地面塌陷隐割患的桩孔，要疮先处理后再钻租孔。躲5住塞聋水下混凝土灌怀注回本工程灌注水爹下混凝土采用还竖向导管法。塔导管接头采用版法兰连接，每昂层法兰盘外均葡设锥形活套以暖防导管升降时莲卡住钢筋笼。结导管内壁光环错圆顺，内径一隆致，中间节长魄2m差，调整节长酬0