串珠岩溶富水不良地质桩基成孔技术

串珠岩溶、富水不良地质桩基成孔技术探讨［摘要］通过武广客运专线新村1#大桥工程施工实践，针对串珠岩溶、富水不良地质条件下钻孔施工，对影响桩基成孔进度的原因进行了分析，提出了从地表注浆、下钢护筒、调整泥浆参数以及其它改善施工工艺的方法，介绍了溶洞处理措施，供同类工程施工参考。［关键词］串珠岩溶；富水不良地质；成孔技术1工程概况新建铁路武广客运专线5标新村1#大桥位于广东省乐昌市长来镇，处安口村和新村之间,为水库旁一山谷而设，谷底为水库边缘。本桥中心里程DK1952+732.58，孔跨布置：（4-32m）简支箱梁，桥全长144.36m，共有桩基51根，桩径为φ1.0m，最大桩长55m，最小桩长28m，设计总桩长1737m。该桥跨越丘陵区前沿及丘间谷地，谷地呈东西向展布，地形狭长，地势较为平坦、开阔，多辟为水田及荒地，自然高差较小。场区地层按成因类型分类主要有第四系洪积层、残坡积层、白垩系岩层、石炭系下统大塘阶石蹬子组岩层五大层。区内不良地质主要为土洞和溶洞。区段内布有水库及新村小河涌，水流受季节影响十分明显，均系由暴雨径流汇集或为农田用水构成的地表水系为主，水量随季节变化大。施工地点的地质情况复杂，尤其是岩溶十分发育，桥址范围溶洞呈串珠状发育，最多的孔位达到13层溶洞，且桥址范围内的溶洞之间连通，设计全部为嵌岩端承桩，成桩极为困难。因受到串珠岩溶、富水、不良地质的困扰，致使桩基施工一度受阻，进度一度滞后，成为本项目的重难点工程。2施工过程常遇问题分析通过有关资料调查分析，经过现场调查、分析，事后检查总结，对2006年11月2日至2007年6月20日所施工的11根桩（桩长合计376.5米）进行分析，施工成孔速度平均为1.98m/d，对影响钻孔桩成孔的主要因素进行了统计和筛选（见表1）:1、影响桩基成孔进度的主要因素统计表表1：影响桩基成孔的主要因素统计表接序号威因素咳频数惰问题频率毅（逢%恰）困累计问题盟频率恭(加%)昨1炎漏浆回填曲149里52.1掩52.1际2挥斜孔偏孔给65铸22.7盐74.8偏3返护壁坍塌辽38尿13.3受88.1叛4剃卡钻、埋袜锤他21任7.3控95.4睬5秒清孔困难冻13晚4.6宗100瓶合计费286宗每米桩长纲出现问题硬频腹率叨堆：唇286/薄376.付5=0.后7怎6训（晒次木/铁米）2、影响钻孔桩成孔因素排列图（见图1）通过以上分析可知，成桩过程出现问题频率非常高，达到0.76次/米，且严重影响施工进度，照剩余40根桩合计1360.5米，若按照2008年2月20日前完成桩基，则需要将成孔速度由1.98m/d提高至5.67m/d以上,否则将直接关系到架梁无法通过，并且无砟轨道无法施作，必将造成严重后果。因此，必须通过研究，改善施工工艺，优化配置资源，加快桩基顺利成孔。N=286-10095.4%-8088.1%-6074.8%脂52.1鼓%煤贵非童感屠遥取暮-左40奖腔邻绵顶摆蒸弦攀领晌殖瑞磨趁引怨谱坛誉-20督倍丛印漏浆回鉴填翼固神斜孔偏察孔询厘灾护壁坍袍塌蜘腐里卡钻、埋泰锤蛋鞭讲清孔困难示斥情图塔1逮登影响钻孔简桩成孔因轨素排列图鉴3巨沈处理方法觉和措施换3臭.1钩溶洞处理炎方案巾一改以往哄回填只用潮黏土或石得灰的单一抬方案，对执于一些溶庸槽、溶沟时、小裂隙吴等，冲孔碧时可采取绒投放片石阻、碎石夹替黏土，甚疏至投入整刃袋水泥堵亩塞起到护宽壁作用，妙保证泥浆槐不流失，兰使钻孔顺封利通过岩仪溶区。宗对于封闭辛的比较小借的溶洞，老采取压力劝注浆措施丈，使之达首到填实之中目的以提陡供成孔条查件穿过溶正洞。采用允冲击钻机破钻进成孔霜，当钻孔柿施工接近究溶洞顶时阀，用小冲洲程钻进，恋要求轻捶某慢打，使盒孔壁圆滑狭坚固，冲特程不大干煮0皮.耳5勤米，严密眼监视卡钻器及护简内施泥浆下沉藏等异常现鹅象，出现历偏斜歪钻辟现象，及侍时抛填片位石，然后早钻进，复形填复冲。筛进入溶洞凶，一定要虑将入口冲紧扩好，不法能贸然将垄钻头沉入西溶洞内，跑防止掉卡隶钻、卡钻犯。开溶洞部顶板时，鸣适当将钻助头直径加恢大发5疏～顶l0厦厘米，待冠开孔完毕骑，则将钻苦头直径恢照复到标准乌值。在溶扬洞内钻进皱过程中，踏根据溶洞黑情况选用阶不同填充幕物，如溶之洞无充填只物或填充兰物不满时浩，则采取塔先填充碎轧石或干砂情，然后压初力注浆固凶结填充物词；如溶洞舌充填物呈洗松散或软拴塑状态时士，需事先静灌砂或碎粪石进去，铁然后再注蚁浆固结；雄如溶洞填乞充物已固像结呈硬塑需状态时，药则可以直购接冲孔，景但需加强嘴泥浆护壁微。一般小量溶洞可考解虑将溶洞阅全部灌满常，待固结信体达到一读定强度以吴后再钻孔屈施工。避串珠溶洞其为有两层脏及以上的纯溶洞，存丛在互相之抬间串孔漏竹浆，极易翼造成卡钻末、钢筋笼搏不易就位庄现象。同寨时由于成薯孔周期较首长，上层淋溶洞已成糊型的孔壁武易遭到损肤坏，故可赌采取先灌摄注低标号授混凝土填状充的办法治将上层溶吗洞填满，暖待其凝固意具备一定章强度后，忠再接着钻教进施工，识这样就将连串珠溶洞漂变成单层肺溶洞，然停后按一般险单层溶洞阻处理方案焦进行施工宗即可。六对于无填嘱充或较少超填充的大落溶洞，由麦于溶洞较刊大，完全瑞将溶洞填兔满有一定院的施工难冷度，可采佣取下导管跌分层多次葱灌注混凝责土填充堆锁积法，每见次灌注前破须等上次叉混凝土已疲初凝不流弃淌，混凝撒土需适当锤掺加速凝良剂，这样史多次灌注迹后，在大珠溶洞内桩喝位处形成泪一个混凝级土柱，然营后再进行杜冲击成孔肿。对于充绩填较好的垫大溶洞，惭且上面覆艺盖层地质绘较差、土骗层砂砾层市较厚，一巨旦漏浆会界塌孔，则斑采用打钢挂护筒护壁棍的措施穿破过溶洞，往在钻孔至伤溶洞底板润时浇注混偏凝土，将晚底板处理佩平整，防补止冲孔时液因为岩面音倾斜而导障致将钢套喉简撞偏。摆3环.侵2捷玉调整泥浆咐参数，改续进清孔措威施养根据实际体地层情况电，选用黏忽性较好、导又相对干储净的黏土贺造浆，必矩要时投放胞膨润土或蒙黏土粉改顿善浆液。选对泥浆比活重、稠度碧、高度等影参数经常应检测，确姿保泥浆护哪壁效果达善到有关要枝求，并适青时进行调旋整，加大易泥浆制备商量确保应架急使用。筛要适时加至快泥浆循橡环速度，地以保证孔箱壁安全的袜同时加快驼沉渣的清孝除。介由于地下偏水流动较基快，夹杂运多层厚度较不均的砂可卵石层，赤清孔难度材较大，因击此需要适滔当加大泥时浆比重和当稠度，同仰时投放膨使润黏土粉云改善泥浆咱参数，必融要时用空脚压机风管燥孔底吸、轮翻浆，辅场以投入整辽包水泥冲娘挤凝结的林措施。经脖过溶洞处乔理的桩基访在终孔前老，应减慢励泥浆比重纠的调节速蛋度，将钻职渣清理完室毕后，再出把比重降求低，泥浆跑的配制尽量量采用优倘质膨润土盖，并加入里适量火碱音或小苏打扬；砂率降屑低必要时润采用专用捎分离器，躁控制殖在寄2漂小时内，并调至规范咸要求。撒3厕.痕3屡物改善施工谦工艺纽3粉.广3针.1旬霸实行下钢骄护筒方案辩，从地表丽一直到岩岔层界面，皱最大程度绒减少坍塌筋。盟⑴炸钢护筒采等用戒8m洲m脆厚，确保镰一定的刚吐度减少变糖形，钢套辛简底部制扑作成锯齿震状，增加拳定位的稳亭定性，每骄节老3殿米，从加万工棚提前勾制作后拉摊到现场分挤节吊装焊郊接，接口增对焊，下禁入桩孔内斯。散⑵也为确保下乡放钢护筒讯不变形倾论斜，需要袋在接头处秋增加一圈不钢筋做箍夏，同时保寇证均匀下厉压，防止玻偏心受力碧错位倾斜寨。对护简牢周侧加跪焊放Φ燕25粮螺纹钢筋问或钢管，趟侧面伸出佩孔位范围耕4框米以上，堡并和加垫爪方木捆绑杏或连接，律防止钻进愿过程偏位万。禁3裁.诱3熔.城2阀诞改用较大勿锤头钻进蚕成孔乏改会用渠Ф漏1.25嘱m按钻头钻进趴，使百用彼Ф晒1.4神m绝钢护筒，略增大锤头肆重量，选饺用较合适凡型式的锤酱头，使用怪高强度的托锤齿，并柄及时检查货和更换锤即齿，从而毙最大程度松减少偏孔台，即使偏渔孔也更易个于纠偏，肤因钢筋笼辞仍采用原巾设计尺寸肝，成孔后震也更方便膨下放钢筋附笼到位。闭3直.氧3马.拖3跌令改变冲程厌及工艺粮根据地质遮柱状图和凶实际地层急情况，在要钻进中，奶密切观测视桩机底盘碍的水平、悔岩样的变奇化和孔内谅水位的变妄采取不同闹的冲程，愚要特别注丛意快到土抵洞、溶洞岩的洞顶时里，冲锤采吼用低锤密姓击的的方套法施工，冲以防止顶惑板过早破骆坏，造成缠失浆。进惧入岩层或爹硬岩变软恳时，减少沾冲锤的落宗距，防止致冲锤突然久冲穿溶洞估顶板时瞬浑间拉力过斤大而拉断五钢丝绳和闹卡钻；同篇时防止卡陵锤、掉锤希现象，提产升高度一堵般不超过誉50cm帜。饰3烟.狗3继.济4午碧实施地表麦注浆刷在每一根庭桩的中心掏位置或承奉台的四角姻钻注浆孔魂。钻注浆祝孔也是对响地质情况估的进一步衬勘探，通校过取芯，绳探明溶洞猴的高度及咬填充物的牢详细情况担，并对填轿充物进行基土工试验钟，分析其团物理力学榨特性，如售容重、含喝水量、孔极隙率等，堂为注浆施挤工参数计斜算提供依汉据。钻进历到设计孔载深位置，遣并放管到郊孔底实行瑞后退式分颗段注浆的灶工艺，必检要时适当渣添加水玻丙璃，力争彩形成止浆亏帷幕。用潮注浆泵注境浆时压力屯不宜太大匆，控制在袍0葡．裹5趋～氏1.0随MPa宣范围，具咽体压力值拾由现场试裹验确定。堆速度为略15走～庭20L贫／这mi填n弯，为防止店浆液流失忧太远造成饺浪费，采别用间歇注觉浆方式，弹使先注入吧的浆液与事黏土、砂卡子夺(爷或碎卵石裹)旧初步达到晃胶结后再始注浆，循己环注浆多寇次，直至生达到规定脖的最小注恐浆量和注候浆压力控屈制值为止幕。薯4恩凶方案改进叶后成孔效骑果垮在以上对顷策的实施翅过程后，息全部桩基另在城200巧8乔年诉1冶月说1胁8腹日顺利完睡成，出现柔问题频率神大为减少纹，减少栏到税0.18付5乐次喝/炎米，成孔饺速度明显胃加快，日见平均成孔蚀速度提高释到瓣7.87纷m/社d终，比预定卡目标提罚前斤1骡个多月完猜工。网5培画结束语稿在武广客沾运专线铁躺路嫩5巡标新灭村矩1陷#会大桥的桩迫基施工中除，特别是版针洽对湿2孔#败、构3悦#炒墩，溶洞逮与地下暗呢河通连，户水流速度锻快，连续搏多层的葫槽芦串溶洞石，砂层厚敢度大，几割种最不利义施工因素门相叠加，筹难度非常控大。我们殊采用了压朵注浆液和肢下钢护筒问相结合的害工艺方案劣，取得理求想效果，翼保证了施扇工质量和射进度。岩发溶地质条创件下，桩滋基施工情度况复杂，枪具体施工盒方案还需钞根据实际撑情况灵活托处理。参考文献坟[1]准铁道部经险济规划研圾究补院铺.逝客运专线速铁路桥涵静工程施工佣技术指南丑（围TZ21壁3-20顽0身5遵）兼北遮京必:坐中国铁道霸出