岩溶地区超长钻孔灌注桩桩基施工及检测技术

岩溶地区超长钻孔灌注桩桩基施工及检测技术——xx客专xx河特大桥80m长桩施工及检测技术1工程概述1.1工程概况新建xx客运专线铁路xx河特大桥位于xx市xx区和xx市交界处，桥址区地质复杂，为典型的喀斯特地貌，岩溶发育，地下水丰富。尤其是80号墩，桩基础为9根φ1.25m桩基，桩深80m，覆盖层为稳定性较好的黄粘土，夹杂有卵石土层（流沙）及淤泥质粉质黏土层，厚17～35m，岩面落差极大，溶洞最大净高达30m，埋深约45m，且各桩间均已贯通，溶洞呈半填充状态，填充物为淤泥质粘土及卵石土（流沙）（见图一：xx河特大桥80号墩钻孔桩地质柱状图）。1.2岩溶地区桩基施工特性由于地下水较丰富，且溶洞内填充物稳定性较差，不宜采用挖孔桩施工，且灰岩硬度较高，建议采用冲击钻孔施工，钻孔设备建议采用冲程可控的冲击钻机。同时由于岩溶、斜岩、流沙（卵石土）、淤泥等不良地质相互影响，在钻孔过程中，极易造成坍孔、卡钻、掉钻等问题；在混凝土灌注过程中也容易造成混凝土流失，桩基夹泥等事问题。给钻孔桩施工带来了极大的困难。图一：xx河特大桥80号墩钻孔桩地质柱状图[1]2施工采取的技术措施2.1技术难点客运专线岩溶地区长桩施工过程中，主要存在的技术难题有：溶洞处理、斜岩处理、沉渣控制、成桩质量控制。2.2钻孔顺序总体按先长桩后短桩、先中间后四周的原则，对于溶洞贯通的桩基，先施工溶洞底板低的桩，后施工其他桩基。先施工溶洞底板低的桩，对截断溶洞通道有利，同时在回填造壁的过程中，回填物堆积体能更有效的填充溶洞，便于其他桩基施工。据此原则，我部先施工6号桩。2.3溶洞处理2.3.1溶洞处理方案选择溶洞处理通常有三种方案：⑴回填造壁：采用粘土掺片石回填，打密挤实造壁。⑵岩溶注浆预处理：在钻孔桩施工前，对溶洞进行注浆填充处理。邪⑶厨舟套内护筒球法：先采珍用大钻头闯钻进，大汇护筒跟进周，至溶洞羞顶板后采匀用与设计掉桩径对应洁的钻头钻题进，采用拘配套的较肚小直径的宏护筒跟进绑至溶洞底前对溶洞进进行防护。思由辈于盗8援0故号墩溶洞给埋深较深胆，且溶洞扑净高过大场，地下水潮较丰富，园采用岩溶露注浆预处贯理或套内义护筒法施殿工成本均夸较巨大，延且效果也饭很难达到性预定目标般。因此，哈我部决定游采用回填宏造壁法施光工，并对铁其填料、停回填挤实斗方式等进隐行了研究狠，取得了才较好成果杂。荣2.3.感2愚记回填造壁吐法施工华⑴裁蛮填料：填阿料直接关凡系到造壁亮后孔壁的吹稳定性，热选择好的宰填料在溶磨洞处理中顶将会事倍治功半。因策此我部在作填料的选基择上做了童多项选择画对比：粘其土掺片石电、粘土掺碎水泥加片练石、混凝妨土、砂浆未、泥质强松风化岩。概最后得出勉结论采用列泥质强风项化岩填堵野溶洞效果注最为显著恨，粘土掺将水泥加片杰石次之。畅主要是利俘用泥质强泪风化岩遇渡水即溶，余隔水后又种重新呜板结的特垫性，重新路造出的孔欢壁密水性廉良好，可厨以有效防凑止溶洞漏扇浆。同时洁也不用但乏心钻进过骡程中回填皮料中石块杜掉出卡住孤钻头，造妇成卡钻、梢掉钻。由宰于我部区衣间挖方中容强风化岩赶数量较多律，也极大提的节约了梳成本。当⑵究狭回填挤密绘方式：溶促洞击穿漏俱浆后，应宇立即回填机并补浆，淡回填高度绘应根据溶访洞大小来舞确定，一穿般为回填步至泥浆不悠再流失后巾再回箩填伪5兆～耻10挤m煎，钻头小羡行程打密巷挤实。如碰回填几次乔仍无法堵变住漏浆，钻则可在回励填打密时睁，反复回菜填挤密，碧使溶洞能献更好填充杰。魔⑶糖泼时间上的顶把握：如径一个溶洞愁经多次回侄填后仍无脊法通过，房则可先将宋钻机调走类施工其他耀墩位，孔捐位回填满尚，待其溶寄洞回填物浓稳定后重寨新钻进努。涨8握0视号讯墩踪6再号桩施工笛了精2量个月，仍嗽无法通过火第一个溶街洞，后来的将钻机调疏走，孔位斩回填停剧置再2搭个月，重屿新钻进时睛仅袄用悟1碑5申天即已成辱孔，同时高灌注时混症凝土流失危较少，溶与洞充填质他量较好。赞⑷偿变其他：一架般情况下墙，钻机钻诵进过程中定，钻机操炒作手无法另看见孔内拐情况，溶些洞漏浆时处很难及时散发现并处亡理。针对敌这种情况裹，可在孔歼口加一浮亏标，浮标仔高度以钻窄机操作手骂能看见为绣宜，同时食浮标可采柄用绳线悬世挂在钻机诊上，溶洞坊漏浆时，否钻机操作黄手能及时关发现，同酒时浮标也龟不会随泥亭浆下沉。俊2.4滚司斜岩处理辅斜岩多出硬现在基岩书面或溶洞怨底板处，胀极易造成陶斜孔或偏舒孔，如不泛及时处理外，则很容苗易造成卡酸钻掉钻，衫严重影响坊施工进度糊。斜岩处蛙理方法主鱼要就是磕此打斜岩，矮造出一个辛能受力的器支承面，旗一般方法积有：回填叉质硬片石举小行程磕律打斜岩、户回填混凝洁土磕打、即大钻头扩吩孔磕打、老水下爆破丈等。舅针菊对走8艳0截号墩长桩杠的特性，虹主要采用翼了回填片谅石小行程蒜磕打、回贵填混凝土篇磕打方法云。其操作陵要点就是株钻机操作咳时发现斜躲孔或偏孔亿应及时进酸行纠正，寸切忌继续学钻进。回厅填后应进余行小行程政磕打，一轻般钻头冲眨程应控制局在稀50c顾m售～咱1驴m掩范围内进矛行磕打，耀待磕打出栗一个支撑绩面后再正委常钻进。呼两种填料河相比较，所对于白云惩质灰岩地般区，回填巨片石效果训较回脾填皇C3罚0钟混凝土更蛇好，且成扎本较小。雷2.5巴外沉渣控制害客运专线朋桩基础施阁工，沉渣驶控制是质评量控制的鱼重点内容划，主要是都为了防止芽桥梁沉降滨，造成无绘砟轨道道古床板开裂茄。哭x乌x舰客运专线湾对柱状沉偿渣厚度的他要求为不拘超与过言5c咱m萄。尘2.5.盲1剖趴测量手段唱要控制沉清渣，首先负应有能准望确测量沉挽渣厚度的营手段。先域采用测绳炼进行测量借，并通过令测绳感觉合孔底硬度珍，记录数琴据距A坟，然后将焰测绳绑在先钻头上，歌利用钻头末下到孔底黎上下活动握，搅开孔坑底沉渣后荐钻头沉底蒙进行测量酒，所得数糠据加上钻敲头高度即统为实际孔探深漂B田，抛则帖B话－酱A纱就是孔底草的沉渣厚匆度。街2.5.事2啄聚清孔措施外实行二次盘清孔。第财一次在成蓬孔后，下狡钢筋笼前距，主要目控的通过气摔举反循环怕清除孔内否沉渣，并锤将泥浆比伏重调拍至穗1.乌2稳～流1.州3禾之间。清倘孔后进行翠第一次检把孔。第二林次在钢筋掩笼下完后虚，通过导封管进行清漆孔，导管宰经常上下落活动，主阻要目的为柳调匀孔内挽泥浆，冲鼠开孔底沉没淀。陷二次清孔业检孔手段芒：停止清乘孔姐1遍0僚分钟（据克现场统计镜，混凝土碑罐车到位腥后，停止坟清孔至初梦灌混凝土象入孔时间毅为曾1怀0葵分钟），何测绳测量养孔深，与涂第一次检姨孔数量据些B忠比较，即露可得出孔装底沉渣厚亦度，如符传合要求，须则可通知涨拌合站开柿盘，准备员混凝土浇畜筑，现场慧继续清孔感。邻2.5.导3歉拾清孔设备尖⑴道神空压机双根据孔深蜂及泥浆比锤重计算孔苗底压强：晃P瞧=方ρ厌×H幼孔擦式呜中箩炸P暂—栽—尤鞋孔底压力攻（煌M返p驻a盼）刊ρ—速—运泥浆比重罩（袋12.5把KN/m梁3捎）冰谢H渗孔阔—刺—筐孔深底（腔80三m淋）狠查计算齐得蓄P庆＝影1M旱p寨a返采黄用稻W浓－盲6/谢7别型空压机刻，排气愤量协6m3/纵mi轰n腾，排气压谨力也1.4M虾Pa拿,嫌满足施工重要求。列⑵街龙滤砂设备领由于清孔止过程中泥珍浆的循环描使用，泥移浆含砂率居较高，为恼能在较短凯时间内是载泥浆含砂笑率控制在淹标准范围纵内，采用惭泥浆滤砂掠器进行过仇滤处理，粘其构造如探下图：钢H=0.爆45匙m室，茄A=0.破3轮m翼，扶Φ鬼D=25欠c豪m甩。易图二：滤症砂器结构汉图顾[2]珍2.6舅抛成桩控制梦2.6.唤1晋迁成桩坍孔苗预防喜由于岩溶号地区钻孔候桩施工存仁在很多不堤稳定因素定，如控制丛不当，在菠钢筋笼吊情装或水下贵混凝土灌浆注过程中喜，极易发贞生坍孔。创预防这种僻现象，箩主要从控主制钢筋笼袋吊装时间朴、水下混善凝土灌注蓬时间及泥哄浆比重着绘手。屋⑴咸明钢筋笼吊棉装时间控贯制率钢筋笼预励制节段一添般长成为清9衔m碗，长桩钢僵筋笼接头刷较多，如差按常规两甘台焊机进哨行焊接，腊每接头约约费维时钩1.5迹h烛，则钢筋锅笼吊装就挤需齿时慢12京h桌。袋时间过长浆，为减短榜钢筋笼吊尝装时间，妻可增加焊柔机或者采眉用其他更毒有效焊接撒方技式苹.8约0苏＃墩采就用痛4拘台焊机进雄行焊接，苏焊接时间振控制取在陡7私h揪内爪，孟9堂根桩均未蚁出现在下平钢筋笼时统坍孔现象税。恼⑵妈传水下混凝塌土灌注时泼间控制讽影响水下题混凝土灌率注速度的乌主要因素蚕就是混凝驼土供应速袋度，应合玉理组织，筋避免施工创现场等混毫凝土的现键象。暮⑶韵冠泥浆比重旬控制肢一般水下往混凝土灌葬注时泥浆积比重要求贞不超学过涨1.用1城，在岩溶吹地区长桩友施工时，治建议水下畏混凝土灌邪注时泥浆恢比重控制灰在亚1.1霉5国～弊1.2闻5场范围内，碑但二次清首孔时一定辟要将泥浆恒循环均匀嫌。粘2.6.例2君先初灌混凝恩土数量计筐算吩初灌前应运计算初灌弹混凝土方陵量，并考陶虑导管内吹存料量，责确保初灌律埋管深度帽。犬2.6.词3夏记成桩质量柿控制燥在长桩混予凝土灌注既时，混凝冒土面擦刮齿泥浆护壁虽，造成后开期孔内泥比浆比重相影当大，如沾灌注过程愁中导管埋推深控制不壶当，极易昆造成桩基华夹泥，同件时也对灌桨注过程中鹿混凝土面府的准确测谋量带来难流度。此外观，随着混拢凝土面的唯升高，混着凝土对孔钟壁压力逐悼渐增大，良容易挤破底溶洞人造适孔壁，估造成混凝蛙土流失，汁混凝土面蜻下降，处仿理不当也宪容易造成位灌注失败截。耽根据现场灯施工经验壶，建议岩爽溶地区水冒下混凝土肤施工时导袜管埋深控狗制驶在纪6盯m臭～军8枯m峡之间，困库难时不低坏于秀4伤m近，这样即夺能保证混肝凝土的灌免注质量，败亦能在出洋现混凝土魂流失，混慕凝土面下诞降时，给奇导管接长锈留出足够径时间。后兰期泥浆比状重过大，牢无法准确溜测量混凝溉土灌注面胡时，应在秀测量基础豪上应考俭虑女1汗～蜘2踏m酿虚桩，成么桩时可采语用竹槁插慢探准确控岔制超灌量货。闯3域拼施工中常阵见问题及孔处理措施木3.1编屯漏浆：趴其原因主萍要有：介⑴能杰溶洞回填寄不密实，欠钻进过程涂中对孔壁掏的扰动造姨成漏浆。垫⑵虎争裂隙漏浆炸⑶密醉清孔过程侨中泥浆比名重下调，蒸护壁减弱流造成漏浆主。尤主要处理逝方法是对梨溶洞、裂扔隙进行回北填填补处菌理，同时叹采用水泥逼对泥浆护溉壁进行加迫强。疤如漏浆速控度较快，虫则可直接修回填泥质线风化石夹浆黏土回填男处理。授如漏浆速融度较慢，箭则可在回紧填黏土的趁同时投入疲袋装水泥现进行处理段。一般每乐回帅填锈3逃m校黏土，投宫一次袋装蝴水泥，数有量湖为单500k浴g践，如处理乏效果不好摘可加大袋枣装水泥的董投入量。造回填同时桌采用水泥浴加强泥浆各护壁，方脉法为将水哭泥投入泥尸浆循环池第并搅匀，鼻通过泥浆己泵正循环饥至孔内加徒强护壁。闭3.2耽咱卡钻、掉富钻严造成卡钻刮原因较多筝，而钻头颗被卡住后磁，钻机操逃作手责任闭心不够，竭没有发现恰仍继续钻企进，则极坑易造成掉甘钻。总言朴之，造成类卡钻、掉丝钻客观原柔因主要有针一下几种念：抚⑴肆波由于斜孔切、偏孔后昆，钻机仍丝在钻进，对钻头歪斜映被孔壁围疾岩蹩死，副造成卡钻届。比⑵竿伍在钻头击摆穿溶洞顶炉板时，冲奇程过大，采钻头进入栋溶洞后被商溶洞顶板义蹩住，造利成卡钻、鸦掉钻。钉⑶才详漏浆坍孔叶后，钻头庆来不及提隆起，造成暑埋钻。客⑷锡巴溶洞内石乘块掉入孔盯内，蹩死葵钻头，造毫成卡钻。虚⑸凡折钻机钢缆第绳磨损过秋大未经维绵修或更换项，也容易成造成掉钻璃。需预防方法间：友对钻机操竭作手进行毛培训，加漂强其责任笛心，明确谣斜孔偏孔袖后应采取鼻的措施及术溶洞中钻饺进时应注沸意的事项恐，同时对浑钻机钢缆勿绳定期进挑行检查。式处理措施乓：乔钻头卡住敏后，切忌震猛提钻头默，应稳住伐试着上下新活动钻头认，看能否椒提出，如筒不行则应董下附绳挂诸住钻头保白险带，固艘定在钻机寿上，防止眨钢缆绳断摘后掉钻。搞卡钻、埋暴钻后处理畜方法大致却有以下几驾种：挣⑴季示外力振动夺钻头：可逗采用直径膝较小但重疼量不小畏于晋1外t结的冲杠振砍动钻头，痛或采用水郑下爆破，如将炸药沉访至钻头底聋部进行爆抄破振动钻协头，使钻觉头松动或脖摆正提出季。僵⑵垮卡冲杠清孔嘱：如钻头蜂被石块卡仅住，则可害采用冲杠以小行程冲魂击钻头四屿周，将其泄清开，提居出钻头。陈⑶赚棚扩筒清孔浩：如钻头堡被埋，则朋可采用外那径与设计乱孔径同，荷内径较钻观头直径略笛大，孝重妇1伴～耕2巾t库的扩筒进扯行清孔，凉直至超过腔钻头底，汁松动钻头促后提出钻孔头。锦⑷帜棚潜水员下嗽孔：这是播速度最快此也是成本染最大的方篮法。潜水施员下孔通页过触摸判扛定钻头卡肥钻原因跟零钻头状态施，并可根伟据卡钻方活向栓挂附疼绳，采取帜相应的办燃法取出钻而头。匠3.3疑驰混凝土面优下沉缘随着混凝渐土灌注面哲的升高，亩混凝土对裕孔壁压力懂逐渐增大迅到一定程匠度的时候亦，就会挤惑破溶洞处体的人工造捎壁，造成授混凝土流硬失，混凝且土面下沉勤。谅一般来说灵，混凝土素流失速度植较