岩溶地区桥梁桩基成桩技术.doc

岩溶地区桥梁桩基成桩技术 【摘要】结合三柳高速公路广西地区岩溶发育地质条件下钻孔灌注桩施工，对石灰岩地区岩溶发育的桥梁桩基成桩技术进行探讨，总结成功经验。 【关键词】岩溶地区；桩基施工 1. 概述 广西三江至柳州高速公路八标十哈口大桥位于广西岩溶发育地区，地质条件复杂，岩溶裂隙和地下水发育，桩基施工困难，原因就是溶洞，岩石倾斜。在钻孔施工中经常遇到塌孔、斜孔、卡钻等意外，容易出现砼流失大、砼面突然下降导致导管悬空出现断桩的危险。为此我们在施工过程中随时修订施工方案，摸索出适合岩溶地区桥梁桩基础施工的成桩技术，有效防止了质量安全事故的发生。 2. 施工准备 2.1技术交底。 施工前工点技术负责人根据设计院提供的桩基设计图和地质剖面图编制溶洞处理方案，对作业队进行详细的安全技术交底。内容包括溶洞标高、大小、形状、填充，对击穿顶板、岩面倾斜、探头石处理等应采取的措施和操作要领，让每个施工人员做到心中有数，提前做好预防措施。 2.2材料准备。 施工前准备充足的溶洞处理材料机具，包括片石、碎石、黏土、钢护筒、泥浆泵等。 3. 钻孔过程中溶洞的处理 根据实际岩溶发育及填充物情况，分别选择采取钢护筒跟进、直接回填冲击或两种方法综合使用，确保桩基顺利通过岩溶发育区。 3.1直接回填冲击法。 对于一些小的、不连通的溶槽、裂隙、溶蚀明显的蜂窝状灰岩碎块、全充填溶洞，可直接回填冲击。出现漏浆时提起冲锤及时补浆，同时抛填片石和黏土，待孔内泥浆面基本稳定后，恢复冲孔；减小钻机冲程，将片石黏土挤入溶洞及裂隙中，完成护壁和成孔工作。 3.2钢护筒跟进法。 3.2.1对于较大单层无填充溶洞，钢护筒长度视灰岩顶板以上土层而定，钢护筒要穿过砂层、饱和黏土层，钻进过程应注意： （1）根据地质柱状图掌握钻进标高或冲击声判断，钻至距离溶洞顶部11.5m时变换冲程，慢慢将溶洞顶板击穿，防止卡钻。 （2）在击穿顶板时密切注意护筒内泥浆面变化，装载机在孔口旁就位，一旦漏浆，迅速补浆，按1：1比例立即回填黏土、片石，冲砸堵漏，只有不漏浆才能转入正常钻进。如此反复以顺利穿越溶洞。同时控制好冲程，以免钻头突然进入空洞，造成钢丝绳断裂。 （3）时刻注意主钢丝绳的情况，判断是否钻歪。钻歪应填片石至弯孔处0.5m以上。 3.2.2若为多层空溶洞或半充填溶洞，采用多层单层钢护筒跟进，第一层钢护筒为孔口开钻段，确保穿过易坍层，第二层钢护筒待钻至第一层溶洞顶板时，停钻沉放第二层钢护筒，第三层钢护筒待钻孔钻至第二层溶洞顶板时再将钢护筒沉放至该层溶洞顶板。. （1）护筒内径选择。最下层护筒内径应大于钻孔桩直径20cm，同时外径应小于上层护筒内径10cm左右，壁厚12mm。 （2）施工步骤。A.测量放样确定桩位中心。B.埋设钢护筒，钻机就位，钻头对中，开钻。C.当钻进至溶洞顶板之上1m左右时，沉放第二层钢护筒至孔底，其中心位置应与桩中心重合。D.护筒间空隙及钢护筒与溶洞底部间空隙用碎石、水泥浆及黏土冲填固结。E.冲穿溶洞后，钢护筒及时跟进，防止漏浆，并向孔内投放片石、碎石夹黏土，甚至投入整袋水泥堵塞护筒与岩面之间不能密贴的地方。然后小冲程钻进，使用冲击钻冲砸密实，起到护壁作用，保证泥浆不流失，对于多层溶洞，依此类推，使钻孔顺利通过岩溶区成孔。 3.3清孔。 在清孔时泥浆比重较小容易出现漏浆。若漏浆先往孔内加泥浆，若泥浆面不再下降，继续清孔，否则回填重钻。 3.4灌注砼。 注意事项： （1）保证砼生产和运输能力，采用足够的运输罐车，尽量压缩灌桩时间。 （2）灌注中加大导管埋深，控制在48m，防止砼面突然下降导管悬空造成断桩。 4. 岩溶地区钻孔事故的预防及处理 4.1斜孔、弯孔。 4.1.1产生原因。 石芽、溶沟、溶蚀裂缝、溶洞等岩溶形态发育，或岩层倾斜。在钻孔时冲击锤向软弱方向滑移，形成斜孔、弯孔。 4.1.2预防措施。 了解地质断面图，注意基岩埋深，溶沟、溶蚀裂缝、溶洞等发育特征；放慢冲击速度，采用低频率小冲程，时刻观察钢丝绳是否垂直，发现斜孔及早处理。 4.1.3处理措施。 发现斜孔及时向孔内抛填片石，填入的片石应高于倾斜面0.5m以上，同时调整钻机冲程于0.60.8m左右，用低冲程冲击，反复循环，直至正常。 4.2埋锤、卡锤、掉锤。 4.2.1产生原因。 上覆土层分布有砾砂层，受振动影响易塌孔埋钻；或冲击锤进入竖向岩溶洞隙中被卡；上部岩溶发育地段震动掉块卡锤；冲锤钢丝绳陈旧、转向环、套等焊接处断裂造成掉锤。 4.2.2预防措施。 根据地层情况控制冲程和冲击速度；进入岩溶裂隙后投入片石、碎石、黏土，然后低频小冲，填满裂隙，要经常检查钢丝绳及连接装置是否安全可靠。 4.2.3处理措施。 （1）及时摸清实际情况，不宜强行提拔。 （2）冲击锤若被沉淀物或塌孔土石埋住应首先进行清孔，若在砂砾层中卡锤，可下设导管，采用泥浆泵或空压机配合用冲、吸的方法将锤周围的土石松动后将冲击锤提出。 （3）松动钢丝绳，使冲击锤转变角度；或将防水炸药（少于1Kg）沿冲击锤滑槽放入锤底，然后引爆，震松卡锤；然后采用钻机反复进行冲击，将冲击锤提出。 （4）对严重的塌孔埋锤、卡锤，将塌落在原锤上的土、石用捞渣筒清除掉，再用比原锤直径大的空心锤（建议壁厚为1.4cm的钢板制作）冲击至原锤底部使原锤与孔壁分离，然后采用泥浆泵或空压机配合，用冲、吸的方法将冲击锤周围的冲渣松动后将冲击锤提出。 （5）如果上述方案仍不能将冲击锤打捞上来，可采用人工挖孔的方法，采用C20钢筋砼护壁，人工挖至冲击锤处，对其四周及底部掏松后将冲击锤提出。 4.3塌孔。 4.3.1产生原因。 （1）泥浆比重太小，孔壁未形成坚实泥皮。 （2）未及时补浆或孔内出现承压水或通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。 （3）护筒埋置太浅，下端孔口漏水或地面受水浸湿泡软，钻机振动使孔口坍塌扩展成较大坍孔。 （4）在松软砂层中钻进进尺太快。 （5）吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。 4.3.2预防措施。 （1）严格按规范要求施工，常观察孔内泥浆高度，监控泥浆质量。 （2）储备足够的黏土和片石。 （3）卵石层埋置深护筒，防止上部塌孔。 （4）施工人员要密切注意孔内情况。一旦发现孔内泥浆水位迅速下降，应即补充大量泥浆保持孔内水位，防止塌孔，并投片石和黏土，小冲程慢慢冲挤形成人造孔壁。 4.3.3处理措施。 （1）投入黏土块、块石、碎石，低锤冲击，加大泥浆浓度，将块石、片石挤入孔壁增强护壁稳定性。 （2）若孔口坍塌，应立即拆除护筒用片石、黏土回填，重新埋设护筒钻进；若孔内坍塌，先判明坍塌位置，回填碎石、黏土和稻草到塌