喀斯特地区高边坡桩基冲击钻施工技术

1、喀斯特地区高边坡桩基冲击钻施工技术摘要：结合沪昆客专贵州段铜鼓3#大桥高边坡 桩基的施工，阐述了高边坡地带桩基冲击钻施工技术，总结 施工中出现的情况、分析原因并创造性的运用了泥浆制备 箱，解决了高边坡地带不易修筑泥浆池的问题，为以后相关 或相近的高边坡地带桩基冲击钻施工提供了参考，有借鉴意 义。关键词：沪昆客专贵州段；高边坡桩基；施工技术； 泥浆制备箱一、工程简介1. 工程概况中交一公局华祥公司施工的沪昆客专贵州段铜鼓3#大 桥起止桩号为：d2k583+597. 827d2k583+872. 173,中桩 d2k583+735o全桥共8跨，结构形式为：8x32m,总长度 274.346m。桩基

2、77根，其中8#墩台桩基9根，深度43. om 51. 5m不等，具体见图1。2. 工程地质情况铜鼓3#大桥内不良地质为岩溶，桥区下伏基岩为寒武系 中下统清虚洞组(elq)灰岩、寒武系中统高台组(e2g). 白云岩，受曲线与构造影响，岩层中网状裂隙较发育，多呈 微张张开状，充填黏土或方解石脉，岩体较完整。据勘探 资料反应，溶洞顶板埋深7. 338. 5m,底板埋深846. im, 溶洞直径大小0.37. 6m,岩溶中等强烈发育。二、高边坡桩基冲击钻施工技术1情况说明铜鼓3#大桥8#台桩基设计为9根1. 25m的冲击钻孔桩, 桥台位置位于山体半山坡，土地资源稀缺，尤其可供建造泥 浆池的平整地块更

3、是没有。而8#台前期由于征地拆迁等原 因，未进行地质钻孔，为预设计，直到后期根据地质补勘资 料才进行的补充设计，从补充设计图纸可以看出，8#墩9根 桩基中大量分布溶洞，桩深43.0m51. 5m不等（具体详见 图），故工期相对较紧。采用传统的冲击钻施工，很难在短 期内完成，而多台钻机、多孔一起施工，在高边坡的红线范 围内又没有可供多孔桩基同时施工的泥浆池场地。在此情况 下，我们积极发挥主观能动性，运用冲击钻自动化控制施工 技术、因地制宜、创造性的进行了施工组织，在加快施工进 度的同时，做到了减少施工投入、节省土地资源、保护生态 环境的良好经济和社会效益。2. 施工组织（1）施工所需机械及设备，

4、如表1所示3. 高边坡桩基冲击钻施工工艺原理高边坡桩基冲击钻自动化控制施工工艺的原理是在高 边坡等土地面积有限、桥梁桩基设计为冲击钻的施工区间 内，运用冲击钻自动控制施工技术等新型施工工艺，同时将 老式施工方法所需的泥浆池用可满足施工需要的水箱代替， 并对冲击的钻磴在回流至水箱前进行过滤，集中收集，外运 处理，减少土地征用面积、保护环境，同时大幅度减少施工 投入、起到良好社会和经济效益的施工方法。4. 高边坡桩基冲击钻施工工艺的施工特点(1) 在土地面积有限的高边坡地带，能很好的降低冲 击钻施工修建泥浆池新征土地的经济投入和环境破坏；(2) 能最大限度的解决冲击钻施工泥浆对环境造成的 污染，过

5、滤完成的钻磴可以很方便的集中收集和外运；(3) 冲击钻自动控制施工技术能很好的加快施工进度, 减少施工投入。三、高边坡桩基冲击钻施工过程中的质量控制1. 桩基施工平台及泥浆制备箱的场地布置(1) 桩基施工平台三台冲击钻同时组织施工，要求场地相对较为宽敞。铜 鼓3#大桥8#台为补充设计，当时相邻段的路堑在前期已经 完成开挖，具备多台钻机同时施工的条件。(2) 泥浆制备箱场地泥浆制备箱的使用是本施工工艺的重要部分，由于工艺 的要求，泥浆箱的安装必须起到节约土地资源、施工过程中 弃磴收集方便、同时还环保的功效，所以，在施工组织过程 中，我们将泥浆制备箱安装在小里程的半山坡上。根据箱底 面积开挖平台，

6、并排而放。2. 泥浆制作与净化(1) 泥浆制作开始前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中，如泥浆有 损耗、漏失，应予补充。并应按泥浆检查规定，按时检查泥 浆指标，遇土层变化应增加检查次数，并适当调整泥浆指标。(2) 泥浆净化泥浆的净化是本施工工艺的关键所在。我们将5mm的方 孔筛满铺、固定在泥浆制备箱的上面，并形成一个20°左右 的坡度，然后相应的将每一个施工桩孔的泥浆出口顺接到泥 浆制备箱的上面，这样，泥浆会通过方孔筛的过滤净化回流, 钻磴就会被过滤，利用设计好的坡度收集汇集，最后自动集 中到一起，清除外运。这整个过程既方便快捷，又安全环保。 具体如图3所示。3. 钻孔施工钻孔施工采用

7、冲击钻自动控制施工技术，冲击钻自动化 控制技术就是给冲击钻机加数控，利用编制完成的程序，将 气缸、气动控制装置、气动执行装置等有机统一，达到控制 冲击钻机提锥高度，刹车高度，刹车时间，离合时间，从而 提高冲击钻施工工作效率和工作安全性的自动化装置。它在 提供施工效率、加快施工进度的同时、还大幅度得降低了施 工成本。4. 混凝土灌注混凝土的灌注除正常的工序外，最主要的一点就是泥浆 的清理。在桩基混凝土浇筑施工中，会产生大量废弃的泥浆，为 了保护环境，这些废弃的泥浆，除分装在三个泥浆制备箱外, 还可以同时在另外另个暂停施工的桩孔中储存，其他外漏的 经泥浆输送管、制备箱、钻磴收集通道后，汇集到钻磴收

8、集 处，运往指定的废弃泥浆的堆放场地，并做妥善处理。四、高边坡桩基冲击钻施工中常见问题的预防与处理1.溶洞处理由于贵州是典型的喀斯特地貌，铜鼓3#大桥所在区域岩 溶极其发育，8#台的9根桩基据勘探资料显示溶洞直径大小 0. 37.6m,岩溶中等强烈发育。所以冲击钻施工过程中 溶洞的处理是一个很重要的问题。在冲钻过程中，若出现冲锤踏空现象以及泥浆面突然下 降的情况时，可确定该处存在溶洞。应当即提起锤头，并快 速用片石（直径10cm20cm）和黄泥包投入桩孔内，比例约 为1：1,同时从两个泥浆制备箱（因预计有溶洞，预备了两 个）中抽送泥浆进桩孔，使孔内泥浆液面回升到原位为止。 然后反复多次轻击溶洞

9、顶板，以扩大溶洞顶板口径，防止锤 头穿过溶洞顶板提锤时出现卡锤或埋锤现象。继续冲孔、全 过程均轻锤低击，上下摩擦，使溶洞造壁。、密切注意观察 泥浆液面的变化。一段时间后泥浆液面如再次出现突然沉降 数米的现象，随即采取如前述方法提起锤头，组织人员，机 械快速用大量的片石、黄泥包投入孔中，仍然从两个泥浆制 备箱中抽送泥浆进桩孔内，使孔内液面再次回升到原来位 置。继续冲孔时的方法如前所述。再实在无法的情况下，可 考虑采用护筒跟进法进行施工。2.三个桩孔同时施工的工序安排9根桩基桩深43.0m51. 5m不等，都较深。为更快的完 成施工，三台钻机按照先短桩后长桩的顺序同时组织施工。 具体如图2所示。在

10、整个桩基施工过程中，钻机之间的组织 协调至关重要，尤其在成孔桩基的混凝土灌注过程中另外的 两台钻机要临时停工，并且高速铁路桥涵工程施工技术指 南（铁建设【2010】241号）规定：为防止冲击钻振动导致 邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已浇筑混凝土强度，应待邻孔混凝 土强度达到5mpa后方可施钻。所以，现场在混凝土灌注完 成后，一般24小时后另外两孔才进行钻孔施工。在这期间, 全力以赴进行新孔的钻机就位和相应施工组织工作。五、结束语从沪昆客专贵州段铜鼓3#大桥8#台桩基施工进度及施 工质量来看，除了合理的施工组织和有力的现场管理之外， 高边坡桩基冲击钻施工技术的应用，使得桩基施工进度快、 质量可靠，同时在崎岖的高边坡地带，很好的起到了节约耕 地、保护环境的重要作用。采用高边坡桩基冲击钻施工技术, 使本项目的桥梁桩基工程的工期、安全、质量、环保得到了 保证，其经济和社会效益均取得很好的效