浅谈复杂地质情况下桩基冲孔

1、浅谈复杂地质情况下冲孔桩成孔浅谈复杂地质情况下冲孔桩成孔陈露摘要：从衡阳至炎陵高速公路18标鹿原洣水大桥6-1桩基施工实例出发，结合岩溶地质发育形态，分析总结复杂地质情况下桩基施工的处理方法，确保桥梁施工质量和进度。关键词：桩基 地质情况 处理方法 成孔 一、前言一、前言 我国幅员辽阔，地质情况复杂多变，在西南、中南地区，岩溶现象普遍存在，给桥梁基础施工带来了较大的困难。由于岩溶表现形式的多样性及规律性不强的特点，在目前的勘探手段及有限资金情况下，给勘探设计与施工带来很大的不确定因素。笔者参加了衡阳至炎陵高速公路18标鹿原洣水大桥的施工，现结合该桥桩基施工出现的问题，分析总结岩溶地区桩基施工的

2、几个问题。二、工程概况二、工程概况L2K10+727.95鹿原洣水大桥平面位于直线段，起讫点桩号为L2K10+604.95L2K10+850.95，全长246m。下部构造桥墩及桥台均为桩柱一体式，摩擦桩基础；均为单排桩，每排2根桩；桩基为C25混凝土，台帽及盖梁为C30混凝土。其中6-1桩基处于河中，采用筑岛的方式建立施工平台，平台顶标高为：187.83；设计桩底标高为：168.30；地质情况如下图地 质剖面深度厚度高程岩（土）性描述186.1915.00m158.19171.1913.00m16.64m29.64m1.64m1.64m回填砂砾层卵石：灰色、灰白色，中密，饱和，卵石粒径5-15

3、cm，磨圆度较好，呈圆状、次圆状。全风化砾岩：紫红色，砾块结构，铁泥质孔隙式胶结，胶结松散，砾石成分为灰岩、砂岩，岩石已风化呈土状、砂砾状。三、施工情况三、施工情况 2006年12月9日，项目部正式对鹿原洣水大桥6-1桩基础组织施工，冲孔至173.83m位置进入岩层，多次出现偏孔，项目部采取抛填大块片石的方式缓慢冲孔。在溶蚀带的岩溶地质，往往裂隙发育，溶沟、溶槽、溶洞错纵复杂，本桩在冲至169.33m位置，泥浆水头迅速下降，造成孔口塌方。项目部迅速组织人员及机械进行抢救，并通知监理处开现场会议，确定先回填片石土将桩孔覆盖，消除安全隐患。 设计代表、业主和监理单位在听取项目部就鹿原洣水大桥6-1

4、桩基施工情况的汇报后，认为坍孔后6-1桩基础原设计摩擦桩已无法满足设计承载力的要求，将6-1桩基改为嵌岩桩，且加深14米（基础底标高为154.3m），并确定在砂砾层范围内采取钢护筒跟进18m的处理方案。2007年1月15日，项目部重新对鹿原洣水大桥6-1桩基础组织施工，并顺利下钢护筒18m。在接下来的施工中，6-1桩孔不断出现偏孔及漏浆现象，以抛填大体积片石和投入高粘性土甚至水泥以加重泥浆比重的方法（片石和土的比例为3：1），小冲程反复冲砸，在控制钻进速度的措施下，继续缓慢钻进。在冲孔至162.7m的位置击穿溶洞，孔内水位迅速下降，项目部迅速组织人员和机械回填片石和土，希望能将溶洞堵住确保施工

5、顺利进行，无奈该地质情况属于串状溶洞，离桩位6m左右的河床中不断涌出泥浆，桩孔一边外距桩孔仅2m位置出现大面积垮塌，钢护筒两侧受力不均，出现严重偏位。 鉴于鹿原洣水大桥6-1桩基础出现两次坍塌，引起了衡炎公司的高度重视，邀请桥梁专家现场勘视，召开现场工地会议并确定施工方案如下： 由于钢护筒偏位严重，在钢护筒四周浇筑深2.5m，宽2.0m的C40钢筋砼地梁，用32圆钢作为挂钩，与钢护筒相连，两根工字钢穿过挂钩，工字钢下置4个100T千斤顶，左右对称，同步匀速顶起；沿6-1桩基外围设孔注浆，采用150潜孔钻钻至砂砾层以下，以325#水泥外加速凝剂（水灰比：0.5：10.8：1）自上而下灌浆； 鉴于

6、鹿原洣水大桥6-1桩基础地质情况及其复杂，岩层面相差较大，且为水中桩，原来的地质勘察资料已不能全面反映该位置的地质状况，如果出现大面积坍孔，极易发生人与钻机整体进入地下的大事故，为确保施工的质量、进度和安全，对6#桩采用加密补钻及物探相结合的方法进行全面勘察，最终桩基底标高确定为146.3m； 采用D1.75m的冲击锤冲进，钢护筒跟进，由于岩层高差较大，内径1.8m钢护筒下沉采用90型振动锤配合，须下至18米深度，使钢护筒对砂砾层有个整体保护作用，确保以后的钻孔过程中覆盖层不塌孔；钢护筒下到位以后，采用尽可能小的冲击锤，缓慢进尺，将各层溶洞逐一击穿，直至受力岩层顶面，并及时抛填片石和黄土，对溶

7、洞及裂隙进行填充，使下一步施工中，避免溶洞无填充物而造成大面积漏浆，保持一定的施工水头，确保不塌孔；最后使用1.5m冲击锤冲孔，用内径D1.6m钢护筒跟进至持力层。 四、处理效果四、处理效果 2007年10月11日，项目部再次对鹿原洣水大桥6-1桩基础组织施工。根据现场工地会议所提出的方案，历时56天，终于顺利终孔：下1.8m钢护筒18m；1.6m钢护筒38m；嵌入岩层3m；终孔底标高：146.3m；其中处理溶洞共抛填片石623m3，回填黄土213m3。五、混凝土灌注五、混凝土灌注 岩溶地区水下混凝土的灌注量一般超过设计数量较多，对此，一般应采取加大首盘混凝土数量的措施，通常首盘混凝土数量应能

8、满足导管首次埋置深度（1.0m）和填充导管底部的需要 。现场由专业工程师控制灌注进度并根据地质情况控制埋管深度，保证成桩质量。当灌注到溶洞位置时保持较大的埋管深度，防止混凝土由于挤破护壁后突然下沉，造成断桩。施工过程中保持埋管深度不小于5m，没发现混凝土面下降现象。六、体会和心得六、体会和心得钻头钻至偏孔时，可采用抛填片石平衡钻头的方法。溶槽、溶沟及溶洞处理时，可向孔内抛填片石及粘土进行固壁，抛填片石时可按片石粘土3:1的比例加入，小冲程反复冲砸，速度稍微放慢一些或稍停一段时间，可促使片石和粘土的固结利于固壁。溶洞内泥浆浓度要大，比重不小于1.4。桩基砂砾覆盖层较厚且处于溶洞地质情况下，可进行

9、压浆确保施工顺利进行。桩基砂砾覆盖层较厚且处于溶洞地质情况下，可采取钢护筒跟进方式避免桩孔坍塌。七、桩基施工在复杂地质情况下的处理方法及对比七、桩基施工在复杂地质情况下的处理方法及对比方案一、抛填片石和黄土 抛填片石和黄土有利于固壁及纠偏，而且在小型溶槽的地质情况下，还能将片石与黄土混合物冲填进溶槽；并且成本较低，对施工进度的影响较小。在出现偏孔及轻微漏浆情况时，可采取此方案。、方案二、钢护筒跟进及内外双孔径施工 钢护筒跟进能有效的减低施工的危险系数，能够避免钻孔钻穿溶洞漏浆而造成孔口坍方事故，并在一定的程度上保护了桩孔；内外双孔径施工在钢护筒跟进的基础上对桩孔进行了进一步的保护，上了一个双保险。但是钢护筒跟进及内外双孔径施工成本较高，而且对工期有一定的影响。在溶洞较多地质情况复杂的情况下，为保证施工质量及安全，可采取此方案。方案三、压水泥浆固结砂砾层 钻孔并压水泥浆可以将地平面以下的砂砾层固结在一起，当出现漏浆