喀斯特溶岩地质桩基础施工技术

1、喀斯特溶岩地质桩基础施工技术、八一、前言 桩基础石一种常见的可靠的基础形式， 适应于各种地质条件， 被广泛应用于 桥梁、房屋等大型建筑中。在发育的岩溶地层中进行钻孔桩施工， 由于地质结构复杂， 不可预见因素多， 施工过程中 孔、卡钻、埋钻现象不断发生， 常常成为控制工期、 威胁施工安全、 影响工程质量的技术难题。本工法解决了岩溶地层中钻孔桩施工中的技术难题， 为施工提供了良好的工艺保证，从而保证了成桩的可靠性。二、工法特点1本工法是将粘土直接加入桩孔内，借钻头冲击自行造将。2. 在冲击钻的冲击作用下，将粘土和片石挤入溶洞和岩溶裂缝中，完成护 壁和成孔工作。3护壁泥浆自稳能力强，突然漏浆也不会因

2、补水不及时造成孑L,护壁效果好， 孔率低。4. 钻孔时泥浆能将土碴悬浮，一起排出孔外。5. 桩孔内的岩溶裂缝及溶洞已挤入了粘土、 石块，可减少成孔后的混凝土 流失量。三、用范围1 .适用于？8 0 01 5 0 0 mm钻孔灌注桩的成孔。2. 适用于石灰岩蜂窝状岩溶洞地层施工。3. 适用于块石堆积体上钻孔桩施工，入沿海填石地层的钻孔桩施工。四、工艺原理 本公法在钻孔桩进入岩溶地层时，投入大量潮湿的粘土块和片石并立即补水，利用钻头冲击将粘土块和片石挤入溶洞及其裂缝中，堵住溶洞和岩溶裂缝， 形成一个封闭的环形壁，完成钻孔桩成孔。五、施工工艺（一）工艺程序施工准备f埋设护筒f移动钻孔、定位f护筒内投

3、入土、片石、水f钻孔 一抽碴一吸泥清碴（二）施工设备1. 施工前应完成三通一平工作。2. 制定桩位施工流程图。3. 根据地质资料预测施工中可能出现问题，向钻机操作人员交底4. 备足粘图块、片石。5. 对钻机进行认真保养、维修。6 .按设计图纸正确测定桩孔位置，并设置护桩。7.埋设护筒（1）根据桩量多少选用钢护筒或木护筒。（2）木护筒一般使用50 mm 厚木板做成长22 .5 mm 方形护筒， 内边 长比桩径大200mm,护筒埋设底部四周用混凝土封闭 0.4mX 0.4m后填粘土分层 夯室。（3）钢护筒根据桩径大小、地层条件分别采用610mm厚钢板卷制焊接成圆形，直径较桩径搭 5 0 mm，护筒

4、长依据地质、水文情况选定，由单节或多节短护筒焊接而成。护筒一般长为1.52 .5 mm,钢护筒的埋设过程为；第一节由人工埋设，使筒顶高出地面2 0 0 mm,焊接第二节后，在护筒顶放置打 板(5 0 mm厚钢板制作)，利用钻机提前钻头，将钢护筒冲击入土，然后冲孔， 孔深达到护筒底后,再焊接第三节护筒,如此循环,直至达到需要深度。(4) 护筒埋设好后，护筒中心与设计桩位中心偏差不得超过50mm,斜度不得达于1 %。8 确定所使用得钻机，一般都用CZ - 3 0型冲击钻机。(三) 施工要点和注意事项1钻孔(1) 钻机就位时用方木垫平，将钻头中心线对准桩孔中心。(2) 钻机桅杆顶应对准钻机轴线，用缆

5、风绳挂牢拉紧。(3) 再护筒内投入土块和150 mm片石并注水，用钻头把粘土冲击成 膏壮。(4) 取样测试泥浆各项指标，泥浆得性能指标应满足表1所列范围。表1 泥浆性能指标顺序测定项目指标范围备注1比重1 .11 .42粘度<153含砂率>15%4胶体率<70%5塑性指限树176pH值7-9(5) 开孔时用小冲程冲击钻孔，要打得准，打得稳，间断冲击，少抽碴， 使开口圆顺。(6) 加入小于 15cm 片石，反复冲击 24 次，挤密护筒底部周围土层。( 7)钻进至护筒底 2 3 后加大冲程，主绳放长量为 3 5cm。(8)密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防

6、止 不正常情况发生。( 9)根据地质柱状图，再接近溶洞时勤观察、勤检查，凭手握冲击主绳的 手感，钻头冲击岩层的响声，抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。(10)接近岩溶时主绳松绳量应为12cm,防止击穿岩壳时卡钻。( 11)钻穿岩溶地层上壳时一旦漏浆，要及时投放粘土块、片石并补水，保 持孔内水位高度。2随着孔内钻碴增多，钻速下降，应进行抽碴。每钻进0.60.8m 抽碴一次。每次抽碴后加入0.6m3粘土块，注入清水，保持孔内水位。对钻碴作取样分 析，核对设计地质资料检查证，合格者即将钻碴抽净。3孔深钻至设计标高后，应对孔深、孔径、孔的倾斜及孔位偏差进行实验检查，并填写检查证，合格者即将钻碴抽净。4灌

7、注水下混凝土前必须清除孔内钻碴和泥浆， 清孔方法采用抽碴吹风法六、施工机械 本工法单一工作面主要机械设备见表2备注表2 主要机械设备顺号1名称主要规模单位 数量冲击钻机cz-30型台12十字型钻头1 .7 2 . 5 t个2整体浇铸3电焊机18 kv A交流弧焊机台14抽水机zs65 50 125台2一台备用5抽碴筒活门球阀杯式个16千斤顶2 5 t液压式个3顶移钻机7空压机12 m3/min台1孔底翻碴七、劳动组织台钻机的劳力组织见表3。表3劳动组织每台班人数说明顺序工种人数早中晚1机长11负责机组工作安排和安全，指导钻机维 修检查司钻兼作记录负责补焊钻头、钢筋笼焊接及其他2钻工62 2 2

8、3电焊 工21 1合计99人负责一台钻机，实行三班制连续作业八、质量标准本工法除执行设计施工图纸及有关设计文件的要求外，应执行铁路桥涵工程质量评定验收标准(TBJ415 87)，铁路特大桥工程质量评定验收标准(TBJ416-87),铁路桥涵施工规范(TBJ20A86),铁路混凝土及砌石工程施工规范。九、安全措施1 钻机就位后机身要方木垫平，塞牢，胶轮悬空。桅杆顶端要对称拉紧。2 岩溶地区的钻孔桩施工易发生漏浆，因此要备足粘土块和片石，出现漏浆 要马上补充，保持孔内水头高于地下水位 1.5m。钻孔接近溶洞时，必须严格掌握松绳量，要勤松、少松，防止击穿岩壳卡住钻头。3 钻头钢丝绳再一个捻距内断丝数

9、超过 15%寸必须更换。4每天交接班应检查钻头、主绳、主绳与钻头连接、提梁、绳卡有无问题，发 生问题时及时处理。十、效益分析1 衡广复线北方水中桥采用本工法施工，大大加快了修建速度，比常用的施工方 法提高工效约10%2 此工法按1000mm桩径计算，比全部采用钢护筒法每 m节约费用610元。十、工程实例衡广复线里程Dll K2012+811.73m处，北乡水中桥两墩两台，共有1 0 0 0 mm直 径钻孔3 8根，总长9 2 5 . 3 8 m最深桩孔4 3 . 8 m根据地质钻探资料桥址地质 结构复杂，上部覆盖砂粘图和卵石土，下伏基岩溶蚀严重，顶板薄，在绝对标高50m以上几乎呈蜂剿状，被称作典型的“石灰岩岩溶发育构造”，溶洞被砂粘土充填，个 别溶洞无充填物。钻孔桩需穿过多层溶洞才能抵达基岩，使钻孔作业施工难度大，工艺要求高。该桥于1984年2月28日由2台CZ 30型冲击钻机开钻。11月10日钻孔桩结 束,历时8个半月