浅谈岩溶地区钻孔桩施工方法
发表时间：2020-03-24T06:29:21.084Z 来源：《建筑细部》2019年第20期作者：焦云鹏
[导读] 本文主要结合新建和顺至邢台铁路工程跨南水北调输水渠特大桥工程，介绍了主要为岩溶不良地质钻孔桩的施工方法和岩溶的处理识别。

焦云鹏
中铁六局集团石家庄铁路建设有限公司河北省石家庄市 050000
摘要：本文主要结合新建和顺至邢台铁路工程跨南水北调输水渠特大桥工程，介绍了主要为岩溶不良地质钻孔桩的施工方法和岩溶的处理识别。

通过对以往钻孔桩施工的施工经验学习、总结，汲取其中的优点，并结合工程实际，在实际的操作中逐渐的总结、改进，最后得出此施工方法。

关键词：岩溶溶洞处理钻孔桩不良地质
一、工程概况
跨南水北调输水渠特大桥为单线桥，为跨越南水北调输水渠而设，本桥桥台采用单线T形桥台，1-16、21-51号桥墩采用单线圆端形实体墩；17、20号墩为连续梁与简支梁交接墩，设有50cm纵向预偏心；39、40号墩为不等跨墩，设有5cm纵向预偏心；桥梁（15#-22#墩）桩基础采用钻孔灌注桩。

15#、16#、17#、21#、22#墩桩径φ1.0m摩擦桩；18#墩桩径φ1.8m柱桩，桩长为41.5m、45.5m、49.5m、52.5m、56.5m五种，共21根；19#墩桩径φ1.8m柱桩，桩长为36.5m、49m、50.5m、62m、63m五种，共21根桩；20#桩径φ1.25m柱桩，桩长为
51.5m、60m两种，共8根，使用冲击钻施工。

此施工范围内有不良地质，主要为岩溶，发育形态主要为溶孔、溶洞，充填物主要为黏性土及角砾，局部发育空洞。

工点范围内岩溶中等发育。

土石界面附近（顶板最薄处约为0.4m）多有溶沟、溶槽发育，多倍填充，填充物以粘土为主，偶含少量粗砂，呈硬塑-坚硬状态，破碎带发育范围较广，其中土夹石破碎带厚度0.4～17.3m；石夹土破碎带厚度0.3～20.3m；石灰岩破碎带厚度0.9～10.8m；破碎带多沿石灰岩裂隙发育，基岩差异风化明显，岩体破碎。

二、工艺流程
施工工艺流程为：平整场地→孔位放样→埋置钢护筒→孔位钻进→初次清孔→制作和吊放钢筋笼→下导管→二次清孔→水下混凝土灌注。

三、施工要求
3.1、施工准备
3.1.1泥浆制备
若成孔是在粘性土层中时须注入清水，采用原状土制造泥浆用以护壁，泥浆比重保持在1.1～1.3之间。

在粘土和粉土层中成孔时，在孔内填入优质黏土制造泥浆，泥浆比重保持在1.3以下。

若成孔是在砂卵石以及易塌陷的土层中时，同样在孔内填入优质黏土制造泥，泥浆比重应不大于1.4，岩石层不大于1.2。

泥浆的含砂率应小于4%，PH值为中性，一般大于6.5即可。

粘度要求需要视地质情况具体划分，一般地层控制在16～22s之间，松散易塌陷地层则要保持在19～28s之间。

3.2、测量放线
对基桩桩位精确放样，并在基桩中心位置打入木桩并定小钉子，作好标记。

复核无误后放出桩位中心桩，然后在中心桩的横桥向与纵桥向分布设置2根护桩，护桩位置距离护筒边缘50cm左右，用来确定钻孔桩的桩位。

3.3、埋设护筒
护筒采用8-12mm厚钢板制成，使用冲击钻施工时内径比钻头直径大20cm，上部开设1至2个溢浆孔，长度根据水文地质情况满足埋深至少保证孔内泥浆面高出地下水位2m以上，顶部高出地面至少50cm，埋置深度不应小于护筒外径且不大于1.5倍，但不得少于1m。

3.4、钻机就位
钻机基座安装过程中要保持平稳，顶端用揽风绳对称拉紧，避免在钻进时出现移动和沉陷。

钻头和桩中心的偏差应小于2cm。

3.5、成孔
开孔时宜低冲程密冲击。

如果地表是淤泥或砂层，可采用投入粘土块加小片石的方法，反复冲击加强孔壁牢固程度，确保钢护筒不会倾斜或陷落。

3.6、检孔
待钻进完成后，须用检孔器进行检验。

孔径、孔垂直度、孔深符合设计要求后，方可进行下一步清孔工作，未达到设计要求则要再次扫孔。

3.7、第一次清孔
钻进成孔至设计标高后，要充分使用泥浆泵冲击钻提斗进行初次清孔，直到出浆口泥浆比重连续小于1.03—1.10，含砂率应不大于2%，黏度在17-20s之间，测得孔底沉渣厚度符合要求后（柱桩小于10cm，摩擦桩小于30cm，禁止以延长孔深的方法来代替清孔），要立即吊放钢筋笼和导管。

四、溶洞处理
4.1、溶洞判别方法
1）钻头钻进入岩后钻孔过程中出现漏浆现象或漏塌现象。

2）钻头钻进入岩一定深度以后，进尺速度突然加快，有时在不提钻头的情况钻头自动下沉。

3）采集到的岩石样品中，分化岩样较多且存在钟乳石碎块。

4.2溶洞处理方案
4.2.1、常规成孔法（按照无溶洞地质考虑）
当碰到以软塑或是可塑的亚粘土为填充物并不漏水的溶洞时，不管溶洞体积多大、垂直方向数量的多少，都可以忽略溶洞的存在，按照正常地质情况施工即可。

冲击钻成孔时，溶洞内外土质区别不大，可以按照没有溶洞的地质情况施工。

4.2.2、片石粘土筑壁法
在钻进施工过程中钻入小溶洞，溶洞漏水情况严重且发现钢护筒内泥浆水面开始下降不能保持原有高度时，可按照一定比例填入粘土和片石进行冲击使其密实，并迅速补加泥浆至正常施工高度；待填充物堵住漏浆处后，可采取小冲程的方法继续钻进，钻进过程中反复填入片石和粘土并冲击密实，直到孔内形成护壁不再漏浆。

使用这种方法进行钻进施工作业时，钢护筒必须预埋牢固，防止出现在溶洞漏水情况严重且泥浆水面下降迅速而造成孔口塌孔的情况，使得钻头得以安全顺利钻过溶洞区。

钻进施工至溶洞顶部1米左右时，适当增加泥浆所占比重，可使用小冲程缓慢冲进的方法将溶洞顶板击穿，以防止发生卡钻。

同时，在钻进时作业人员要时刻观察钢护筒内的泥浆面是否发生变化，若发现泥浆面开始下降，应立即停止钻进作业，提钻补浆并填入粘土和片石，待泥浆不再流
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