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岩溶地区桥梁钻孔桩施工总结

日期：2016-3-21 14:11:52　来源：转载　浏览数：
　

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郑徐铁路客运专线线路设计以桥梁为主，在江苏徐州境内地质条件较为复杂，岩溶裂隙发育，桥梁桩基施工难度大。在徐州特大桥施工过程中出现了诸如塌孔、串孔、斜孔、卡钻、掉钻、地面塌陷等情况，针对这一现象在施工中及时进行经验技术总结，为类似地质情况施工提供参考依据。
    1 ·工程及地质概况
    郑徐客专徐州特大桥位于江苏省徐州市，桥梁全长28817.295 米，桩基主要以柱桩和摩擦桩为主，桩长最短为7 米，最长为66.5 米。依据地质勘探资料，本桥址灰岩岩溶裂隙较为发育，岩溶裂隙发育于岩层中上部，层面埋深2.3 至70.6 米。本工点完成的2685 个勘查孔中揭露溶洞的钻孔1591 个，钻孔见洞率为59.26%，溶洞成单个或串珠发育，呈全填充、半填充状态，局部为空洞。地下水为岩溶水和基岩裂隙水。
    2 ·桩基施工总体原则
    针对岩溶地区钻孔施工中经常出现的塌孔、串孔、斜孔、卡钻、掉钻、地面塌陷等情况，且在灌注过程中混凝土流失量大，经常出现混凝土面突然下降等现象，综合采用回填片石加粘土、水泥、注浆及钢护筒跟进的施工方案。在每个墩台施工前认真研究设计图纸和地质刨面图，根据勘查资料分析判断溶洞类型，采取相应的处理预案。桩基施工先长桩后短桩，先外围后中间桩，同一个承台上尽量单台钻机作业。
    3· 溶洞处理方案
    （1）对于小型的单个溶洞和有填充的小型溶洞采取灰土片石、碎石+粘土的方法处理。
    （2）当发生以下情况时除采用回填片石+粘土及注浆的方法进行溶洞处理外，必要时采用钢护筒全程跟进至溶洞底的方法进行钻孔施工。
    ①多层串珠溶洞；
    ②桩身有一半位于溶洞上或二根以上的桩身位于同一溶洞上；
    ③溶洞位置多次回填片石且不易成孔；
    ④溶洞内有流塑体导致不易成孔；
    （3）对于串珠较大充填型溶洞进行提前预注浆处理。
    （4）钻头穿越溶洞时要注意大绳的情况以便判断是否歪钻。由于岩溶地区岩面错综复杂，桩基施工至溶洞位置时容易造成偏孔，此时应按1:1 的比例回填粘土和片石至弯孔处1.5—2 米以上，重新冲砸，并要求回填片石的强度高于该处岩层的强度。但该方法也存在回填次数多，冲孔时间长等问题，此时应采取灌注高标号混凝土的方式，以保证在冲孔过程中冲击面始终保持平衡，达到纠偏目的。
    （5）对于填充型溶洞或半填充型溶洞在击穿洞顶之前要有专人密切注意护筒内泥浆面的变化，一旦泥浆面下降应迅速补浆，然后根据溶洞的大小回填片石、粘土及水泥后冲击挤压密实，只有当漏浆现象全部消失后才转入正常钻进。
    （6）当遇到发育规模大、溶洞内充填物性能差、地下水丰富的特大型溶洞以及顶板较薄的溶洞，为避免洞顶击穿后泥浆突然流失而造成塌孔或地面塌陷，在冲破洞顶后迅速将准备好的填充物回填至洞内，再沉入预备好的钢护筒。
    （7）钻至离溶洞顶1 米左右时应减小冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻，并准备足够的片石和粘土。
    4 ·岩溶地区钻孔桩施工注意事项
    （1）施工前应加固钻机底座平台，防止塌孔造成孔口下陷导致钻机倾斜。
    （2）在钻孔前准备好粘土、片石和水泥等填充物，以便打穿溶洞时迅速回填，保持桩孔内泥浆面的高度。
    （3）接近岩溶地段采取轻锤冲击、加大泥浆质量和密度的方法防止卡钻和掉钻。
    （4）在成孔后灌注混凝土至溶洞位置时应适当加长导管埋深，待灌注完成后延缓半小时拆除导管。
    5 ·常见质量问题及处理方案（1）漏浆：产生漏浆的主要原因有疏松多孔的厚覆盖土体；溶洞、裂隙等岩溶形态；溶洞挤压不密实；清孔过程中泥浆比重下降改变溶洞内与孔内压力，造成孔壁破坏。
    处理措施：迅速提出钻头，根据漏浆情况回填填充物，然后补浆至孔口。多次漏浆无法通过该溶洞时则灌注混凝土进行封堵。
    （2）塌孔：一种是因护筒埋设不稳固或护筒埋设太浅造成孔口塌孔；一种是洞穴顶板被意外击穿，孔内泥浆水头急剧下降且补浆不及时造成孔内塌陷。
    处理措施：塌孔事故力求预防为主，保证钻孔时的泥浆质量，保证钻孔时有足够的水头高度，在不同土层中采用不同的冲程。塌孔不严重的可回填粘土和水泥后加大泥浆比重后继续钻进，塌孔严重的应使用片石、粘土、水泥回填，换孔位钻进，待其他孔位完成后再复钻。
    （3）卡钻：由于钻孔不圆，钻头被狭窄部位卡住；未及时补焊钻头，造成钻孔直径逐渐变小，致使新补焊的钻头被卡住；上部孔壁塌落物卡住钻头；放绳太多，致使钻头倾斜顶住孔壁；钻头击穿溶洞顶，由于放绳太长钻头掉入溶洞。
    处理方法：摸清钻头情况，不易强提，一般采取晃大绳及其他措施使钻头松动后再提起。因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻优先采取水下爆破的方法进行处理。
    （4）混凝土面下降：混凝土面下降一般为灌注过程中下降和灌注完成后下降。在灌注过程中由于混凝土对孔壁压力增加，极易造成普通封堵溶洞位置孔壁破裂，混凝土挤入溶洞致使混凝土面下降。灌注结束后混凝土面下降为溶洞位置混凝土渗漏造成。处理措施：溶洞发育桩基使用多层钢护筒跟进；加大导管埋深；灌注过程中时刻观察孔口排浆量，经常探测混凝土面高度；在灌注过程中出现混凝土下降则进行不间断灌注使溶洞填充；灌注结束后停滞半小时，待混凝土面无变化后才进行导管拆除。