探讨某公路桥梁基础钻孔灌注桩施工工艺及溶洞处理技术

孙锋先

摘要：钻孔灌注桩在基础工程中已得到广泛应用。但由于地质条件复杂、所用设备优劣、施工水平差异等原因，钻孔灌注桩成桩后或钻孔过程中往往会出现桩身混凝土离淅松散、裂缝、夹泥、断桩和桩位位移等问题。本文结合工程实例和工程地质状况，详细阐述了岩溶地质条件下桥梁桩基础钻孔灌注桩施工方案及施工技术；并施工中容易发生事件与对不同厚度的溶洞处理技术方法进行了深入分析探讨。

关键词：公路桥梁；岩溶地质；钻孔灌注桩；溶洞处理；施工技术

Abstract: the cast-in-place pile foundation engineering in has been widely used. But due to complex geological conditions, equipment used quality, construction level differences, and other factors, the cast-in-place pile after pile or drilling process often will appear pile body concrete crafts.we, cracks, from loose with mud, breaking pile and pile a displacement. Combining with the project examples and engineering geological conditions, and expounds the karst geological condition bridge pile foundation bored pile construction scheme and the construction technology; And in construction of the incident and to different to the thickness of the cave treatment technology method analysis is discussed.

Keywords: highway bridge; Karst geological; Bored piles; Cave treatment; Construction technology

中圖分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1、引言

在桥梁结构中钻孔灌注桩作为一种基础形式，以其适应性强、成本适中、施上简便等特点广泛地应用于公路、桥梁及其它工程领域。灌注桩属于隐蔽工程，影响灌注桩施工质量的因素很多，其中溶洞处理就是重要的一项工作，若处理不当，就会在灌注中产生质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩报废，直至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。所以，必须要先了解钻孔灌注桩施工过程可能出现的溶洞的各种情况，并根据各种情况制定相关的处理方法，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进展。

2、工程概况

某公路有一座简支梁桥，全长170.5 m。桥梁整体布置为6孔跨径为25 m，，桥面宽8.5m；上部结构由5根纵梁和桥面板组成的梁板式钢筋砼简支梁桥，梁和桥面板现浇组合成整体，全桥桥墩均采用双柱墩。

根据已钻探的地质资料统计，本工程桩位共有多处存在溶洞，其中溶洞高为0m～3.0 m占74.5％；洞高为3.0m～5.0 m，占13.8％；其余的占11.7％。

3、施工方案的确定

当有溶洞的桩基地层中无较厚砂砾层或砂层，且溶洞水位较低时采用挖孔桩的方案较为适宜。本工程中的靠山体部分1#2由于靠近山体，且其施工条件的限制，加上其桩长为10 m～12 m之间。所以主要采用挖孔桩成孔，5号台墩为明挖扩大基础。

其余大部分桩基础采用钻孔法成孔，其地层中有较厚的中粗砂层、风化严重的砾石、碎石；地下涌水量较大等；当溶洞上方有较厚的砂砾层时，采用护筒跟进的方法，以防止坍孔。

4、溶洞处钻孔灌注桩桩基础施工技术

4．1溶洞顶部冲孔施工

在溶洞(土洞)发育的桩孔施工过程中，应严格控制冲进进度，一般进度控制在60 cm/h～80 cm/h，冲程控制在50 cm左右。

根据超前钻的资料，当钻孔施工接近溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开同转钻机，采用冲击钻机冲孔。用冲击钻机冲孔时，要求轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，提升高度一般不超过50 cm。所有卡扣及钢丝绳必须先经测试检查，其它施工工艺及注意事项与常规相同。

4．2外护简制作及下沉

外钢护简制作时，先勘察地质质料，根据溶洞的层数确定外钢护简的直径。

钢护简分节制造，工地拼接。先采用桩锤进行扩孔，钢护简采用振动下沉。振动下沉采用振动打拔锤，其振动动力为1600 kN以上。钢护简下沉时，用两台经纬仪在两个垂直的平面内监测倾斜度，以便随时调正。护简下沉至、硬土层或岩面后，其倾斜度小于1％。

4．3内护简沉放

(1)当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔且是圆滑垂直的，时用钢丝绳或扣绑住内护管，用吊机(或冲机自吊)把内护简放入外护简内至孔底。到孔底后，内护简不会靠启重沉到溶洞底部(因溶洞底有沉渣、沉淀物等)。时，回转钻机重新就位钻孔。

(2)护简沉设利用回转钻机进行，在钻机的钻杆上附加护简压架，利用钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量，使内护简随钻头的钻进而下沉，直到溶洞的底部。

4．4 内护简与溶洞底部间空隙的处理

若岩面高差大，铜护简与岩面的接触不严密，容易造成泥沙流失，护简倾斜，钻头掉至洞外的事故。因，可采用分层抛投定量片石、粘土(比例为1：1)，用钻头反复打密的方法，在卒洞处形成石壁，钻头的打密过程中，一面挤石造壁。一面削高出的岩石，直到全断面进入岩层为止。护简接高后随之下沉。

对于多层连续溶洞，可采取高压喷射灌注法填充空隙并增加下层溶洞内的填充物的密度和强度，为下层溶洞处理创造有利条件。

4．5溶洞钻进

由于溶洞的顶盖和底板可能高低不平，犬牙交错，因，进出溶洞可安斜面开孔的方法处理。在空洞钻进时，须超前预灌注水泥浆及粘土包，若溶洞较小可分层网填粘土和石。块，石块直径以10cm～15cm为宜。以便形成石壁，阻止填充物坍塌和泥浆流失。钻头在冲击高低不平的岩面时，会出现向软一边滑动的现象，如不及时纠正，容易造成斜孔、卡钻的事故。纠偏的方法是分层抛填片石和粘土，用小冲程钻击的方法来切削岩石，以达到孔圆管直的目的。

4．6检孔

钻岩时，检查成孑L桩径、成孔倾斜度以防钻孔歪斜，难于施放钢筋骨架。检孔的方法是采用其外径等设计孔径，长度为孔径的5倍的检孔器上下通过，如检孔器被卡住，分析原因解决，如孔斜严重，则抛石重钻。

4.7清孔

采用正循环泥浆渐进法清孔，程序如下：

(1)当钻至设计标高后，用取渣桶清渣，至取不出为止。

(2)将直径为75 mm钢射浆管插入孔底，射入拌好的泥浆。泥浆性能指标为：比重1.3、粘度18～20，含砂量小于4％，胶体率大于97％，PH值大于8。射入的泥浆带着残留的钻渣，经护简口返回泥浆池，待沉淀后在泵入孔底。如反复循环多次，直到钻渣被逐渐清除为止。