旋挖钻干法成孔施工在岩溶地区的应用

杨 杰

(云南省建设投资控股集团有限公司,云南 昆明 650500)

旋挖钻干法成孔施工在岩溶地区的应用

杨 杰

(云南省建设投资控股集团有限公司,云南 昆明 650500)

以滇中新区哨关路工程项目为例，介绍了旋挖钻干法成孔施工工艺的特点，从地层注浆处理、回填素混凝土、清孔等方面，对旋挖钻干法成孔施工在岩溶地区的应用进行了阐述，旨在为岩溶地区桩基成孔施工提供一种新的思路。

旋挖钻干法成孔，岩溶地区，注浆

1 工程概况

哨关路位于滇中新区东区先行启动区中部，桥梁桩基均按嵌岩桩设计，采用钻孔灌注端承桩形式。

根据地勘报告成果显示，项目30 m以浅基岩中局部见厅堂式溶洞发育，路线区内岩溶形态地表主要表现为地下隐伏性岩溶，主要类型为溶洞、溶隙、溶孔等。由于岩溶的长期作用，路线区土层下部溶隙、溶沟、石芽等相对较发育，造成基岩面起伏较大，上部土层的厚度变化较大，地基存在不均匀性。

2 工艺特点

本项目桩基原计划采用冲击钻泥浆护壁成孔方式进行施工，实际施工过程中受溶洞、裂隙等地质因素影响，出现反复漏浆、反复充填的次数较多，最多单棵桩漏浆次数达30余次，成桩时间达一个月之久，施工效率极为低下，项目成本大幅提高。为此，经过认真比选分析拟采用旋挖钻干法成孔进行桩基施工，较冲击钻泥浆护壁具有以下优点：

1)采用旋挖钻进行钻孔灌注桩施工，施工简单、操作性强、成孔速度快、效率高、施工精度高，可极大地缩短施工周期。

2)岩溶地区桩基施工通常易发生漏浆情况，泥浆需求量较大。采用旋挖钻干法施工，不需要进行泥浆循环护壁，有利于施工场地布置(不需要设置泥浆池)，对施工周边环境污染影响较小。

3)对岩溶地区溶洞、裂隙处理效果好，有利于控制桩基础施工质量。

3 施工工艺

3.1 工艺原理

采用旋挖钻机进行干法施工成孔，采取注浆、回填砂浆或混凝土等方式对桥址区地层裂隙及溶洞进行封闭处理，然后按照导管法水下混凝土施工工艺进行混凝土浇筑。

3.2 施工准备

1)施工前认真熟悉工程项目的相关合同施工进度、设计技术标准等，认真复查施工区域的地形地貌、地质特征，特别是项目地质勘察报告中对于桥梁桩基处溶洞、裂隙的揭示情况，针对不同情况制定专门处理方案。

2)根据项目地质情况，选择适宜的旋挖钻机设备，并配备相应的钻头。

3)配备相应的注浆设备、混凝土灌注设备等，根据设计及方案要求，对注浆材料、回填混凝土、砂浆等进行配合比设计。

3.3 地层注浆处理

1)在钻孔桩施工前，根据地勘报告及设计图纸要求，对地层中较大溶洞或通联性溶洞，溶洞深度大于0.5 m小于3 m时，可采用静压化学注浆法对溶洞进行预处理。当溶洞内固结体达到一定强度以后再钻孔施工。

2)注浆孔宜在桩位四周1 m外均匀布置，一般布设4个～6个注浆孔。注浆孔钻孔时应仔细做好地质情况记录，以勘探、检验溶洞高度及填充物的更详细情况。

3)注浆压力不宜太大，控制在0.5 MPa～1.0 MPa范围，注浆材料可选用水泥砂浆或水泥浆，具体配合比应根据设计要求经试验验证后选取。注浆速度宜为15 L/min～20 L/min，注浆时应使浆液渗透到填充物内，形成固结，渗透最小直径为3.0 m，以保证钻进成孔时有足够的固结体。

4)注浆压力应从低到高，采用间歇、反复压浆方式，循环注浆多次，直至达到规定最小注浆量和注浆压力控制值为止。

5)注完一个孔后继续对其余孔进行注浆，后注浆的压力必须调高，最后封孔。

3.4 旋挖钻干法成孔施工

1)施工前应根据岩层情况及地质特征，选择适宜的钻机。对岩层较硬或桩径较大的桩基可采取先用小钻头造孔，然后用大钻头扩孔成孔的方式进行钻进(见图1，图2)。

2)岩溶地区旋挖钻施工同一般地区，由于地下溶洞结构形态复杂，施工过程中应根据地质钻孔揭示的溶洞情况，全面掌握现场动态，接近溶洞时应慢速钻进，同时做好其他应急准备。

3.5 回填素混凝土

1)对于裂隙处、设计图纸或方案中未采取注浆方式处理溶洞以及施工中新发现的溶洞或裂隙，采取正常成孔方法施工，当钻穿溶洞或通过裂隙部位时，填入低标号混凝土，间隔一定时间后，重新钻进成孔。

2)混凝土宜采用C15素混凝土，为尽快提高混凝土强度，节约施工时间，可在混凝土中掺加一定早强剂，提高混凝土的早期强度。

3)混凝土回填高度应穿过溶洞及裂隙部位，上下部位宜超出50 cm。

4)为保证回填充填效果，利于旋挖钻成孔，混凝土或砂浆回填后，应在强度达到50%*～70%后，进行钻进。

3.6 清孔

1)桩基终孔后采用专用清孔钻头(平底钻头)进行清孔。清孔钻头直径应与成孔直径一致，清孔后孔底沉渣厚度须符合设计及规范要求。

2)清孔完成经验收后应及时下放钢筋笼(见图3)，下放过程中应控制钢筋笼垂直度及下放速度，严禁撞击孔壁。当钢筋笼与孔壁撞击将石块或泥土落入孔底或成孔后搁置时间较长孔底沉渣超过规范要求时应进行二次清孔，二次清孔采用大吨位吊车将钢筋笼吊离孔口，采用旋挖钻机专用清孔钻头进行沉渣清理至合格。

3.7 灌注混凝土

1)为保证混凝土灌注质量，采用垂直导管法灌注水下混凝土施工工艺进行混凝土灌注(见图4)。当灌注到溶洞位置时应保持较大的埋管深度，放缓混凝土浇筑速度，同时对混凝土面进行测量，实时掌握混凝土上升情况。

2)混凝土浇筑过程中，可适当插拔导管，以保证混凝土浇筑的密实效果，但须保证导管始终埋入混凝土一定深度，桩顶标高以下2 m范围内宜采用插入式振捣棒进行振捣。

3)施工过程中应根据设计要求严格控制混凝土浇筑高度，混凝土浇筑顶面宜高出设计桩顶标高约1 m。

旋挖钻干法施工成桩见图5。

4 质量控制

1)施工前应仔细复核图纸精确放样，埋设好护桩，施工过程中应随时检查桩基垂直度、复核平面位置，确保成桩质量满足设计及规范要求。

2)施工过程中应仔细做好钻孔地质记录，当发现实际地质情况与设计地勘资料不符时，应及时向有关单位报告，提出处理意见后，方能继续钻进。

3)桩基施工过程中，遇岩面不平时极易造成偏孔，施工时可采取回填一定数量C15混凝土方式，找平岩面。

4)钻孔完成且孔底沉渣厚度验收合格后，应及时进行混凝土浇筑，避免长时间暴露导致孔壁塌落。

5)施工时应严格控制混凝土坍落度，确保混凝土连续浇筑完成。施工过程中应随时检查混凝土面上升情况及导管埋置深度，避免造成夹层或断桩。

岩溶地区若采用冲击钻泥浆护壁成孔法，施工过程中经常发生泥浆漏失，按照常规施工工艺处理，采用一定比例的土石混合料反复回填冲击成孔。其成孔时间长，反复充填次数多，回填土石方数量大，施工成本高。若采用旋挖钻进行施工，能有效避免上述问题，不需要进行泥浆护壁，施工机械噪声小、振动小，对桩基周围构筑物影响小，有利于提高工程质量、节约工期、降低工程成本，具有较高的实用价值。

[1] JTG/T F50—2011,公路桥涵施工技术规范[S].

[2] 梁 辉,王 明.浅谈桥梁桩基工程旋挖钻孔施工技术[J].中国水运(理论版),2016，4(8):61-62.

[3] 闫秀英.旋挖钻干法成孔灌注桩施工工艺及质量控制技术[J].城市建设理论研究(电子版),2014(33):19-21.

[4] 刘绍恩.浅谈黄土高原地区桥梁桩基旋挖钻干法成孔在经济比选中的优势分析[J].商品与质量·建筑与发展,2014(5):43-45.

Applicationofrotarydrillingdry-methodholeformingconstructioninkarstareas

YangJie

(YunnanConstructionInvestmentGroupCo.,Ltd,Kunming650500,China)

Taking Shaoguan road engineering project in new Dianzhong region as an example, the paper introduces rotary drilling dry-method hole forming construction technology characteristics. Starting from aspects of stratum grouting treatment, backfilling concrete, and hole cleaning, it illustrates the application of rotary drilling dry-method hole forming construction in karst region, with a view to provide a new concept for pile foundation hole-forming construction in karst area.

rotary drilling dry-method hole forming, karst area, grouting

P642

：A

1009-6825(2017)24-0063-02

2017-06-15

杨 杰(1987- )，男，工程师