岩溶地区钻孔桩施工技术

李小建

摘 要：我国岩溶地区地质复杂。所以就如何保证桥梁钻孔桩基的施工效率和施工质量是非常重要的问题。本文结合水桶木寨特大桥的工程实例，对不同的岩溶的地质条件进行不同的钻进施工技术进行阐述，希望有一定的借鉴意义。

关键词：岩溶地区；钻孔桩；施工技术

1 前言

本文主要采用冲击成孔技术，该技术存在操作比较简单、技术成熟、机械运行稳定等诸多优点。在开展工程项目的具体过程中，工作人员需要依靠回填片石、粘土等进行岩面协调性的处理，以保证对施工中裂隙、溶洞问题的高效处理。与此同时，冲击成孔技术主要是采用砸实挤密方法，其能够高效的处理漏浆问题，还能对塌孔发生率进行控制。

2 工程概括

水桶木寨特大桥中心里程D1K827+475.3，设计里程D1K826+324.119～D1K828+675.875，全长2351.756m。本桥整体孔跨样式为70×32m+2×24m，基础采用明挖基础、钻孔灌注桩二种类型，钢筋混凝土承台，桥墩采用圆端形实体、空心桥墩，桥台为矩形空心桥台。桥梁上部结构形式采用32m、24m预应力混凝土简支箱梁。水桶木寨特大桥地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，为六度震区，设置防落梁措施。水桶木寨特大桥0～26号墩（台）位于直线上，27～72号墩（台）位于曲线上，梁部按平分中矢布置。水桶木寨特大桥简支梁梁部采用预制架设。水桶木寨特大桥钻孔柱桩基础施工完成后，根据《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》TZ213-2005要求，按桩总数的3%～5%钻芯取样检查桩底沉碴厚度。

3 工程特点

3.1 桥址区地质复杂

岩溶：测区下伏基岩为三叠系下统永宁镇组（T1yn3+4）白云岩、白云质灰岩，统大冶组三段（T1d3）白云岩、白云质，大冶组二组（T1d2）灰岩。属于岩溶中等至强烈发育底层，岩层中网状裂隙较发育，多呈微张开状，局部被粘土或方解石脉填充，地表岩溶现象主要为落水洞、溶沟、溶槽、溶孔等。线路D1K827+960右侧5～20处发育规模较小的岩溶塌陷。钻孔揭示岩溶情况表明，桥址范围主要发育冲天软塑状粘土、硬塑状粘土以及空溶洞等三种类型。膨胀土：为碳酸盐岩地表坡残积层，为膨胀土、黏土。

3.2 点多线长，管理难度大

开工后必须组织多作业面全面展开施工。各工序衔接紧密，必须科学组织，各专业加强联系，合理安排工序，上道工序尽可能为下道工序创造条件。

3.3 工程实体沉降要求高

无砟轨道的高平顺性和均匀一致性的特点对桥等线下工程提出了严格的工后沉降、差异沉降及结构变形的要求墩台均匀沉降量在20mm以内；静定结构相邻墩台沉降量之差为5mm；无砟轨道铺设后的梁体徐变上拱度不大于10mm。

4 钻进技术

4.1 溶槽裂隙

溶槽裂隙一般在实际施工过程中存在的比较多。在进行钻进时，如果存在主绳摆幅加大和冲击声音比较清脆，泥浆面在冒气泡，同时液面缓慢下降等现象，则可能为溶槽裂隙。针对这种情况，需要进行孔内的泥浆补注处理，以保持其压力的平衡，以防止发生孔壁坍塌的现象。随后进行片石粘的投放，反复冲击，使其入溶槽裂隙内，实现对漏浆通道的封堵。除此之外，还存在溶槽裂隙越来越大的问题，因此需要根据孔内泥浆变化进行溶槽裂隙和地下河流之间的连接性的判断。通过补注泥浆能够达到孔内泥浆稳定的效果，则显示溶槽裂隙未与地下河流连通。对于该种情况的处理，则是需要通过以上的方法进行钻进成孔，重复方法以达到成孔效果。在进行孔内灌注时，保证混凝土灌注面以高于溶槽裂隙，以实现泥浆泄漏槽隙的封堵效果。待强度达到标准之后，进行正常的冲击成孔工序。

4.2 小型溶洞

在进行钻孔时，需要根据地质勘探资料进行钻孔，以测量孔深度为基础进行溶洞区域之间距离的判断。如果和溶洞顶板距离不远的时候，冲击声音和地面震动感会发生由强变弱的趋势，此时需要将冲击的速率放缓，降低冲程幅度。通过对冲破溶洞顶板后孔内泥浆变化和钻头下降幅度进行溶洞和填充物的判断。当泥浆面下降为不大状况时，溶洞的体积则是比较小的。此刻需要进行补注泥浆，避免发生孔壁坍塌。与此同时进行袋装水泥的回填，还需要进行粘土入孔的处理，同步进行冲锤轻砸，混合料从而能够对溶洞进行护壁。

4.3 大型溶洞

对于大型溶洞而言，冲破溶洞顶板时，会发生孔内泥浆的急速流失，会存在孔壁坍塌现的问题。所以，需要采用钢套筒跟进法施工。要想确保过程的顺利性，需要提升钢套筒的拼接质量，保证其密封性，还需要在钢套筒的连接处外侧进行钢板带的添加，提升钢套筒筒底的刚度，避免发生钢套筒底变形的现象发生。在进行钻中发现桩位下有大型溶洞的状况，需要进行提锤方案的采用。具体措施是通过片石回填至孔口，严格遵循大型溶洞的钻进施工方法来成孔[1]。

4 常见问题及处理方法

4.1 塌孔危害

出现塌孔的原因主要有这几点：第一，泥浆比重不足，造成泥浆质量不达标，影响孔壁质量。第二，孔内水头高度不够，存在静水压力。第三，冲击时遇到溶洞或者存在漏浆等。第四，冲击钻碰撞护壁，造成严重的塌孔，桩基周围存在孔洞。

预防和处理措施：第一，需要以地层，地质的实况为基础进行相应的泥浆的配置。粘度稠、胶体率高的泥浆主要适用于饱和粘性土和砂砾层。第二，通过埋设土层地段钢护筒的处理，防止发生孔口坍塌现象。第三，对于流沙层，主要是采取回填片石类土等进行处理。第四，确保成孔后的清孔在孔内水头高度，保证泥浆护壁质量，完成清孔工序之后，需要迅速進行后续施工。第五，吊放钢筋笼过程中，保证其垂直性，防止发生碰撞孔壁的现象。第六，对于孔曰塌孔的处理是需要及时进行护筒的拔出和回填，重新施钻，在该过程中，注重冲击的速度，保证护壁的稳定性。第七，对于反复塌孔的处理可通过埋设深护筒达到解决。

4.2 掉钻

原因分析：主要是因为其冲击钻的缆绳长期使用，未定时进行保养和更换，而缆绳与钻头连接处出现松弛的现象，转向环、套等焊接处出现断裂的问题，造成掉钻。

预防及处理措施：第一，在冲击过程中存在钻头掉入的情况，可以通过电磁铁进行吸附打捞；第二，应该组织专人定期不定期进行缆绳和钻头装置的连接检查，对于存在断丝超过10%以上情况需要及时更换缆绳；第三，为例避免发生IF钻头掉钻，可以在钻头上焊接打捞环等专用打捞土具；第四，保证钻孔施土土艺的规范性，最大程度的避免打空锤情况发生[1]。

4.3 钻孔偏斜

产生原因：发生钻孔偏斜主要有桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动和土层软硬不匀，致使钻头受力不均，或是扩孔较大处，造成钻头摆动偏向一方的问题等。

预防及处理措施：严格检查纠正桩架，保证其保持垂直安置稳固状态，并对导架进行垂直校正和对钻孔设备加以检修；对于偏斜过大时填入土石（砂或砾石），需要重新钻进，并控制好钻速；如：探头石，用低速将石打碎，如有倾斜基岩时，可用混凝土填平待其凝固后再钻。

5 结语

总之，由于岩溶地区地质及水文构造较为复杂。因此，在进行桩基施工中，存在的突发事件都是无法掌控。所以，很有必要在岩溶区施工时，全面的做好施工前的调查工作，进行合理措施的制定，防止发生施工事故。

参考文献：

[1] 孙玉国.岩溶地区钻孔桩的施工方法[J].黑龙江交通科技，2016（12）：123～124.

[2] 魏平.岩溶地区桩基钻孔施工控制技术研究[J].珠江水运，2016（9）：80～81.