岩溶地区桩基施工工艺探究

'岩溶地区桩基施工工艺探究　　摘要：岩溶地区桩基在钻孔施工中经常出现塌孔、串孔、斜孔、卡钻、掉钻、地面沉陷等现象。在混凝土灌注过程中，混凝土流失大，混凝土面突然下降导致导管悬空等情况，为此必须采用合理的施工工法进行处理，确保成桩质量。关键词：岩溶桩基施工工法 中图分类号：TU473文献标识码：A前言：郑州至徐州客运专线ZXZQ08标段里程区间为DK302+270.94～DK339+052.58，线路长度36.782km。桩基础采用钻孔桩基础，根据不同地质条件和梁体跨度桩径有1.0m、1.25m、1.5m和2.0m共4种，其中友谊河大桥、老岱河中桥、X013中桥、跨京福高速特大桥郑州台至49#墩、每处连续梁桥墩基础设计为嵌岩柱桩，其余均为摩擦桩。该段嵌岩桩岩溶裂隙较发育，岩溶裂隙发育于岩层中上部，层面埋深2.3m-70.6m，覆盖型岩溶是桥址区主要的不良工程地质问题，揭露溶洞比率较高，溶洞一般发育在基岩面附近0.5m-10m，呈单个或者串珠状发育。溶洞一般呈全充填、半充填状，局部为空洞，钻进时会出现掉钻，根据施工图设计文件、地质条件、设计桩长、环境等因素，综合考率岩溶地区桥梁钻孔灌注桩施工工法。5 一、溶洞类型的判定溶洞类型表序号类别溶洞特征充填物情况1小型溶洞单层洞高小于3m，全填充，漏水或半漏水小型溶槽、溶沟、小裂隙等粉砂、硬塑或软塑状粘土2大型溶洞洞高在3～9m的半填充溶洞或全填充溶洞，二层以下串珠状溶洞粉砂、硬塑或软塑状粘土3特大型溶洞多层串珠状已充填或充填物差的溶洞；9m以上全充填溶洞粉砂、硬塑或软塑状粘土二、施工工法采用旋挖钻进行施工，较多采取混凝土填筑溶洞及填筑粘土等措施；对于覆盖层较浅的岩溶区，设计为柱桩，采用冲击钻进行施工，采取抛填片石、粘土、钢护筒跟进等方法处理的措施。抛填片石、回填粘土对于3m以内的小型溶洞主要采取填充法进行处理：当溶洞小于钻头直径时，按常规方法钻进；比钻头直径大的溶洞，容易发生钻头被夹、被卡或歪斜现象，采取回填措施，即：当穿过洞顶板后提出钻头，冲击钻向孔内投入粘土、片石，片石直径20cm左右；片石、粘土采取分层抛填入孔，抛填比例按1：1施工，先抛入片石，再抛入粘土，依次循环进行，直至填充物高出溶洞顶以上1～2m5 后，再放入钻头，小冲程高频率冲击穿过空洞，不盲目追求进尺，将粘土和片石挤入孔壁，实现人工造壁。冲击过程中要注意孔内水位变化情况，如果孔内泥浆下降较快，应及时向孔内补充泥浆，测量并控制冲孔深度至溶洞顶距离小于50cm时，提出冲锤，向孔内继续抛填片石、粘土，然后再进行冲孔，如此往复直至穿过溶洞后逐渐加大冲程至正常冲孔速度。冲击钻钻至距离溶洞顶部1米左右时，准备足够的小片石（粒径为10～20cm）和粘土，对于半充填和无充填物的溶洞要组织足够的水源。快钻至溶洞时，装载机要在孔口旁就位，一旦漏浆，立即回填。对于空溶洞或半充填的溶洞，在击穿洞顶之前，应有专人密切注意护筒内泥浆面的变化，一旦泥浆面下降，应迅速补水，然后根据溶洞的大小按1：2的比例回填粘土块和片石，进行冲砸堵漏，只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。有空洞的桩，一定要控制冲程，以免钻头突然进入空洞，造成钢丝绳断裂或钻机前倾。对于溶洞内填充物为软弱粘性土或淤泥，进入溶洞后也应向孔内投入粘土块、片石混合物（比例1：1），冲砸固壁，防止孔壁坍塌。灌注水泥混合物5 钻孔穿越溶洞，漏浆太快散填难以达到封堵目的时，应采用集中抛填，将粘土、片石和袋装水泥或混凝土集中填入，要求短时、集中。对于溶洞的高度在2～5m，且洞内为无填充物的溶洞，冲孔至溶洞顶板岩层时，泥浆突然下降，补给泥浆不能回升，则采取先填充砂混合物和袋装水泥，使溶洞空洞形成一个自然圆锥体。然后用小冲程冲击将混合物挤压到溶洞边形成一定厚度和强度的水泥浆碎石护壁，混合物将空隙初步堵塞后，停止冲击。24h后，待混合物的强度达到2.5MPa后再继续冲击，穿过溶洞。钢护筒跟进护筒跟进桩基施工采取振动锤结合搓管机下沉钢护筒到基岩，钢护筒下到岩面以后，即开始钻孔，钢护筒直径至少应大于桩基直径20cm，钢护筒钢板厚度不小于1cm。钻孔注浆加固5 岩溶注浆加固的目的是填充溶洞及岩溶裂隙，处理加固承台范围内桩身位置及桩底破碎地质，预防地面塌陷，加快成孔速度，保证桩基质量。由于岩溶地区的地下水位随时间的变化会发生变化，注浆使承台周边形成隔水滞幕，阻隔上层滞水与岩溶水的联系，保持地下水位的稳定，阻断裂隙水对承台范围桩基岩层的侵蚀，阻止岩溶进一步发育，消除对桩基造成的危害。提高了桩基岩层的完整性，提前注浆处理可以消除桩底及桩底周边溶洞不可预见的危害性，起到加固地基的作用，减小沉降，提高地基承载力满足线路安全运行的要求。参考文献：《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10752-2010）《高速铁路桥涵工程施工技术指南》铁建设（2010）241号《铁路桥梁钻孔桩施工技术指南》TZ322-2010《铁路桥涵工程施工安全技术规程》TB10303-20095'