提高桩基在复杂地质条件下施工的成功率

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摘要：岩溶桩基是我们在施工和勘察中难处理的工作问题。尤其是近年来，我国在高速公路和铁路方面加大建设发展，面临的岩溶问题也越来越复杂。在岩溶地区这种复杂的地质条件下，冲击钻孔技术是非常有效的成孔方法，通过准确的掌握冲击钻孔的成孔工艺及相关措施可以很好的提高施工的成功率。

关键字：岩溶地质；冲击钻孔；溶洞处理； 灌注

Abstract: The karst pile is difficult work problem in the construction and investigation. In the karst area of this complex geologic conditions, percussive drilling technology is a very effective method of hole, through hole technology and related measures accurately grasp the percussion drilling can be very good to improve the rate of successful construction.Key words: karst; impact drilling; cave; perfusion

中图分类号：U445.4

1引言

近年来，随着我国经济的快速发展，我国的工程规模和基建地区在不断扩大，尤其是在高速公路和铁路建设方面。而钻孔灌注桩工程以其适应性强、成功率高、施工简便、承载力大、稳定性好、沉降量小等一系列优点广泛的应用在公路和铁路建设工程中。在工程的建设实施中，面临的地质情况越来越复杂。尤其是在岩溶地区。由于溶洞的存在对桩基的承载能力产生重大的影响，所以对于岩溶的处理就显得至关重要。若处理不当，就会在灌注中出现质量问题，会出现塌孔等非常严重问题，严重影响施工建设的成功率。所以在施工工程前必须先了解到可能出现溶洞的各种问题，根据相应的情况制定相应的措施，保障工程建设的顺利实施。

2 溶洞部位的冲击钻成孔的施工技术

对于虽然有溶洞但桩基地层中没有较厚砂砾层且溶洞水位较低时采用挖孔桩的方法比较适合，而对于地层某些区域中有较厚的砂砾层以及风化严重的砾石和碎石时，就应该采用冲击钻成孔的灌注桩基础的施工技术。在冲击钻成孔钻进工程中，为保障成孔的质量，保证孔壁的稳定，工作人员必须熟知此地区的溶洞中填充物的成分特性、溶洞的不规则形状以及土层分布等地质特点，按照以下的施工技术指标，保证冲击钻成孔的质量。

2.1外护筒的制定和沉放

通过勘查地质的资料确定溶洞的层数，根据确定的层数选择需要制作的外护筒的直径。制作完成后，在下沉过程中，先用桩锤进行扩孔，采用振动技术进行刚护筒的下沉。振动下沉技术可使用振动打击拨锤的方法，但是振动动力应维持在1600kN之上。在外护筒下沉的过程中，需要工作人员用两台经纬仪或全站仪在两个垂直的平面内时刻记录倾斜度，当出现垂直度差错时以便迅速做出调整。外护筒一般需要下沉到硬土层或岩面后进行定位，倾斜度保持在1%以下。

2.2 内护筒的沉设方法

当钻机垂直冲击溶洞的顶部时，通过反复慢放轻提冲锤，在确定冲锤受到阻力明显减小时，就可以基本确定溶洞的顶部已经钻成孔并且比较圆滑垂直，此时我们就可以沉放内护筒了。使用钢丝绳将内护筒绑住并利用冲击钻机的自吊装置，将内护筒放入外护筒里并下沉至孔底。但是由于溶洞的孔底有钻孔时的沉淀物，所以内护筒不能自动靠着自身的重力下沉到溶洞的底部。这是我们可以利用回转钻机将内护筒重新就位。利用回转钻机的钻进压力以及钻头的重量迫使内护筒随钻头一起下沉，直至溶洞的底部。

2.3 内护筒与溶洞底部空隙的处理

当溶洞底部岩面参差不齐且高度相差比较大时，内护筒和溶洞底部很有可能会发生接触不严密的情况。此状况的出现有可能造成所用泥浆的流失、内护筒发生倾斜、回转钻机的钻头掉落等严重事故。就此情况，我们可以使用分层抛投一些片石和粘土的混合物（混合物比例为1:1）,用回转钻机的钻头反复捶打打密的方法。钻头打密时主要做两方面的工作，一是削掉高出岩石层，一是挤动多出的岩石形成新的石壁。进而得到全新断面岩层。随后护筒随之下沉。

2.4 钻孔的具体工艺工程中应注意的问题

1）在冲孔前应该准备充足的片石、粘土以及泥浆，防止溶洞中没有填充物或半填充物。

2) 在冲进工程中，冲击操作要稳定，冲程速度不宜过大，防止卡钻的发生，尽量避免与孔壁发生冲撞，导致塌孔，影响孔壁和钻机操作平台的稳定。

3）如果溶洞中的粘土比较松软脆弱，在冲击钻头进入溶洞后，应该向孔内投入事先准备好的片石和粘土混合物（比例是1:1），用钻头砸击稳定孔壁。

在遇到孔内不同部位的新溶洞时，要保护好经过回填粘土和片石等，已形成了稳定孔壁的溶洞部位，同时在处理溶洞过程中，一定要控制钻孔深度，在没有处理好当前溶洞时，最好不要盲目追求钻孔的深度，以免形成恶性循环。

2.5 对于特大型溶洞的处理

对于特大型的溶洞，由于洞口比较大，孔壁容易塌陷，所以在钻孔过程中，除了按一般钻孔工艺外，还应该采用套管隔离上部松软土层的方法进行处理。

2.6 裂缝漏浆的处理

由于溶洞的地质复杂，在施工的工程中遇到裂缝和断层是很正常的事情。这种情况下，在钻孔的过程中就很容易出现漏浆和孔壁坍塌的事故。为防止以上现象必须采取相应的措施。第一，在入岩钻孔前必须准备充足的水源、粘土和石片，并将粘土做成泥球状。第二，在钻头冲砸过程中密切注意孔内泥浆面的变化情况。当出现泥浆面迅速下降时，说明有了漏浆现象，此时应该赶快补水，保证孔内的水压力平衡，并将粘土投进孔内，将裂缝补上。把按照一定比例的粘土和石片的混合物投入孔下，并保持孔内泥浆面在溶洞部位以上2米重新冲砸。这样就可以保证钻孔的质量，如果再次漏浆，可采取类似方法反复回填和冲击，以形成稳定的孔壁。

3灌注桩在施工中的相关技术

3.1 掏渣和清孔

在钻进施工中产生的大量岩石残渣会悬浮在泥浆的下部。此时就需要利用掏渣筒进行掏渣处理。一般每钻进0.5到0.8米就需要掏渣一次。掏渣过后，即使向泥浆中补充一定比例的清水，保持泥浆中水的平衡和相对密度。在钻孔完毕后，连夜利用掏渣筒掏渣做最后的清孔。

3.2钢筋笼的制作及其就位

钢筋笼的制作方法一般采用的是加劲筋成型法，根据孔深通常分成两节制作。在运输和起吊的过程中，为了防止钢筋笼产生变形，都会在钢筋笼中设置内撑。在起吊过程中，采取的是两点起吊方式，将钢筋笼的入口准确对准孔位后慢慢垂直放进去，要尽力避免挂壁现象的产生，会破坏到泥浆的护壁。在将焊接两节钢筋笼到一起的时候，要准备好充足的机械设备和人力资源，这样可以有效的缩短时间，提高工作效率，在确保钢筋笼入孔后，用吊环把钢筋笼牢固的定位在孔口钢轨上，防止钢筋笼的偏位和上浮。

3.3水下混凝土的灌注

直升导管法灌注是水下混凝土比较常用的工作方式，在进行灌注前要检查孔底沉渣，如果沉渣量达不到要求、不符合设计或相关技术规范的标准，就必须进行第二次清理。清孔的方法是采用在导管的顶部安装上一个弯头和皮笼，用泵把泥浆通过压力压进导管里，再从孔的底部，顺着导管外部和沉渣进行替换。在清孔完成之后，要马上浇注水下混凝土。

灌注水下混凝土有一些重要的施工要点要注意：各个相关的工序要紧密的进行衔接，努力减少清孔后到成孔之间的时间，尤其要注意清孔之后，泥浆的比例减少，由于长时间处在水压力的作用下，会导致泥浆护壁的破坏，而这种现象是很有必要避免的。还有引起注意的是在灌注溶洞部分的混凝土的时候，很容易出现扩孔现象，因此要及时测量每时刻的孔内混凝土面处于的高度，避免盲目对导管进行提升，禁止随意拔出导管，禁止将导管底口拔出混凝土面，避免露水现象的产生。

岩溶地区的混凝土灌注，还要随时注意灌注过程中混凝土面的上升情况，做好现场记录以便为拆除导管和施工提供可靠的依据。

4小结

随着社会发展的需求，在基础施工过程中，钻孔灌注桩技术已经得到大范围的应用。在岩溶地区进行桩基施工过程中，还存在着诸多的技术上的难题，为了确保施工过程的顺利进行，最重要的是明确难题的关键问题，并且针对这个问题提出行之有效的相关措施。因为灌注桩是隐藏工程的范畴，过程中相关环节比较多，在施工过程中，极其容易出现质量上的问题，有效合理的采取相应措施进行预防，在施工前进行有效的事前预防，事故是可以人为避免的，把有关事项都做好预案，根据地质的具体情况，必须组织相关人员进行探讨，采取既能保证质量又能节省成本的施工方法。这样，钻机成孔的施工技术的优点才能充分的发挥出来，并且安全的进行施工，使预期的目的可以高标准的达到。

参考文献

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[2]毕可文．浅谈复杂地质地段人工挖孔桩施工的要点．《城市建设理论研究（电子版）》 ．2012年9期

[3]徐其新．大型地下室复杂地质基坑斜支撑支护体系施工．《江西建材》．2011年2期