广西岩溶地区钻孔桩施工技术
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【摘要】本文描述了洛湛路永芩段YQ1标处地质复杂的情况下，在钻孔施工过程中如何采用钻挖结合、钢护筒跟进、抛填土石等施工处理技术；在成孔、成桩质量方面采用“勤观察，加快灌注速度，加大导管埋深”等控制方法，均一次性通过了相关部门的检测。
【关键词】岩溶地区；钻孔桩；施工技术
【中图分类号】TU158 【文献标识码】【文章编号】1674-3954（2011）03-0125-01
一、工程概况
洛湛铁路永岑段YQ1标位于广西北部的富川县境内。本标段共有钻孔桩308根，桩径均为1.25m，桩长在8m~52m之间。钻孔桩所处的地质情况：覆盖层为软粘土，粘土，厚度在5m~16m之间，下层为溶洞发育的石灰岩岩层，属弱风化带。溶洞分为填充、半填充、空洞以及溶隙四种，高度绝大部分在0.5m~6m之间，设计要求钻孔桩穿过溶洞嵌入完整灰岩2.5m。
二、施工技术
1、软弱覆盖层的处理
粘土及软粘土的覆盖层，土体稳定性极差，覆盖层渗水量大。茶源二号大桥的8-2#桩、4-4#桩，因未作处理措施，或只作简单抛填片石和黄泥进行重新护壁处理。在分别冲进至13.2m、10.1m时，出现塌孔。
地质资料如下：
4-4#桩：桩长10m，孔深14.5m，桩径1.25m，覆盖层为软粘土，含水率达42%，厚度为9.5m，于孔深9.5m~11.5m处有两层溶洞，溶洞高度均为0.8m。桩基附近有民房。
8-2#桩：桩长16m，孔深20.1m，桩径1.25m，覆盖层为软粘土，含水率达40%，厚度为14.5m，于孔深15.1m~16.6m处有一层溶洞，溶洞高度均为1.5m。桩基附近无民房。
对两个孔回填普通土，对于8-2#桩，由于远离民房，抽取地下水时不会影响房屋的稳定，采用挖孔桩开挖，并浇筑C20砼护壁，护壁厚度为20cm，护壁内径1.35m，开挖至灰岩面后，改用钻机冲孔。在施工护壁时，考虑到挖孔安全及抛填片石时石块撞击破坏护壁等原因，在护壁加入适量的钢筋。
对于4-4#桩，由于抽取地下水时会影响房屋的稳定，所以采用跟进钢护筒施工。钢护筒采用内径1.4m，长1.5m，壁厚8mm 的钢护筒跟进至岩面。主要操作如下，加大钻头至1.32m，将钢护筒焊连成3.0m长的一节，开孔冲进，冲至3m左右停止冲进，钢护筒对位下放，在护筒顶架上两条30工钢，上面满铺枕木，利用钻锤冲击枕木，达到插打目的。插打到位后继续冲进，在冲进至6m左右时将第二节钢护筒与第一节钢护筒顶焊连，重复以上步骤，直至将钢护筒插打至岩面。冲进时，要注意地面、孔内水位等情况，一但出现异常，必须马上提起钻头，以防土侧压力挤扁护筒，从而卡钻。同时，孔边尽可能地避免重型车辆通过，理由同上。另外，钢护筒插打时要做好垂直度测量工作，以防出现斜孔。
通过对这两根桩的处理，总结出了在处理软弱覆盖层方面桩基施工方法，对后来钻孔桩的施工有着较好的指导性。
2、溶洞的处理
本标段钻孔桩所处的溶洞有以下两种：A、半填充、填充物的溶洞或空洞，较大（3~6m）,B、小溶洞，一般在0.4~1.0m之间，个别溶隙未在地质资料中揭示，给施工带来一定的难度。
（1）对于A类溶洞，当钻头冲破溶洞后并没有过快的过大的漏浆现象，泥浆面下降速度在0.1~0.5m/min，在泥浆面下降3~5m后不再下降。对于这种情况，当冲至离溶洞顶部附近时，采用小冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻。另外，一旦发现泥浆面下降，应迅速补水，然后根据溶洞的大小按1：1的比例回填粘土和片石，仍采用小冲程轻砸，让粘土和片石充分挤入溶洞内壁。一定要待粘土和片石充分挤入溶洞内形成稳定护壁后才能转入正常钻进。此方法较常用，所用材料易于采备，施工方法简单，在本工程中普遍收到较好的成效。
（2）对于B类溶洞，对于B类溶洞，较小，一般在0.4~1.0m之间。同样会导致漏浆现象，主要是通过抛入用纤维袋装好的粘土与稻草的混合物，根据地质资料，提前0.3m左右抛入6~12袋，再进行冲进，在冲至溶隙后，纤维袋、稻草、粘土的混合物能很好搅合在一起，进而堵塞溶洞。用纤维袋包装的水泥来代替纤维袋装粘土效果更佳，但费用相对较高。富川大桥14-2#桩（地质资料揭示为于孔深8.8m进行灰岩岩层，在孔深8.8m~14.7m间有三层溶洞存在，溶洞高度分别为0.4m、0.8m、1.0m，桩身嵌入完整灰岩3.6m）在冲进至孔深12.5m时出现漏浆现象，采用回填粘土及片石处理，反复三次均未达到预期目的，推断为抛填的粘土及片石未完堵塞此处溶洞，抛填物沿溶洞流失。因此采用以上方法处理，结果漏浆现象不再出现。此法适用于溶洞较小，且采用抛填黄土及片石未到达到堵漏目的的情况。
3、成孔质量控制
成孔过程中，要做到“勤观察”，利用经验及掌握的现场实际情况加以分析、控制。
（1）如何判断持力层是否为完整灰岩。方法是在最后3m孔深时，从以下五个方面进行判别：第一，通过钻孔岩屑的观察，通过的捞碴筛捞出的岩屑含量必须大于95%，含砂含泥量必须小于5%。第二、岩碴的岩性坚硬，岩碴表面“新鲜”，表面无“乳黄色的水垢状物质”（用指甲可刮掉）。因为本地段灰岩中均夹有白云岩，“乳黄色的水垢状物质”正是白云岩的全风化后的状态。第三，根据冲进记录判断。在无间断换浆的情况下冲进，每小时进尺在0.1m~0.2m间，则可认为此进尺速度符合完整灰岩的进尺速度。第四、观察井口钢丝绳的摆动情况,锤头触岩面时会出现轻微反弹。第五、听锤头冲击岩面的声音，如为完整灰岩，声间较沉闷浑厚。
（2）拔球前，必须用测锤多个方向检查孔底沉碴，在能明显感觉到测锤与孔底岩面的直接撞击后方可认为具备灌注水下混凝土条件。另外，保证停止二次清孔至拔球间的时间在15~20min之间，减小沉碴厚度。
4、成桩质量的控制
（1）由于地下暗河暗流的存在，易对桩身混凝土造成冲刷，使桩身边缘混凝土出现局部离析现象。现在就百水电站特大桥8-4#桩的施工来阐述我们的处理措施。8-4#桩的地质情况如下：覆盖层为软粘土，厚度为8.2m，9.2m~10.3m为一深溶洞，桩长为13m。采用钻挖结合法施工。在掘进至孔深9.3m时出现大量涌水现象，且在涌出的水流中发现活鱼、钻孔岩碴等，由此推断此处空溶洞与相邻的9#墩钻孔桩及6#墩旁的鱼塘相通，为地下暗河。于是停止掘进，改用钻孔方式，并采取了以下措施：一，钻进前共抛入12m3片石，12m3粘性良好的黄土，1吨纤维袋包装的水泥，分二次抛入孔中，利用钻锤反复多次冲砸，以利形成坚实密孔壁，之后提起钻锤，停工三天，使抛入的水泥很好地固结抛填物。二，由于涌水量大，采用第一点的方法可能未能完全封闭溶洞，因此在灌注水下砼时，控制在1小时内完成，减小暗河对桩身砼的冲刷时间。三，混凝土的塌落度尽量偏小，控制在18~19cm之间。通过以上方法的处理，8-4#桩经检测为I类桩。8-4#桩是采用钻挖结合法施工时发现有地下暗河的，对于直接冲进的钻孔桩，是否存在地下暗河较难发现，但可以通过以下几点进行推断：一，观察地形地势，对于三面环山，地表河流水量丰富的地方，则有存在地下暗河的可能性。二，参考附近挖孔桩、明挖基础等施工揭示的地下水情况。三，观察钻锤击穿溶洞前后的泥浆浓度情况。
（2）存在较大溶洞的桩基在灌注时，由于混凝土的侧压力的原因，钻孔过程中抛填片石及黄泥形成的护壁容易被挤破，造成混凝土流失，甚至出现断桩。
针对这一现象，采取以下施工措施：
A、加快灌注速度。
B、灌注过程中加大导管埋深，我们一般控制导管埋入深度不小于6米，在砼面高程超过较大溶洞后，更要勤于测量混凝土面高程，对灌注过程中出现的缓慢下降要有准确的判断。防止突然混凝土面下降导管悬空造成断桩。
C、对漏浆严重或多次漏浆的桩基，应在灌注时应加大混凝土灌注高度，一般考虑要超过设计高程2.5米，尽量避免在灌注完成拔出导管后混凝土面下降造成短桩。
三、结束语
在标段，没有采用注浆、钻孔钻爆破等高成本的方法而完成了全部的钻孔桩，节约了一定的成本。同时这此方法在基本上涵括了本标段岩溶地区的难点处理方法，具有很好的指导性，为加快进度起到了很大的作用。