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1、岩溶地区钻孔桩成孔方法及常见问题处理措施摘要:岩溶地区钻孔桩施工中难免会遇见溶洞,溶洞内常伴有涌泥、涌沙的岩溶地下水,洞穴堆积物(粘土质松散堆积物)松软,具流动性,对护壁造孔较为困难。且在穿越洞穴顶板时易发生卡钻、埋钻现象。在这些地方施工桩基础时,对溶洞的技术处理措施将决定桩基础能否顺利施工。本文就汕昆高速公路贵州境板坝至江底段T10合同段钻孔桩施工方法及溶洞的处理措施作一简要介绍。 关键词:钻孔桩溶洞处理措施 1工程概况 汕昆高速公路板坝至江底T10合同段公路工程位于贵州黔西南安龙县,该段地质情况为:第四系残坡积层零星分布溶沟(槽)内,出露
2、地层为三叠系中统关岭组,岩性为弱风化白云质灰岩,岩溶较为发育。该合同段内的红岩脚大桥、者达大桥、化力高架桥等三座桥为钻孔桩施工,桩径为1.5m和1.8m两种,三座桥均跨域水沟及稻田。岩溶处理是本工程施工的重点和难点之一,也是影响本工程施工工期的关键。施工过程中,将根据溶洞深度、层次和填充物的类型采取不同的溶洞处理方法进行针对性处理,保证桩基础施工的质量和安全。 2桩基成孔方法 该桥地区属典型岩溶地质,不宜采用钻孔,而宜采用冲孔。这是因为钻机钻头在坚硬岩石中钻进缓慢且容易卡钻,在溶洞、土洞中易埋钻,不能挤土造壁,易堵塞桩底段的溶洞和溶隙空间,不能
3、避免灌注水下砼的大量扩散,遇到斜孔无法继续施工。采用冲孔灌注桩能充分发挥其破岩能力强和挤土造壁的优点,但冲孔桩同样存在不足:桩锤冲穿溶洞顶板或土洞填充物被置换后产生漏浆引起孔壁塌方(俗称溶洞塌方),容易出现卡锤、掉锤、埋锤等现象;砼扩散量大,这是因为溶洞无填充或半填充时,水下砼将填补空洞,或者当填充物为淤泥质土时,淤泥被砼所置换,使得桩在溶洞段扩散系数大大超过1.2甚者达5~6。因此,在施工过程中要充分发挥冲孔成桩的优点,采取措施避免塌方、卡锤、埋锤等事件的发生。 3遇溶洞时的桩基成孔 3.1施工准备 首先要全面摸清地质情况,可进行地质物探和
4、逐桩超前钻工作,尽量做到一桩一地质孔,以摸清溶洞的情况。根据物探和逐桩超前钻资料,初步确定每根桩的施工工艺和溶洞处理方案。 其次要准备好处理溶洞的必要物资。如:钻孔前在场地内准备大量的片石、袋装粘土及适当数量的袋装水泥;设置2个大容量(100m3)泥浆池,并要求高于护筒顶,同时配备至少4台D220型泥浆泵,以保证在桩孔出现漏浆时可以马上进行补浆。 3.2穿越溶洞的施工 冲孔至离溶洞顶板1m左右时,加大泥浆比重,选用小冲程进尺,逐渐将顶板击穿,防止卡钻。同时在击穿顶板之前,安排专人密切观察孔内泥浆面的变化,发现漏浆时应马上提锤、补泥浆,抛填片石、袋
5、装粘土混合料,等泥浆面不再下降并稳定后,采用小冲程冲锤轻打挤压形成泥石孔壁成孔。若桩孔仍继续漏浆,则改抛片石、袋装粘土、袋装水泥混合料,采用小冲程冲锤轻打,漫慢将片石、袋装粘土、水泥挤压到溶洞中,堵塞溶洞通道,如此反复操作,直到不再漏浆为止,转入小冲程冲孔固壁成孔,顺利穿越溶洞。 冲锤击穿溶洞顶板后,不论是否漏浆,不论溶洞原来是否空溶洞或半填充或溶洞内填充物为软弱粘性土或淤泥,进入溶洞后均应向孔内投入片石、袋装粘土,填超过溶洞顶面2.5~3.0m,然后用小冲程冲锤方法冲击投下的混合物,不取渣,使其挤入裂隙、溶洞内,如此反复操作,多次堵塞溶洞通道固壁,
6、大大减少灌桩时混凝土扩散流失量,取代填灌低标号C15素混凝土传统处理方法,降低溶洞处理费用。 冲锤冲破溶洞时,冲锤可能会滑入溶洞中,提锤时易被溶洞顶板岩石卡住而造成埋锤。施工时严禁在溶洞范围内打松锤,应绷紧钢丝绳,采用小冲程进行低打紧击。一旦发现漏浆或异常情况,马上提锤到孔口,然后采取其它措施。穿越溶洞时,同时要密切注意钢丝绳的情况,以便判断是否斜孔,若出现斜孔必须及时进行修孔处理。 3.2超大溶洞的施工 根据地质报告,有些溶洞比较大,最高达5~6m,为保证工期和质量,采取下钢护筒的处理方案。冲击钻冲穿溶洞后,打入比孔口护筒稍小的钢护筒,用15t
7、导向锤将钢护筒振至溶洞底岩面,如果溶洞内无填充物,在护筒内回填砼堵漏,待砼达到一定强度后再用冲击钻冲孔,穿过溶洞后,按正常工艺施工。 3.3多层串通溶洞的施工 对处于多层溶洞的桩基,根据溶洞层数、大小和填充物的情况,采用片石、多层护筒嵌套施工相结合的方法进行处理。开钻前,根据工程钻孔柱状图,确定哪层溶洞需埋设钢护筒及个数,开孔时根据埋设钢护筒的数量确定孔径,一般内套护筒比外层护筒小15cm,最内层护筒内径不小于设计桩径+0.15m。处理溶洞前,外层护筒应穿过砂层,以防塌孔。 4常见问题的处理 4.1斜孔、弯孔 产生此类桩孔的原因主要有:下
8、伏基岩其石芽、溶沟、溶槽、溶蚀裂隙、溶洞等岩溶形态发育,或岩面坡度大。施工人员为加快施工进度,