复杂地质钻孔桩施工技术关键性研究

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1、复杂地质钻孔桩施工技术关键性研究：厦深线跨沿海高速特大桥主墩桥位地质情况特殊，破碎与完整岩体相间分布且岩体倾斜度大，施工过程中针对该复杂地质情况展开技术攻关，通过应用研究，形成了一套行之有效的施工技术，该技术能够解决类似复杂地质条件下所存在的钻孔施工难题。　　关键词：桩基；破碎带；倾斜陡立岩体；塌孔；偏孔　　Abstract:themansiondeeplinelargebridgeacrossthecoastalhigh-speedmainpiersthespecialgeologicalcondition,brokenandpleteassdis

2、tributionandbig,andconstructionprocessaccordingtotheplicatedgeologicalconditionsontechnologyresearch,throughtheapplicationresearch,andformedasetofeffectiveconstructiontechnology,thistechnologycansolvesimilarunderplexgeologicalconditionsoftheexistingboreholeconstructionproblems.

3、　　Key，其中主跨为（508550）m连续梁，主墩基础为钢筋混凝土基桩与承台的组合结构，基桩设计直径为2m,长度为60m,钻孔长度约65m。桩基施工过程中遇到了破碎与完整岩体相间分布，岩体倾斜陡立的复杂地质情况。这种地质情况在国内外桥梁基础以往的施工中也比较少见，以往即使有岩体倾斜情况，倾斜程度也并不高。岩体中存在破碎带、岩体陡立的地质条件对主墩大直径、大长度基桩钻孔极为不利。在桥梁基础前期试桩及最初几根基桩的钻孔施工中，经常发生在岩层中的塌孔情况，钻孔施工容易产生偏孔现象。在破碎带、倾斜陡立岩体中大直径、大长度钻孔的塌孔、偏孔问题属于桥梁施工专业

4、性难题。　　基础位所在地层覆盖层厚度为22.4～25.8m，以粘性土为主。基岩主要为中硬变余粉砂质泥岩，岩石饱和单轴抗压强度为40～50MPa。岩体内发育有大量倾斜陡立的层间剪切、软岩等破碎带，形成了破碎与完整岩体相间分布、岩体倾斜陡立的复杂地质构造。桩位地质构造见图1。　　　　　　　　图1桩位地基地质构造图　　2、塌孔偏孔成因分析　　钻孔桩施工中塌孔必然首先发生在基岩破碎带位置，此后才有可能引起岩体脱空垮塌。破碎带是由岩体破碎后的散状碎石体构成。其稳定性差，在成孔过程中受土的侧压力作用易塌落。尤其是破碎带处于陡立斜坡上，其沿斜坡滑落的倾向性更大，更

5、容易使孔壁发生塌孔。　　由于破碎带与完整岩体带相间分布，岩体倾斜陡立，钻机钻头从破碎带进入完整岩体带的过程中，开始阶段钻头与完整岩体层中只有小面积的局部接触，而钻头其他部分仍在破碎带中。由于破碎带抵抗能力小，岩体抵抗能力大，则在钻孔给进过程中，由于受力的不均衡，钻头的与其竖轴线垂直的横截面由水平状变为倾斜状，倾斜趋势与岩体斜坡一致。在这种情况下，由于岩体较硬，当钻头还未嵌入岩体较深，不能阻止钻头沿斜坡下滑时，则钻头就顺斜坡下滑，从而造成钻孔发生偏斜情况。因此，钻孔施工容易产生偏孔现象。　　3、关键的施工方法　　针对钻孔施工出现的塌孔和偏孔问题，经过探

6、索、研究，施工中提出了相应的解决方法，形成了一套冲击钻机与旋转钻机联合成孔的特殊施工方法，成功解决了塌孔和偏孔问题。　　3.1冲击钻机与旋转钻机联合钻孔　　对于复杂地质下大长度、大直径基桩，应该采用大功率旋转钻机完成最终成孔；但利用冲击钻机配合其钻孔对防塌孔和防偏孔很重要，并可提高成孔效率。冲击钻机在浅层土体钻孔施工中成孔效率高，且不易产生偏孔及糊钻情况，而且冲击钻机冲孔对孔壁有挤紧作用，有利于防止塌孔；但是冲击钻机在深层土体中成孔效率很低。冲击钻机不易产生偏孔的原因是，冲击钻机破岩每次是在瞬间完成的，其总是先冲击岩层最高部分，冲击钻机在倾斜陡立岩体

7、上每次冲击，在完成每一瞬间冲击后，其冲击能量已基本被消减，钻头即使下倾、下滑，也不会对岩体形成二次冲击，从而也就不会形成斜面孔壁，即冲击钻孔不容易产生偏孔现象；旋转钻机一般在浅层土体中成孔效率较低，特别是在粘性土层中容易产生糊钻情况，但由于大功率旋转钻机具有抗扭能力强、钻进能力强的特点，则大直径、大深度成孔是其优势。　　鉴于二者各自具有的优势和不足，采用联合钻孔方式，就能扬长避短，充分发挥各自优势，达到避免塌孔、偏孔，提高效率，顺利完成钻孔施工的目的。具体原则是在地基浅层部分，利用冲击钻机进行钻孔施工，而在地基深层部分，则由旋转钻机完成钻孔施工。当在

8、钻孔过程中发现有塌孔和偏孔趋势、倾向时，利用冲击钻机“回填冲挤钻孔”技术进行处理，防止事故产生，“回填冲挤钻