对岩溶地区大直径钻孔桩施工技术

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1、岩溶地区大直径钻孔桩施工技术周义生1辜建秋2喻以钒3（1江西省公路管理局京福高速公路管理处南昌336000）（2.上饶市交通投资集团有限公司上饶334000）（3.江西省公路管理局物资储运总站南昌330013）摘要：主要根据昌金高速公路曾家高架桥桩基施工实践，介绍在桩基施工过程中采用挖孔、钢护筒跟进、充填粘土、片石等措施，顺利穿越岩溶地区溶洞层的施工技术。关键词：桥梁工程；岩溶地区；钻孔桩；施工技术0前言曾家高架桥位于江西省萍乡市青山镇境内，是昌金高速公路第一特大桥，上部结构为21m×40m预应力砼T型梁，桥长848m，桥梁基础除桥台为φ

2、1.5m桩外，其余均为φ2.5m大直径钻孔桩，桩长为11.5m-42m不等。地层结构特征：地层结构从上至下依次为粘土、角砾土、弱风化灰岩、溶洞及弱风化灰岩交错，地层结构复杂，岩溶极为发育，全桥基础设计根据地质情况分别采用了嵌岩桩基及摩擦桩基。本桥桩基计101根，60％处于岩溶地层，由于桥区地面为土层覆盖，为隐伏岩溶地区，地表无法观测天然露头，所以只有根据钻探情况及资料，取芯描述鉴定来确定，地下岩溶不可预见因素较多，岩溶形态极为复杂。根据地质钻探及施工过程表明，1、可溶岩表面形态有溶沟、溶槽、石芽、溶台、孤峰、洼地等构造；2、可溶岩内的溶蚀

3、裂隙、溶洞及各种溶蚀现象，其中以溶洞最为普遍，溶洞分布形势为竖向单个溶洞最小0.4m，最大14.4m，最多为7层串珠现象；沿桥纵向连通长度为200m，横向跨越全桥，连通性强，溶洞充填为全充填、半充填、未充填，充填物为灰岩、碎石及粘土。在复杂地层中进行桥梁桩基施工，须有严密的施工组织设计及切实可行的施工方案方可施工。2施工准备2.1地质超前钻探由于前期设计勘探只钻了59个孔，不能完全揭露地质情况，所以后期对每根桩进行了逐桩钻探，编制详细的地质钻探资料，绘制地质剖面图，了解溶洞深度、高度、填充物岩面等情况。2.2根据地质钻探资料设计制定出每根

4、桩的溶洞处理方案。3施工方案确定3.1施工机具根据桥位地质情况及桩基直径、深度，采用CZ-30十字型钻头钻机钻孔，要求钻头重量＞5。3.2钻孔顺序按照有利于及时封闭溶洞，隔断通道，上下游对称，先短后长，由下而上，隔孔钻孔的顺序施工。3.3溶洞处理方法溶洞处理采用挖孔封堵，钢护筒跟进，直接回填冲钻3种处理方法。3.4主要施工方案3.4.1人工挖孔3.4.1.1使用范围根据桥位桩基地质勘探资料，在桥两端高坡地段桩长20m内的桩基采用人工挖孔桩方案。3.4.1.2施工要点1、挖孔采用人工配合风镐进行，小型卷扬机（或轱辘车）提升；2、护壁采用砼护

5、壁，每1m一次，砼标号同桩身砼标号；3、溶洞采用编织袋装粘土或浆砌片石回填，洞口加设钢筋砼护壁；4、孔内积水采用污水泵抽排；5、孔内遇岩石，采用乳胶炸药，电雷管起爆破碎；6、灌桩采用串筒下放砼，振捣棒捣固进行。3.4.1.3安全注意事项1、孔口加盖井盖；2、孔周设立反坡排水沟及拦网；3、孔顶设顶棚。3.4.2钢护筒跟进3.4.2.1使用范围对于填充物为软塑状或粘性土溶洞，采用单护筒冲击造浆护壁法成孔；对于填充物为流塑状或较大的溶洞，采用双护筒法成孔。3.4.2.2施工工艺施工准备→下沉外钢护筒→冲击钻进→检孔→跟进内钢护筒→取碴→投入粘土

6、→冲击钻进→清孔→检孔→安放钢筋笼→灌注水下混凝土→超声波检桩。3.4.2.3施工要点1、采用护筒法施工，当钻头进入溶洞时，分层投入粘土和片石，每层厚1m，用小冲程（0.5~1.0m）反复冲击，将粘土和片石挤入溶洞，并可投入水泥烧碱和锯末，增大孔壁自稳能力。取样测试泥浆各项指标，泥浆的性能指标满足表1要求；2、采用双护筒法施工时，首先用振动锤下沉外径比设计桩径大20cm，壁厚10mm-12mm的外护筒至基岩面，以防止孔壁坍塌。其次，当钻穿岩溶顶板时暂停钻孔，将直径大于设计桩径5cm的内护筒沉入岩溶层，随钻孔跟进至稳定岩面，以防溶洞填充物涌

7、入孔内，防止灌注的混凝土流失，并为清渣和清孔创造条件。最后冲钻至设计高程成孔，钢管则留在岩溶内；3、单护筒泥浆护壁冲击钻孔一般采用抽碴法清孔。双护筒冲击钻孔采用吸泥法清孔，吸泥机管径为100～150mm。经过3h观察，孔底沉碴厚度不小于5cm时，即可停止清孔，灌注水下混凝土。表1泥浆性能指标序号测定项目性能指标1密度（t.m-3）1.2～1.4(孔底1.4～1.6)2粘度/s不小于203含砂率/％不小于44胶体率/％不小于955塑性指数大于86PH值7～93.4.3直接回填冲钻法3.4.3.1适用范围对于一些溶槽、溶沟、小裂隙、石灰岩蜂窝

8、状岩溶地层，采用直接回填粘土块、碎石、片石，利用钻头冲击将其挤入溶洞及裂隙中，完成护壁和成孔工作。3.4.3.2施工工艺施工准备→埋设护筒→钻机定位→冲击钻孔→经过溶洞时加片石、碎石、粘土、水