复杂地质条件下钻孔桩施工技术

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1、复杂地质条件下钻孔桩施工技术李秀民【摘要】本文通过新建宜万铁路赵家岭大桥钻孔桩施工，对施工中极易出现的岩溶、卡钻、塌孔等问题进行了研究，对复杂地质条件下钻孔桩开挖技术进行了阐述，为同类工程的施工提供了一些经验和借鉴。【关键词】钻孔桩开挖复杂地质条件岩溶处理卡钻一、工程概况和特点赵家岭大桥属于新建宜万铁路土建工程，位于宜昌市点军区土城乡。赵家岭大桥设计为双线桥，桥面宽10.7m，全长231.92m，采用60m+100m+60m三跨单箱直壁T型梁，悬臂灌注法施工。桥墩高54m，桥梁基础为钻孔桩，设计直径φ2000mm，桩

2、长54m。根据设计勘察资料，桥址区岩溶发育，地表多处有溶隙和溶洞出露。桩基处地表覆盖Q4dl+el坡积碎石土，褐黄色，稍湿、稍密，厚2-17m；下伏2qn泥灰岩、白云质灰岩互层或夹层。泥灰岩多呈薄层状，强风化至全风化，岩芯破碎，多呈碎块夹土状。白云质灰岩为中厚层状至薄层状，强至弱风化，局部有溶蚀小孔洞，岩层产状150°∠20°，局部产状变化，有褶皱现象；节理较发育，主要有两组，走向分别为170°和90°，张开节理，无填充，延伸长约3m。该桩基工程的特点在于地质条件复杂，一方面岩溶发育，存在塌孔偏孔等风险。另一方面存在

3、强风化的泥质灰岩、页岩等粘土岩层，易发生缩径、卡钻等问题，二、钻孔桩施工方法根据现场设备、交通、地质条件和工期、经济等因素综合考虑，赵家岭大桥基础钻孔桩选择采用CK2500型十字钻头冲击钻机钻进，泥浆护壁。由于赵家岭大桥两个桥墩每墩12根桩，为保证施工进度，共投入12台钻机，每个桥墩6台，采取跳孔开挖。钻孔桩施工按照施工准备、测量放样、安设钢护筒、钻机就位、冲击钻孔、清孔、验孔、安放钢筋笼、灌注水下砼、桩基检查与验收等步骤进行，其工艺流程如图1所示。三、复杂地质条件钻孔桩施工措施由于赵家岭大桥复杂的地质条件，我们在钻

4、孔桩施工过程中，出现了卡钻、塌孔、漏浆、偏孔等现象。为保证施工质量和施工顺利进行，对此我们通过进行统筹规划：一方面，在施工前积极针对施工过程中可能出现的各种问题及其对钻孔桩施工的影响进行研究，预防这些问题的出现，减小或避免其对钻孔桩质量的影响；另一方面，成立技术攻关小组，及时对施工中出现的问题进行攻关。最终，我们通过采取超前补钻、风险分析等各种措施，优质顺利的完成了赵家岭大桥钻孔桩的施工。1、超前补钻在钻孔桩施工前，详细了解其地质情况是必不可少的，这样有助于规避风险，保障施工安全顺利的进行。鉴于勘探钻孔太少，针对赵家

5、岭大桥复杂的地质条件，我们组织队伍对部分桩位进行了补钻，通过补钻深入细致的了解桩位处地层情况，有利于我们采取针对性措施，控制钻进速度和方式，确保施工效率和质量。如下图所示为部分桩基补钻前后地质柱状图。施工准备测量放样安设钢护筒钻机就位冲击钻孔清孔验孔安放钢筋笼灌注水下砼桩基检查与验收钢筋笼制作图1钻孔桩施工工艺流程根据超前补钻取得的地质资料，可以针对不同的岩层采取不同的钻速，以提高进度，同时对可能出现的问题提前作好准备，如白云质灰岩地段的溶洞、泥质灰岩地段的缩径、塌孔等。2、风险分析及预防钻孔桩施工前对施工中可能发生

6、的风险进行分析，并采取针对性措施是保证施工质量和顺利进行的有效手段。根据质量要求、地质条件和施工经验，钻孔桩施工过程中可能出现的问题主要包括以下几个方面：2.1偏斜孔预防根据经验和分析，导致出现偏孔的原因主要是钻机安装时基础不牢、固定不好或钻孔桩地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜。针对前者，首先，我们施工前对安设钻机处地基进行了夯实以防止施工中钻机整体偏斜，同时钻机就位后采用增大基座、锚固和配重的方法防范因钻进震动引起的移位和偏斜。在施工中定期对钻机测偏，发现偏孔后及时校正。对于地质构造不均匀

7、可能引起的偏孔，我们根据钻孔资料，先确定白云石质灰岩与泥灰岩、泥灰岩与页岩等过渡处的深度，提前进行技术交底，当钻进至其上1米时，调整钻机冲程改用小冲程钻进，减小提升高度进行慢速钻孔，做到轻击慢打，并注意吊索摆动情况，避免偏孔。必要时准备适当的回填材料（回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物）做好回填纠偏准备。2.2护筒防脱护筒脱落下沉也是钻孔桩施工过程中常出现的问题，一般是因为背后回填质量不好、受地面流水的浸泡等因素所致。对此，施工时采用片石混凝土回填钢护筒外侧可以有效防范这一问题的出现，同时做好孔口周围

8、的排水系统也是重要的辅助手段。对于已出现的护筒脱落，应立即停止钻孔，将钻机移开，重新安装护筒再恢复钻孔施工。2.3卡钻预防卡钻时钻孔桩施工中经常出现的问题，一旦发生卡钻，不仅耽误进度，而且在处理过程中极易发生这样或那样的问题，因此，针对发生卡钻的原因提前做好相应的预防措施是很有必要的。根据研究，钻孔时孔壁掉块、缩径、钻头长时间沉底等原因都会引起