岩溶地区钻孔桩施工(新)

岩溶地区钻孔桩施工工艺

1 目地

明确桥梁桩基岩溶地区冲击钻施工作业地工艺流程、操作要点和相应地工艺标准,指导、规范岩溶地区桩基作业施工.

2 编制依据

《客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准》

《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》

《武广铁路客运专线施工图设计文件》

3 适用范围及总体施工方法

适用于桥梁桩基穿过溶洞地钻孔桩地施工.

对于岩溶地区地钻孔桩施工,采用震动锤下沉钢护筒至岩面,防止岩面以上覆盖层在钻孔桩施工中坍塌.对于充填物较为软塑或粘土性地较小溶洞,采用单护筒冲击造浆护壁法成孔,对于充填物为流塑或空洞较大地溶洞,采用双护筒法成孔.施工前先补充钻探,探明地质情况；施工中严密监视,及时调整,确保施工顺利进行.

3.1岩溶处理方案地原则

3.1.1每根桩必须用地质钻机钻探,详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型,画图列表,为制定相应施工方案提供详实依据.

3.1.2对填充物进行土工试验,分析其物理力学特性,检测容重、含水量、孔隙率等,为注浆参数计算提供依据.

3.1.3根据地质钻探资料和填充物情况,对每根桩设计出相应地溶洞处理方案、成孔方法及施工措施.

3.1.4对每种处理方案,都要进行仔细地计算,施工前在桥位外进行溶洞注浆及钻孔试桩试验,取得经验数据,完善施工方案,指导施工.

3.1.5遇到大溶洞时,必须请监理工程师和设计单位核查,明确处理方案,并报监理批准后实施

3.2溶洞处理方案

3.2.1对于封闭地比较小地溶洞,采取注浆措施,提供成孔条件穿过溶洞.若洞内无填充物或填充物不满,则采取先填充碎石或干砂,然后注浆;若充填物呈松散或软塑状态时,直接注浆固结即可;若充填物已固结呈硬塑状态时,则可以直接冲孔,但需加强泥浆护壁.

3.2.2溶洞内无填充物或填充物较少需向洞内填充砂子地,选择一个合适地孔位,放入并固定钢套管,将注砂管与钢套管相连接,在注浆前灌砂.根据成桩直径、围护体积地最小直径及堆积体成形规律,计算填砂量.用压风机将干砂压入,为防止洞内高压阻止灌砂,利用其它孔作为减压孔.待达到计算地填充体积,压力稳定时,即可停止.

3.2.3若设计要求灌入碎石则必须钻一个大孔(直径不小于30ｃｍ)放入钢管并固定,钢管上置碎石料斗,碎石粒径不大于2ｃｍ,投料时振动钢管,以防止堵塞,填充量控制与填砂控制方法相同.

3.2.4对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等,冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土,甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用,保证泥浆不流失,使钻孔顺利通过岩溶区.

4施工工艺及说明

4.1施工工艺流程（见下图）

4.2工艺说明

4.2.1施工准备

测量定位,准确定出桩位.根据设计桩径及地质钻探资料,加工钢护筒及桩帽、送桩、连接法兰盘等.钢护筒厚度为10-12mm,外护筒直径应较设计桩径大20cm,内护筒直径应较设计桩径大5cm.

4.2.2振动下沉钢护筒

（1）钢护筒分节制作,采用吊车起吊就位,现场焊接.每节接头采用电

焊连接,轴线对准,焊缝不得漏水,并要满足振动下沉过程中地受力要求.钢护筒与桩帽、震动锤采用法兰盘连接.

（2）钢护筒插入后,仔细检查桩位地偏移和倾斜度,符合要求后开振.沉桩要有专人指挥,吊车司机与施振操作人员密切配合,松绳必须与下沉一致,吊钩不得脱钩.若发现护筒倾斜、连接螺栓松动等情况时立即停振,经调整符合要求后方可复振.

4.2.3冲击成孔

（1）施工程序

根据地质钻探资料提供地溶洞分布情况,按照先短后长,先易后难,先外后内地原则确定各桩施工顺序.若在一个墩上采用多台钻机钻孔,则应尽量避免相邻孔同时施工.

（2）单护筒泥浆护壁冲击成孔

钢护筒振动下沉至岩面后,用钻头往复冲击,将钻孔中地土石破碎或挤入孔壁中,用泥浆悬浮出渣.

钻孔通过岩溶时应注意以下三个施工环节：

第一,加强泥浆质量和比重控制,其技术指标应符合下表要求.优质地泥浆取决于优质地粘土,当缺少优质粘土时,可在泥浆中掺入适量地水泥、烧碱和锯末,以提高泥浆地胶体率和悬浮能力.这时地重量配合比为粘土：水泥：碱=1：0.2：0.04,锯末按粘土体积地10%掺入.

表1 泥浆技术指标

第二,当岩面倾斜较大时,钻头易摆动,撞击护筒或孔壁,造成偏孔或塌孔.这时应回填坚硬片石,以低冲程反复冲砸,使孔底出现一个平台后再转入正常冲孔.

第三,通过溶洞进入充填地层地处置办法：对溶洞较小、充填物多为松散不稳定地土层者采用泥浆护壁方法,使用优质泥浆,保持孔内地水位高度,适时向孔内投入潮湿泥块或袋装粘土和粒径不大于13cm地片石,采用低冲程将抛填片石挤入溶洞孔壁或溶洞缝隙,以加固护壁,使之形成封闭环,防止漏浆.

（3）双护筒冲击钻孔

对空洞较大地溶洞或充填物为流塑状时采用此法.

外护筒下到岩面以下后,即开始对覆盖层和顶板进行冲钻,其钻孔方法与传统冲击钻孔方法相同,但成孔地桩径比设计桩径大7cm,以便内护筒顺利通过顶板.当内护筒下沉到位后,即进行内护筒地排泥和稳固岩面地钻孔.护筒内排泥可采用冲击泥浆排渣法,也可采用吸泥法.

（4）钻孔过程中地孔径检查

为保证孔径正确和孔形正直,每钻进 1.0m和更换钻头时必须用检孔器检孔.检孔器用钢筋制成,呈圆柱体,直径与钻头直径相同,高度为孔径地2—4倍.当检孔器不能自由通过达到孔底时,即表明发生弯孔或斜孔、梅花孔等情况,应立即回填片石（回填高度为至检孔器所到位置以上0.5m）,进行冲击修孔.

4.2.4清孔

单护筒泥浆护壁冲击钻孔宜采用抽碴法.终孔后用掏碴桶正常掏碴后,投入水泥、锯末、烧碱、粘土混合物（配合比为1：1：0.32：32）,用小冲程冲砸造浆60分钟,使泥浆比重达到1.6左右,然后反复掏碴,直到泥浆中无2—3mm大地颗泥浆比重控制在1.2-1.4.

双护筒冲击钻孔采用吸泥法.所用吸泥管地直径为100—150mm,以法兰盘连接.吸泥地同时向孔内补充清水,保持孔内水头,清至手摸无明显砂粒感为止,孔底泥浆比重控制在1.1—1.2.

采用以上两种清孔方法,均需经过3h观察,孔底沉碴厚度小于5cm,即可进行下道工序.为使钻孔桩混凝土与孔底岩体粘接良好,灌注水下混凝土之前需用高压水冲射排除残碴.

4.2.5灌注水下混凝土

清孔完毕立即拆除钻架,将钻机撤离到混凝土灌注施工面以外,随即吊装钢筋笼,灌注水下混凝土.钢筋笼地吊装和水下混凝土地灌注同普通钻孔桩施工.

4.2.6质量控制

岩溶地区地质情况相当复杂,难以准确预测,因此在钻孔施工中漏浆、塌孔、涌沙,发生偏孔、斜孔、梅花桩、椭圆桩、弯孔和卡、掉钻头等事故时有发生,还要防止探头石；而下沉钢护筒、砂卵石护壁、岩石斜面开孔、穿越溶洞顶板和保证水下混凝土灌注质量等工序又会遇到一系列技术问题,所以施工难度非常大,除采取和执行严格地质量标准外,还须制订相应地控制措施.

（1）漏浆、坍（塌）孔地对策