岩溶地区桩基施工处理方法

交通世界　ＴＲＡＮＳＰＯＷＯＲＬＤ　岩溶地区桩基施工处理方法　余向东　（中交二公局东盟营造工程有限公司，陕西西安７１０１１９）　摘要：岩溶地区钻孔桩施工时，桩基在成孔或灌注时出现溶洞，对于出现的不同溶洞情况，主要采用抛填片石及黏土、浇筑　水下混凝土等方法进行处理，不仅保证了施工质量，同时处理方案简便易行，更能降低施工成本。　关键词：岩溶；桩基；溶洞　中图分类号：Ｕ４４３．１５　文献标识码：Ｂ　统，埋设护筒及护桩、钻孔、二次清孔后下放钢筋笼，灌　注水下混凝土。　０引言　溶洞的形成一般是石灰岩地区地下水长期溶蚀后的　结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙，在有水和二氧化碳时　发生化学反应生成碳酸氢钙，后者可溶于水，于是有空洞　形成并逐步扩大。溶洞出现在桥梁桩基施工时，由于其具　４溶洞处理方案的确定　目前，国内对溶洞的处理方案一般为三种，即抛填片　石及黏土、注浆法、套内护简等。根据重新钻探的逐桩资　有隐蔽性、复杂性且无规律等特性，给施工带来了极大困　难。本文通过岩溶地区桥梁桩基的施工，从经济、技术、　质量上综合考虑，浅析桩基溶洞的处理方法及注意事项。　料和对地质情况的分析，在保证成桩质量的前提下，从经　济及施工技术角度考虑，注浆及埋设钢护简时间较长、成　本较高，决定采用抛填片石和黏土处理溶洞，并适当增补　泥浆，漏浆严重时，在倒人黏土的同时可加入水泥，形成　水泥土护壁层，有效防止漏浆。　１工程概况　该桥地形为河漫滩，一级阶地，上覆５～１２ｍ厚高液限　粉质黏土，地下水丰富，主要有松散岩类孔隙水、碎屑岩　类孔隙裂隙水、碳酸岩类裂隙溶洞水、基岩裂隙水；下伏　粉砂岩、灰岩，属岩溶发育地区。桩基混凝土标号为Ｃ２５，　嵌岩桩基础。桩基施工采用冲击钻，钻头为十字形和梅花　形，钻头重５ｔ～６ｔ。　５溶洞施工的准备　５．１施工前技术交底　在桩基施工前，召集钻机人员及现场施工管理人员召开　技术交底会议，下发操作性强的溶洞桩基施工作业指导书。　５．２溶洞处理材料的准备　２地质情况　该桥位于岩溶发育地区，地下地质情况较为复杂。施　工单位进场后由业主组织，施工单位配合，对９０％的桩基　进行了重新逐桩钻探。从后来的钻探资料及现场施工清孔　来看，地层由上而下基本为素填土、亚黏土、碎石土、全　风化砂岩、弱风化灰岩或砂岩。　准备充足的片石、黏土及部分袋装水泥，在溶洞桩基　施工前备在邻近的地方。　５．３单个溶洞处理机械的准备　５０型装载机１台，农用四轮货车１台。　６溶洞处理施工方案　虽然有较为详细的钻孔资料，但溶洞的具体位置还是　溶洞按充填状态分类，主要有空溶洞、半填充溶洞和　全填充溶洞。空溶洞一般溶蚀裂隙发育，溶蚀面清晰，有　微量漏水。钻孔施工中，钻机出现倾斜，同时锤头晃动剧　有一定的偏差。一般钻孔时出现溶洞从地表可以判断出来　的现象有：钻机进尺突然加快，泥浆面陡然下降，钢丝绳　烈，而泥浆面也会突然下降。半填充和全填充溶洞中的填　充物一般为褐黄色、可塑的黏性土，问或夹有－－ｄ＇，部分灰　岩岩块；钻孔施工中，钻机进尺会突然加快，钻机锤头出　摆动幅度过大等情况。　６．１一般溶洞处理方案　一般溶洞处理方案为抛填片石。溶洞出现后，将锤头　现微小摇摆和晃动，而泥浆面会缓慢下降。　提起，根据溶洞的规模大小，抛填片石至此溶洞顶面＞２ｍ　处，视实际情况加投黏土，然后继续钻孔；如出现溶洞过　大，则需要重复投石、投黏土，钻孔，一直到孔内泥浆面　不下降，锤头不摇摆晃动，钻机的进尺也恢复正常为止。　３桩基一般施工方法　该桥桩基施工全部采用冲击钻施工。大部分桩基处于　沼泽区，在桩位处、施工便道及下构施工丁坝全部用黄黏　土填筑硬化，以便钻机就位及灌注桩基。设置泥浆循环系　投石时需观察锤头倾斜方向，往锤头倾斜方向投石。　如孔内泥浆面出现下降过大现象，还需抽补泥浆至孔内。　收稿日期：２０１６—０９．２３　作者简介：余向东（１９７４一），男，工程师，主要研究方向为路桥施工。　１１　９　总４１５／４１６／４１７期　２０１７年第０１／０２／０３期（１月）　片石直径一般在５０～７０ｃｍ之间；如出现漏浆严重，可在投　黏土时，分次加入部分袋装水泥，控制锤头钻进速度，略　微挤压黏土和水泥包，用锤头轻打，使黏土和水泥形成水　泥土护壁层后，再进行正常钻孔。　６．２特殊溶洞处理方案　有的溶洞采用一般抛填片石方法进行处理后，仍不能　正常钻孔。这种特殊溶洞须采用其他处理方案。　６．２．１溶洞连通的处理　有的相邻桩基均有溶洞，且溶洞互相贯通，甚至有的　溶洞连通到地下暗河，较长时间投入大量片石和黏土后，　仍未能填满。　此类溶洞处理可采用素混凝土处理，素混凝土一般为　Ｃ３０水下混凝土，灌注时混凝土顶面比溶洞顶面＿＞８０ｃｍ，以　隔断此类溶洞与其他溶洞、地下暗河等的连通。灌注后等　素混凝土达到一定强度再进行钻孔。　６．２．２溶洞内岩层坚硬或斜坡岩的处理　当溶洞桩孔出现孤石或大的探头石，还形成斜坡岩，　且此类石头比抛填的片石强度还高，如果按一般抛填片石　方案处理，不能达到处理效果。可将抛填的片石换用硬度　较高的玄武岩或花岗岩，同时在冲击钻锤头焊接上耐磨特　种材料。此方案处理速度不快，但能保证成桩的质量，且　对周边浇筑完成的桩基没有影响，另在处理费用上比较爆　破方法而言相对较低。　６．２－３混凝土浇筑时出现溶洞的处理方案　当溶洞在混凝土浇筑过程中出现时，此时混凝土应连　续浇筑，勤测孔内混凝土面，拆除导管时需确保混凝土的　埋深＞６ｍ，有必要时可加长导管；如发现泥浆面下降过　快，则需立刻进行补浆。　７溶洞施工常见情况及防治　岩溶区地质情况比较复杂，就算重新逐桩钻探后柱状　图没有发现溶洞，但也不能保证桩基施工时就一定不会出　现溶洞。因此常会有一些意外情况发生，甚至造成事故。　为此在溶洞施工时应作好预防准备工作及相关处理措施。　７．ｉ缺少材料　一根桩基的溶洞层高从钻探资料上可以查知，但溶洞　的大小及其他情况仍不清楚。溶洞处理材料如片石、黏土　一定要准备充足，以防材料短缺又不能及时送到现场，延　误了溶洞处理时间，造成坍孔等事故发生。　７．２斜孔　在钻孔过程中要特别注意钻机钢丝绳的居中情况。　护筒四周的四根护桩要呈正“十”字交叉布置，钻机锤　头中心和钢丝绳要对准该“十”字交叉点。钢丝绳在穿　越溶洞时，容易偏斜，在钻孔过程中应定时或不定时查　看其居中情况，防止出现斜孔，到后来钢筋笼无法全部　下到孔内。如果出现了斜孔，就应按照一般溶洞的处理　方案，投片石和黏土至溶洞顶部　２ｍ进行纠偏冲孔，一　直到钢丝绳居中为止。　１２Ｏ　７．３卡锤　在冲击钻锤头击穿溶洞顶板时会出现速度过快、冲程　较大现象，往上提升锤头时容易发生卡钻。此时不可强行　用力提升锤头，应慢慢上下活动锤头，待松动后，再缓缓　提出。预防的方式是根据钻探资料，在快到溶洞顶板时放　慢钻进速度，缓慢钻进。　８岩溶区桩基施工注意事项　８．１锤头高度　冲击钻钻孔主要靠锤头的冲击力往下钻进进尺，在提　升锤头时，锤头应在提升的过程中不停回转以进行扫孔和　护壁，这样能保证孔的直径和减少梅花孔的发生。锤头一　般提起３～４ｍ高进行冲击钻进，提升过高会造成梅花孔的发　生，以后钢筋笼放不下去；提升太低则冲击力不够，钻进　速度缓慢。　８．２钢丝绳偏位一般处理　如果在非溶洞处，钻孔施工时发现钢丝绳与桩中心偏移　超过误差值，就应调整机架，而且调整尺寸不用过大，每次凋　整２ｃｍ以内，待钻进一段时间后，再进行第二次或是以后的不　停调整。如果是处于软土层，可以一次调整８ｃｍ以内；如已钻　进岩层，那么调整宜在每次２ｃｍ以内。如果调整距离过大，会　导致孔壁中有一个阶梯，造成以后的钢筋笼放不下去。　８．３二次清孔　冲击钻施工，桩基一般为端承桩，清孔时必须进行二　次清孔，即在下放钢筋笼和浇筑水下混凝土之前各进行一　次，使沉淀物厚度达到设计及规范要求。　８．４检孔器的制作　为防止出现钢筋笼不能顺利下放到孔底的问题，检孔　器除按要求制作，直径不小于桩的设计直径，长度为４倍桩　径，且不短于６ｍ外，最好在锤头底四周焊上两圈钢筋。这　样能很好地检验桩孑Ｌ是否存在斜孔位或梅花孔等问题。　９结语　岩溶地区桩基施工有相当大的复杂性和难度，在施工　前应进行逐桩钻探，绘制钻孔柱状图，掌握详细准确的地　质资料，为钻孔施工、溶洞处理提供可靠的依据。在每根　溶洞桩基施＿【前，应提前做好各方面准备工作，做好预防　处理措施。在溶洞桩基施工中出现问题时，方案选择上应　结合实际施工确定，立即进行解决。　参考文献：　［１］尹国荣．岩溶区勘察方法及桥梁桩基施工技术［ＤＩ．长沙：　中南大学，２００９．　［２］龚龙．浅谈岩溶地区桩基施工处理方法【Ｊ】．江西建材，　２０１６，８（８）：２０—２２．　［３］刘彦军，陈为．岩溶地区桥梁桩基施工加固处理方法研　究【Ｊ］．中国水运（下半月），２０１２，１２（９）：１８９—１９０．　（编辑：赵艳）