复杂岩溶地区钻孔桩施工技术及故障预防处理措施
摘 要:针对复杂岩溶地区桥梁钻孔桩基础施工中因地质因素复杂所带来的施工困难,总结以往施工经验的同时，结合汝郴高速赤石特大桥钻孔桩的施工，指出了可能出现施工故障的岩溶地质特性，并提出了相应的施工处理方法和施工注意事项。
关键词:岩溶地层，钻孔桩基础，施工方案，常见施工故障，预防处理措施
Drill ing pole constructing technique and
disposal measure of preventing trouble in karst district
LI Jing-wei
Abstract : Aiming at the constructing difficulty caused by complicated geological element in bridge drilling pole foundation construction of karst district . Combined with the large bridge at Chi-shi in RU Chen expressway , it points out karst geological characteristic of possibly appearing constructing trouble and puts forward relevant constructing disposal method and constructing announcements.
Key words : karst stratum , drilling pole foundation , constructing scheme , common constructing trouble , preventing disposal measure
1 工程概况
1.1 设计概况
赤石特大桥位于宜章县赤石镇下欧村渔溪村之间的河流阶地及河漫滩上,主墩区位于河流及冲击区，主跨为165m+3×380m+165m四塔斜拉桥，为目前世界第一高墩多塔斜拉大桥。全桥共四个主墩，其中5#墩基础采用扩大嵌岩基础，6、7号墩基础采用2.8m及部分3.1m钻孔桩，桩底位于完整基岩上。
1.2 地质条件
据地质勘探报告表明桥址地质情况十分复杂，土层分为：种植土、粘土、卵石、漂石、块石、泥灰岩、灰岩、碳质灰岩、钙质灰岩、钙质页岩、及断层角砾岩，岩溶十分发育。
2 施工特点与技术难点
2.1 施工特点及技术难点
2.1.1 地质复杂
岩溶十分发育，岩溶发育形态以溶蚀、裂隙、溶沟、溶槽为主，溶洞次之；岩溶填充物松散，或无填充，且在雨季地下水位反复变化，易塌孔、跨孔、偏孔,造成成孔困难。
2.1.2 钻孔深度深，孔径大
钻孔深度从护筒顶面起算最深达102m；孔径2.8m及部分3.1m钻孔桩。冲击钻钻孔深度达到80m左右时，正循环清孔清不出钻渣，进尺异常缓慢。进尺异常缓慢易导致钢丝绳磨损和疲劳破断而掉钻。掉钻后长时间停钻易引起塌孔。终孔后清孔周期长，易引起孔壁泥皮变厚，影响桩周摩擦力。变厚的泥皮在钢筋笼下放过程中也容易被刮下掉至孔底引起孔底沉渣超标。
2.2 关键技术问题
针对本桥主塔钻孔桩的施工特点和技术难点，施工技术重点研究以下四个方面：
2.2.1 如何确保钻孔桩在具有多层岩溶地区的地质条件下不塌孔而顺利成孔。
2.2.2如何确保成孔的垂直度（不弯孔、斜孔，避免探头石）和顺直度（不扩孔和缩孔）。如何避免因弯孔、斜孔和探头石而引起卡钻、掉钻等事故。
2.2.3 如何提高冲击钻循环清孔的出渣效果。
2.2.4 如何确保拔球成功，在规定时间内顺利的完成混凝土灌注
3 钻孔施工
在钻孔桩施工中钻机是最主要的设备，钻机的选择对工期目标及成孔质量有着直接的关系，考虑到回旋钻机在穿越卵砾石层、大倾角岩面、裂隙、溶洞、石芽，十分困难；且一旦出现漏浆，塌孔钻机拆除缓慢，极易埋钻及卡钻。在地质条件好岩层较平的情况下可以使用。而采用冲击钻成孔具有设备简单、操作方便、动力消耗小、维修方便等特点，一旦出现塌孔或漏浆，可快速的将钻头提出，方便回填黄土及片石，针对本桥址岩石倾角发育，溶洞多易塌孔漏浆的特点，施工中全部采用正循环冲击钻成孔、气举反循环清孔的施工方案。
3.1 护筒埋设及开孔
3.1.1开孔钢护筒埋设采用栽桩法，护筒直径大于钻孔桩设计桩径40cm。测量放样后，机械开挖，人工修整基槽，开挖到设计深度(视首节钢护筒长度定)后，用吊机或钻机吊钢护筒入槽，施工时护筒顶面高出地面或岛面为0.3～0.5m，并高出水面一般1.0m。基坑挖好后恢复桩中心点，调整钢护筒中心与垂直度，其中心偏差小于2.0cm, 护筒垂直度均控制在5‰以内。钢护筒定位后，在护筒四周分层回填粘土，分层厚度不大于50cm并每层夯实。
3.1.2开孔前向孔内注水，并投放黄色优质粘土开孔造浆。开钻前期即钢护筒底及以下3.0m内，可在粘土中添加适量粒径不大于15cm的片石，用0.5～1.0m的低冲程反复冲砸，使泥膏、片石挤入孔壁形成护壁。
3.2 卵石土层钻进
3.2.1在卵石土层内正常钻进时，冲程控制在2～4m，必要时可向孔内投入黄色优质粘土混合块石进行回填冲钻，确保孔壁稳定。覆盖层钻进时底层软弱交替出现进尺较快钻头容易出现偏位，应每班检查钻头偏位情况，及时纠偏；另外覆盖层钻进时进尺较快，出渣量大，泥浆比重较大，应及时掏渣调浆，泥浆比重过大时钻头难以转动，容易形成梅花钻，比重过小时返渣速度缓慢;塌孔回填成孔冲程控制在1m~1.5m之间，沙卵石底层冲程控制在2~3m，且应根据不同底层选择不同的泥浆比重。一般来说：卵石层泥浆密度控制在1.3~1.5之间，风化岩泥浆密度控制在1.2~1.4之间，回填层泥浆密度控制在1.3~1.5之间。
转载请注明来自：http://www.uuqikan.com/jianzhushejilw/5481.html
