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岩溶地区桥梁桩基施工质量控制技术

发布于：2022-10-31 09:47:31 来自：建筑结构/岩土工程 [复制转发]

5.1 岩溶地区桥梁桩基成孔质量控制技术

由于岩溶地区的地质情况的特殊性，桩基础因其独特的特点在岩溶地区被广泛采用，但由于施工技术还不尽完善、适用，在施工过程应严格控制施工质量，避免出现塌孔、漏浆等问题。

（1）为保证钻机不因塌孔、扩孔、漏浆等因素而倾斜。钻机纵横向支撑应加长，超出预计的塌孔范围，一般采用型钢或钢管，同时钻机应用揽风绳进行拴拉。钻机安装就位后，底座和顶端应平稳，不得产生位移或沉陷。

（2）采用逐桩钻探的方法，充分发现溶洞的发育情况。当钻至溶洞顶1 m左右时，应准备足够的片石和粘土。用冲击钻冲孔时，要轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，提升高度一般不超过50 cm。所有卡扣及钢丝绳必须预先进行测试检查，逐渐将其击穿，以防止卡钻。

（3）泥浆必须采用膨润土，容重达1.2 g/cm3以上，减少孔壁内外的压力差，有效护壁，防止塌孔。另外为防止泥浆沉淀，易在泥浆中掺入0.1%～0.4%的纯碱。

（4）对于上层砂层较厚时，为防止钻进过程中发生坍孔现象，应增大泥浆比重，使相对密度不小于1.4，以增强护壁。坍孔严重时可将护筒增长至穿过砂层厚度，然后继续钻进。

（5）采用间断式循环排渣。一方面保证孔底有一定厚度的沉渣，遇小裂隙或小溶洞可随时封堵；另一方面可保证泥浆浓度，防止塌孔。

（6）根据钻孔的进尺情况，在击穿洞顶之前，要安排专人观测护筒内泥浆面的变化，或制作漂浮标志物，随时进行观察，一旦泥浆面下降，应迅速补浆、补水。击穿洞顶后，在溶洞内钻进时，根据填充物的不同，采取不同的钻进方法。当填充物为软弱粘土或淤泥时，应向孔内投入粘土、片石混合（比例1： 1），冲砸固壁；当为砂层、卵石层时还应提高泥浆的粘度和相对密度；当为空腹溶洞时，在击穿后，应迅速将钻头提出孔外，同时大规模填筑粘土和片石，并同时注入泥浆和水，待稳定后，在重新进行冲孔。如此反复使钻孔顺利穿过溶洞。

（7）溶洞顶板的击穿采用小冲程，一般80 cm以下，溶洞内进尺采用轻压钻进，每进尺2.0 m回填2.0 m，循环至桩底，使孔壁充分积压密实，防止扩孔。

（8）钻进过程中发现漏浆时，应迅速提锤，操作手离开钻机，避免安全事故的发生，同时采用多个大泥浆泵补浆，并用装载机投入事先准备好的粘土包、水泥包、片石强行堵漏，防止塌孔，直至泥浆面稳定为止。

（9）根据地质勘测资料，对大型溶洞或半充填的溶洞或上方有较厚砂砾层的溶洞，为防止泥浆突然流失，造成孔壁坍塌，采取护筒跟进法施工。

当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受障碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用冲击钻把内护筒防入外护筒内至孔底。然后回填粘土片石混合物（比例1：1），采用1~1.5 m的冲程将冲砸密实，再转入正常钻进。

（10）对小型或多层溶洞，为防止其与相邻孔窜孔或成孔后孔型呈葫芦状，必要时可灌注低标号混凝土进行填充，等强度提高后再钻进。

（11）如果发生卡钻等情况，可采用小爆破的方法，冲击岩石松动，提出钻头。

（12）钻孔达到设计标高并且嵌入完整基岩后，对孔径、孔深、孔形、竖直高和孔底地质是否与设计相符合。符合之后进行成孔。

（13）第一次清孔采用掏渣法进行清孔，最好安排在白天进行，要求用手摸泥浆无2~3 mm大的颗粒为止，并使泥浆的相对密度减小到1.1~1.2。降低相对密度的方法是在掏渣后有一根水管插到孔底注入高压水，使水流将泥浆冲稀，泥浆相对密度逐渐降低达到所要求的清孔标准后，即可停止清孔。

（14）钢筋笼的就位及混凝土的灌注要迅速、及时。灌注混凝土时，应派专人观察混凝土面上升情况和出浆量的变化。混凝土上升高度和出浆量与混凝土的灌入量成正比，若有异常，应分析原因并采取相应对策。

5.2 岩溶地区桥梁桩基施工地面沉陷控制技术

（1）施工前的预防技术

施工前可采取疏导岩溶承压水的办法，使承压水在公路线位两侧处于平衡状态而相对稳定；堵塞隐含岩溶发育的小洞，防止地下岩溶水向上潜蚀土路基而形成土洞塌陷；截断地下岩溶水源头，消除诱发土洞的水动力因素；硬化上覆土层（路基底层），预防土洞的产生和发展。总之，破坏土洞形成和发展的条件，从而保持路基或类似结构物的稳定。

（2）施工时的控制技术

在岩溶裂隙、溶洞、土洞发育的岩溶区成孔时，钻进时孔内泥浆迅速消失或泥浆浓度快速降低，引起孔口及地面沉陷时，可采取以下处理措施：

①遇较大岩溶裂隙时，在接近基岩面处预先填入粘土和级配较好碎石，每钻进50~60 cm左右投入一次，直致终孔。在急剧漏浆情况下，投入袋装粘土、水泥使其快速沉入孔底，并按比例投入片石，采用冲锤或重锤挤压、封堵裂隙后施工，必要时设置护筒并及时跟进。在漏浆情况下为保证及时回填的止浆效果，粘土宜采用袋装或泥球状抛入，碎石被冲入到裂隙中起骨架作用，稳定充填物，使孔壁趋于密实、稳定。为保证回填及时，必须准备足够的编织袋，将粘土与碎石放在钻孔周围随时准备投入。粘土应具有一定的膨胀性，以提高浆材性能。

②遇地下水位以下洞高小于1.0 m且充填物呈软流塑状的溶洞（土洞）时，在钻穿溶洞顶板后采用片石和粘土混合物回填至洞顶以上0.5 m左右后开钻，在钻进过程中保持泥浆的稠度，若第一次加填的混和料不能完全填充溶洞时，可再次回填使混合物填充溶洞。

③遇地下水位以下洞高较大且充填物呈软流塑状的溶洞（土洞）时，在钻穿溶洞顶板后采用片石和粘土回填溶洞，回填高度每次1.5~2.0 m为宜，每回填一次采用小冲程挤压，再回填再挤压，如此反复进行，直至完全填充溶洞后再钻进，在钻进过程中适当增加粘土数量，提高泥浆密度（以1.25~ 1.35 g/cm3为宜）。或采用回填碎石粘土混合料后用护管跟进钻进。或采用填充混凝土后钻进，即在钻孔（冲）至溶洞底板后，不清孔，用水下灌注方式向孔内灌注C20细石混凝土，每灌1 m左右振动使混凝土向四周挤压，一直灌到超过洞顶0.5 m左右。待混凝土达一定强度后重新钻探。灌注细石混凝土在桩孔四周形成一个圆形或半圆形围护，有效地防止洞内流塑状充填物涌入或泥浆流失。

④遇地下水位以下且无充填或半充填的土洞、溶洞时，在钻到溶洞、土洞顶板时，钻一小孔使桩孔与溶洞、土洞相连且加大泥浆浓度以防泥浆浓度快速变稀引起桩孔塌陷。待泥浆浓度与土洞、溶洞平衡后再钻穿顶板。

⑤遇地下水位以上且无充填或半充填的土洞、溶洞时，为防止钻孔浆泥快速消失引起地面塌陷和桩孔塌陷，在钻到溶洞、土洞顶板时，钻一小孔使桩孔与溶洞、土洞相连且加大泥浆浓度以防泥浆浓度快速变稀引起桩孔塌陷。待泥浆浓度与土洞、溶洞平衡后再钻穿顶板。

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