岩土钻孔桩施工技术

1概述

该工程地质弱风化石灰岩面起伏较大，岩溶发育，基础采用钻孔桩基础，桩径2m。钻孔桩以其适用面广，施工技术要求相对简单、成孔快，质量高，施工安全保障性强等特点，在铁路、公路等大型交通以及建筑基础设施建设中得到广泛应用。岩溶地层钻孔桩施工的难点在于岩溶地貌特征破坏了工程地质条件的连续性。岩溶地貌又称喀斯特地貌，这种地貌主要南石灰岩、石膏、岩盐等可溶性岩层组成，因常年受地下水流的侵蚀作用，逐渐形成溶蚀的沟槽或溶洞。岩溶地区钻孔桩与普通地质条件下钻孔桩基础施工相比，技术难度复杂，病害类型较多，常见的施工病害有漏浆、卡钻、埋钻及漏混凝土等，直至导致无法成孔。

2大直径钻孔桩施工工艺

钻孔桩施工是一个比较成熟的施工工艺，但是对于岩溶地区，需要进行特别处理钻孔前的准备主要包括桩位放样，场地平整，布设施工便道，设置供电及供水管线，埋设护筒，泥浆的制备和准备钻孔机具。

2．1钻机就位

场地清理完成，埋设好钢护筒后，即可进行钻机就位，本工程采用的钻机为CFZ1500型冲击反循环钻机，要使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位即可，其对中误差不得大于5cm。

2．2泥浆制作

制浆前先把粘土尽量打碎，将打碎的粘土直接投入护筒内，使用钻头冲击制浆，待粘土已冲搅成泥浆时，即可将泥浆抽入泥浆池贮存，以便随时补充泥浆。

2．3钻孔工艺

(1)开钻前应注意的事项开钻前，在护筒内多加一些粘土。地表土层疏松时，还要混合加入一定数量的小片石和清水，借助钻头的冲击把泥块、石块挤向孔壁，以加同护筒角。

(2)钻孔过程中应注意的事项钻孔时，随时观察看钢丝绳的回弹情况，以判别孔底情况，要勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况，预防安全事故的发生。如果遇到溶洞及漏浆现象，要及时向钻孔内补泥浆，防止塌孔事故的发生，另外，需向孔内回填毛石及粘土，回填超过溶洞上口一米以上，然后重新钻进，并根据进尺情况及孔内泥浆变化，随时向孔内填毛石及粘土，待穿过溶洞区后再正常钻进。

(3)fdi~L完成后，必须检测孔深、直径、和倾斜度，其中孔深和孔径须达到设计要求，倾斜度要控制在一定的范围以内在吊放钢筋笼之前，对孔内的石渣进行必要清理，使孔内的泥浆比重及沉渣厚度符合要求。

2．4混凝土灌注

钢筋笼及导管下完后，即可开始进行混凝土的灌注，混凝土灌注开始后，必须连续不断的进行，并且每斗混凝土灌注间隔时间尽量缩短，拆除导管要迅速，一般不要超过15min，不能中途停工，在灌注过程中随时探混凝土高度，导管埋深一般保持在2~4m，最大埋深不大于6m灌注混凝土还要注意以下几个问题：

(1)导管下端距桩底0．3～0．4m，在一切工作就绪后，检查沉渣厚度，合格后进行混凝土灌注。

(2)导管埋入深度在任何时候不小于1．0m。

(3)水下混凝土灌注的实际桩顶标高应高出设计标高0．5m左右。

(4)严禁导管漏水或导管底口进水(即封不住底)而造成断桩事故。

(5)在浇注过程中，要密切关注混凝土顶面标高的变化，合理判断溶洞对混凝土浇注的影响。

3钻孔桩施工过程中几种特殊情况的处理

该工程处于岩溶地区，地质条件特别复杂，有的桩位上存在3个以上连续的溶洞；有的桩位溶洞达到十多米长；个别桩位在直径2m范围内岩面高差达到6m以上。为准确探明地质，采取了以下措施：钻孔桩钻进到岩面后，停钻，撤开钻机，南地勘部门上小钻机在钻孔桩内钻三个点(布点如下图)，以探明是否有溶洞，基层岩是否平整，持力层基岩厚度是否能达到4-5m，根据补钻的情况，再确定具体的桩长及施工方案。根据补钻的情况，主要遇到以下两种比较特殊的情况：

(1)第一种情况，遇到比较大的溶洞，桩仍为嵌岩桩，但南于溶洞比较大，虽然在成孔过程中采用填毛石及粘土方案能够成孔，但在灌注混凝土过程中，混凝土容易将侧壁挤开，造成塌孔，因此在探明溶洞位置后，在溶洞范围内，通过在钢筋笼外侧增加钢护简来进行防护，具体做法如图2。钢护筒厚度为5mm，并在钢护筒四周均匀布置梅花状圆孔，孔径为10cm，孔间距为120em，具体形式见下图，并要求保证钢筋的保护厚度不能小于3．5em，在灌注混凝土时调整灌注速度，控制好导管高度，此方案应用在寨子河桥3—2}}、0—3#、1-2#桩基混凝土的施工中，没有出现坍塌现象，桩基混凝土浇注完成后。经过桩基完整性检测及静载实验，都能满足设计要求。

(2)第二种情况，遇到比较大的溶洞，弱风化石灰岩岩面的标高又很低，桩改为摩擦桩。3—3#、0一甜桩在补钻勘测的地质报告中，确定弱风化石灰岩岩面最低点标高为一65m，如果设计成嵌岩桩，钻孔桩深度比较大，鉴于该地质状况，根据地质资料，设计单位将3—3#，0—4#桩原桩体形式南嵌桩岩改为摩擦桩，桥墩桩柱配筋形式不变，桩长调整为55m。其中3—3#桩在地质报告中指出在标高一33．5～50．2m范围内出现溶洞，考虑到为了不影响摩擦桩侧壁摩擦力，决定在溶洞内不设钢护筒防护，改用通过加密钢筋笼箍筋间距来防护混凝土在溶洞范围大量外渗，以免造成塌孔。

4结论

对于嵌岩桩溶洞范围内采用加钢护筒来减少混凝土对钻孔桩侧壁的压力，对防止混凝土灌注过程中造成钻孔桩塌孔，是比较有效的。对于摩擦桩，在溶洞范围内采用加密箍筋间距的方法，既减少了混凝土对钻孔桩侧壁的压力，又确保了摩擦桩的摩擦力。只有这样桩基的质量控制才能得到保证。