桩基岩溶处理措施

桩基岩溶处理措施（精选8篇）

桩基岩溶处理措施 篇1

作者：黄学超 陶磊

单位：中国十九冶渝湘高速公路

H12合同段项目经理部

摘要：本文着重叙述了在岩溶地区桥梁挖孔桩桩基成孔施工中遇到溶洞时造成施工困难的实例分析以及所采取的沉钢护筒护壁跟进钻孔成孔施工方法。

关键词：岩溶地区 桥梁桩基 溶洞处理

一、工程概况

渝湘高速公路H12标位于武陵山区，共有大中桥5座，其中包括一处互通式立交。桥梁桩基桩30%处于岩溶发育区,地质结构复杂,表现在溶洞、裂隙比较普遍,岩面倾斜较大,根据地质资料揭示,溶洞内充填粘土,含碎石、砂且漏水,洞体高度一般在1m 以上,大者达5m ,溶洞分布深度、高度无规律，其中玉屏互通立交A匝道桥5#-7#桩基位于溶溪河岸，岩溶尤其发育。

二、施工方案的选定

根据地质钻探资料,结合附近路基挖方爆破段的地质结构(泥石填充胶结性较好),对于一般的小溶洞，且溶洞内无或者有很少渗水的桩基溶洞，采用同桩基砼标号相同的混凝土进行填充后方进行人工挖孔施工。对于溶洞较大，且洞内不断涌出水和沙的溶洞，决定采用冲击钻孔灌注桩的桩基施工方法,并使用沉钢护筒护壁跟进钻孔,将钢护筒下沉2～3m 护壁,保持水头回填粘土、片石(掺入水泥、锯末)等孔壁自稳能力,保证河床稳定,杜绝孔口坍塌,防止灌注砼的大量流失,成孔把握性大,作业面广。但其中玉屏互通立交A匝道桥5#-7#桩基用冲击钻孔灌注桩的桩基施工后出现塌孔现象，原因为溶洞过大，且溶洞与溶溪河相通，钻孔施工时填的黄土均流向河中，造成泥浆比重下降，导致塌孔。对于A匝道桥5#-7#桩基出现的现象，决定采用沉钢护筒护壁跟进钻孔，钢护筒跟进深度与桩基深度相同，以保证钻孔施工过程中填入黄土不流失及泥浆比重的稳定性。

三、钻孔施工中易出现的问题、原因分析及防治处理 1、裂隙漏浆

裂隙漏浆产生后,难以形成设计桩位的圆孔,表现为扩径或塌孔,严重时将钻机倾倒。（1）原因分析

一般的钻孔桩施工也会出现塌孔等问题。但在岩溶地段这种现象尤为明显。因为岩层表面的溶沟、槽与溶洞相互串通,又与地下水形成 暗流,通过透水性强的砂砾层、卵石层与地下水相连接,钻孔中泥浆比重较大,孔内水压与暗流水压造成漏浆,当钻头击穿无填充物或少量填充物溶洞顶板时,孔壁失去孔内压力,孔内水头急剧下降,外部地下水渗透水压过高而产生动压力,引起孔壁坍塌。塌孔的表现形式也多样化。当护筒下沉与岩面连接不密时,坍塌多发生在护筒底:当钻机击穿溶洞顶板时,仅三四分钟孔内水头下降3～5m深,造成孔四周钢管、方木等落入孔中,护筒也下沉;有时两桩基之间突然下陷深约3m ,直径5m 左右的大坑;有时桩基在施工中,短短2 分钟,孔内漏浆量达16m3 ,补水一下难以完成,造成钻机倾覆。（2）预防及处理措施 A、要求司钻人员对照地质钻探资料检查孔内水头高度,泥浆稠度和孔外水位变化,及时取碴分析,发现异常,及时处理。与普通的钻孔桩所用的泥浆相比,岩溶地段处所需的泥浆质量和比重要加强,其技术指标应符合: 比重: 1.2 ～ 1.4;粘度≮20s;胶体率≮95 %;PH 值> 6.5。优质的泥浆取决于优质的粘土,当缺少优质粘土时,可在泥浆中掺入适量的水泥、锯末,以提高泥浆的胶体率,悬浮能力。黄土水泥按1∶0.3配比,锯末按10 %掺入。

B、进行抛填,将片石、粘土及水泥作为混合物,视漏浆程度反复抛填,冲击一次应1～3m ,到不漏、稳定为止。当漏浆太快散填难以达到目的时,应采用集中抛填将粘土,水泥成袋回填,片石集中填入,要求短时、集中。具体地讲,有可分为两种情况①在溶洞洞体小,充填物多为不稳定土层时,应回填片石以低冲程反复冲砸,使孔底出现一个平台,再转入正常冲击,通过溶洞进入充填地段时,采用泥浆护壁,使用优质泥浆保持洞内水头高度,适时向孔内投入泥块和袋装粘土及少量片石,采用低冲程将填充物挤入洞内及裂隙以加固孔壁防止漏浆或塌孔。②对于洞体较大,填充物为流塑状态时,采用孔口下3～4m 的钢护筒,四周加固,以稳定孔口(对于土质较差的孔口,在护筒下部浇筑35cm厚的砼),孔内选用优质胶土造浆,保持孔内水位高度,在快到溶洞地时,投入片石、泥块、粘土,钻机低冲程冲击,同时观测孔内泥浆的沉降,孔旁备料待填,必要时加入水泥(散或成袋)以加快固结填充,防止漏浆塌孔,有的桩孔需反复数次,才能控制住。

2、偏孔（1）原因分析 因溶沟、溶槽岩面倾斜,顶板厚度不均,加上有孤石等偏孔易出现,纠偏是该种地段最频繁的内容,贯穿于整个过程。

（2）预防及处理措施钻孔时每进1～2m 便自检一次,如发现偏 孔提出钻头,抛入片石1～2m 厚以低冲程冲击,一般便可纠正。如反复抛填仍难以纠偏时,需清孔后用C25 级水下砼(掺早强剂)灌注1～1.5m ,待强度达到70 %时再继续钻孔。

3、卡钻、掉钻（1）原因分析

一方面由于岩面倾斜,溶沟、溶槽挤钻,而钻头转向装置不灵活产生梅花孔而卡钻。另一方面因地质构造复杂,判断失误也易造成卡钻。在 处理卡钻时,钢丝绳断或钻头挤死无法打捞而形成掉钻。（2）预防及处理措施

在钻孔过程中要经常检查钻具、钢丝及钻头直径磨损程度。在钻头上焊上角钢穿钢丝绳、引套等处理卡钻效果较好。一旦发生卡钻、掉钻, 可以利用钢丝绳或引套将钻头轻轻提出。若无法提出钻头,可视具体情况处理。如有一桩基,只差20cm 便可成孔时,钻头掉入溶槽中,据地质勘探,下部已达到完整岩层,所以采用回填1m厚片石大冲击,并测其沉降量,直到达完整岩层且无沉降为止。

4、断桩（1）原因分析

A、在岩溶地段由于溶洞相互连通,灌注时难以测出混凝土数量,使水下砼流失无法估量,如有一桩基,设计灌注为20.52m3 ,实际灌注为 60.23m3 此时容易造成断桩。B、灌注时的混凝土配合比不合理或石子的 级配不合理造成离析、板结将导管阻塞而出现断桩。C、灌注水下混凝土时往往由于机具、材料

准备不完善从而造成断桩。如砼拌和机输送设备出现故障而无备用。又如导管接头密封不禁等原因。D、拆卸导管不及时埋管较深。（2）预防及处理措施

A、每次施工前,必须备用一台搅拌机及发电机,并检测导管的密封性,备足砂石料及水泥。

B、分工明确,记录及时,保证混凝土施工连续性。

C、测量混凝土面的上升速度,若上升缓慢必是流失,要保证埋管深度,减少对下部混凝土的扰动。D、混凝土要有合理的级配。

四、结束语

桩基岩溶处理措施 篇2

根据以上这两种地质现象的特点、以及其复杂的发育性质, 不难看出, 溶洞和暗河对各种工程建筑物特别是地下工程建筑物造成了较大的危害, 那么, 有哪些具体有利的措施可以解决桥梁桩基础在遇到溶洞、暗河时出现的问题呢?

1 加固:通常应用浆砌片石、混凝土填充, 或填砂、砾石后, 压注水泥浆充实加固

(1) 对砂层或软弱地层, 采用钢护筒支护法进行施工处理。钢护筒的沉入施工可利用钻机进行, 在钻机的钻杆上附加压架, 利用钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量, 使钢护筒随钻头的钻进而下沉。

(2) 对岩层裂隙比较发育时, 首先应考虑增加泥浆比重, 除选用优质的黏土外应在泥浆中掺入适量的水泥、火碱和锯末, 以提高泥浆胶体率和悬浮能力。如果以上方法仍无法控制漏浆, 应采用下钢护筒或者水下灌注法灌注混凝土至漏浆部位, 通过混凝土中水泥浆的渗透来封闭发育的裂隙, 待混凝土达到一定强度后再重新钻孔冲进。

(3) 对桩基穿过多层溶洞或暗河, 采取抛填粘土袋及片石用冲锤挤填桩外溶洞空间, 采用2层、3层钢护筒防塌孔是较好的选择。

2 采取合理钻孔方式

(1) 岩溶上的地层可采用钻孔钻, 但钻至岩面时, 改用冲孔法成孔。

(2) 在溶洞、溶槽、溶沟中钻孔施工时, 采用边抛片石、碎石夹粘土, 边冲击, 保证冲击作业基面强度均匀, 以防孔斜和卡钻。

(3) 桩基穿过溶洞时, 结合地质资料, 当钻孔施工至溶洞顶板约1米左右时, 加大泥浆比重, 放慢冲钻速度, 减小钻机冲程, 逐步将溶洞顶板击穿, 同时要避免一锤穿顶后造成卡钻。

(4) 钻孔桩在钻进过程中, 斜岩的处理是岩溶发育地区钻孔桩施工的难点, 也是影响孔桩施工进度最重要的原因, 为此针对不同的斜岩, 采用不同的处理方法。在钻进过程中如果偏孔不大, 采用及时回填质硬、块大的片石后进行冲进, 同时应降低每次提锤高度和钻进频率, 提锤高度以小于0.4m~0.6m为宜。待偏孔修正后, 再按正常钻进。

3 恰当灌注混凝土

混凝土浇注时, 派专人观察混凝土面的上升情况和出浆量变化。混凝土面的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, 并采用相应对策。

(1) 加大混凝土生产和运输能力, 采用混凝土集中拌和站, 确保灌注过程的连续。

(2) 加大首盘混凝土初存量, 防止首盘混凝土数量不够造成导管埋深不足而断桩。

(3) 在灌注过程中适当加大导管埋深, 灌注时要勤于测量混凝土面高程, 对灌注过程中出现的缓慢下降要有准确的判断, 防止混凝土面突然下降造成导管悬空而断桩。

(4) 在灌注时应适当加大混凝土灌注高度, 一般考虑要超过设计高程1.5 m~2.0 m, 避免在灌注完成后混凝土面下降造成短桩。

4 变更桩基形式、桩长及桩径

岩溶地区桩基施工, 必须根据不同的地质条件遵循相应的处理原则。对于岩溶, 首先应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。然后根据地质钻探资料和填充物情况, 对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。对每种处理方案, 都要进行仔细的计算。

(1) 钻 (挖) 孔桩在穿过溶洞进入完整基岩中深度不得小于5倍桩径, 若实际值小于此项要求时, 应结合地质资料进行加深或验算。

(2) 对于桩尖下伏溶洞, 是采取穿过溶洞还是桩尖立于溶洞顶, 须根据检算和经验设计。一般情况若完整基岩顶板厚大于10m且顶板厚与溶洞孔径之比大于2时, 基底以下溶洞可以不处理, 否则应该采用桩基穿过溶洞。

(3) 重新考虑桩基形式时, 应重视桩基负摩擦力的影响。一般地基土石在扰动之后都会在自重的作用下固结下沉, 特别是由于大量开采地下水而导致地基软弱层相对桩基固结下沉, 因而产生一个向下的摩擦力, 即负摩擦力, 从而增加了桩基所承受的轴向荷载, 甚至可能导致桩基破坏。当基桩穿过多层岩溶层支立于坚固的岩层上时, 不应考虑多层岩溶层对桩侧起摩阻作用, 因为岩溶层与桩侧之间的摩阻作用, 在本质上不同于一般土与桩侧之间的摩阻作用。

5 绕避变更设计

综上所述, 尽管岩溶地区地质情况千变万化, 但我们若能根据溶洞、暗河的具体情况, 采取适当的变更对策、有效的桩基钻孔技术、加固施工的补救措施来处理问题, 并控制好混凝土的灌注, 那么, 岩溶地区桩基钻孔施工质量安全也是容易控制的。

正如云南省水麻高速公路第三合同段K15+200左幅桥在桩基施工中遇到的溶洞情况一样, 于是施工现场随即实施一桩一孔的地质超前钻探, 查明桩底以上的岩溶发育情况和桩底以下的地质情况, 发现该区域分布大量的风化红砂岩, 与原设计地质状况不一致, 经四方研究决定重新确定合理安全的桩底标高, 增加桩长, 并继续采取反复回填再钻进的加固措施, 部分桩灌注混凝土时先调整泥浆比重。此外, 在溶洞处理过程中随时观察发生的异常情况, 全天候安排多名专职技术人员观察泥浆中的浮渣及水头变化, 并充分准备泥浆、片石、粘土等应急物质, 吊车、挖掘机、装载机处于待命状态, 及时解决临场出现的各类异常问题。后经超声波检测, 该桥梁桩基无缺陷桩或不合格桩, 表明成桩质量良好。

本文对如何根据工程特性和地质情况选择合适的施工方法, 保证桩基的质量作了初步探讨, 希望在同类的工程施工中提供参考。缪误之处, 敬请指正。

摘要：说明岩溶地区复杂的地质情况, 特别是溶洞及地下暗河的特点, 引出其对桥梁桩基工程造成的危害, 以及给现场施工带来的难题, 进而针对不同的工程、地质情况探讨出合理有效的解决措施。最后以云南水麻高速公路第三合同段的桥梁桩基施工为例, 根据工程自身情况简单介绍了综合使用部分处理措施, 保证质量、安全, 且顺利完工的情况。

关键词：岩溶地区,桥梁桩基,施工危害,处理措施

参考文献

[1]中华人民共和国交通部标准.公路桥涵施工技术规范 (JTJ041-2000) [S].北京:人民交通出版社, 2000.

[2]杨文渊, 徐犇.桥梁施工工程师手册 (第二版) [M].北京:人民交通出版社, 2004.

[3]范军祥.钻孔桩穿过暗河溶洞的施工[J].铁道勘察2006年第三期.2006.

[4]桥梁桩基础在岩溶地质条件下应用.

高速公路岩溶桩基施工处理技术 篇3

关键词：岩溶桩基施工处理

引言

溶洞是指可溶性a岩层，如碳酸类岩层(石灰岩、白云岩)、硫酸岩等受水的化学和物理作用产生的地下空洞，通常埋入地表以下一定深度。大的可形成较大规模的地下河，小的会形成地质的夹隙裂层、局部软弱层。从工程地质学的角度出发，由于溶洞的存在，地质中软弱层次增加，地基承载力下降，属不良工程地质，在桥梁设计中宜避开此类地区，但由于工程经济的原因或勘测设计阶段地质勘测的局限性，不得不在该类地区进行桥梁施工，必须面对岩溶对桥梁施工的影响，其中影响最大的就是灌注桩成孔施工。

1工程简介

阳春西互通立交桥位于阳（江）阳（春）高速公路尾端，主线桥起止桩号为K55+857～K57+039.5，工程类型主要为第四系冲积洪积层（Qal+pl）、残积层（Qel）的粉质粘土、卵砾石土，和泥盆系上统帽子峰组(D3m)灰岩、砂岩。下伏岩层为灰岩，岩溶发育。

阳春西互通立交桥包括主线桥，A、B、C、D、E匝道桥组成，分一、二期工程施工，桥梁平面图如图1所示。主线桥由平面分成左、右幅，并由上部构造将左右幅分别分成十四、十三联。主线桥主要跨越S113省道，交角55°。其中，右幅第七联接B匝道，左幅第九联接D匝道桥，右幅第十联接C匝道。一期工程桥梁桩基共有233根，采用钻孔灌注桩，包括1.0m、1.2m、1.3m、1.5m、1.8m不同直径的桩。

图1阳春西互通立交桥平面图

2桩基施工准备与工艺流程

2.1施工准备工作

岩溶地区桩基施工由于受岩溶影响容易发生各种问题，要求在桩基施工前与施工中都须做好充分的准备工作，其中最重要的是摸清地质情况，充分掌握桩位所在地的地质状况，从而预见可能发生的问题，提前采取相应措施，具体工程如下：

（1）对每根基桩桩位地质钻探，得到桩位的地质柱状图，为摸清桩位地质分层、溶洞的位置、大小及充填情况提供了第一手原始资料，也为确定桩长提供了地质参考。

（2）为探明桩底持力层厚度，判断成桩是否安全。施工前仔细分析地质柱状图，纵横向对比各桩位的地质柱状图，对有疑议的桩，桩径为1.8m的桩补充钻探两个孔，桩径小于1.8m的桩进行补充钻探1个孔。同时，对地质补钻的桩基进行了管波探测，对掌握溶洞的形态、重新确认桩长提供双重依据。

（3）在桩基冲孔过程中，可能会遇到如下情况，地质柱状图中显示没有溶洞的桩发现了溶洞（如主线桥14-1、5-1、8-3等），在地质柱状图中显示小溶洞的桩发现了中溶洞甚至大溶洞，从而导致施工中无准备情况下的漏浆与坍孔。因此，每条桩冲孔至入岩时要准备好足够的钢护筒、片石、粘土及相应的机具设备如挖掘机、吊车等。

2.2岩溶处理及施工工艺流程

原设计将溶洞划分为三类：小溶洞（高度≤3m）、中溶洞（高度3～10m）、大溶洞（高度≥10m）。并针对三种溶洞分别制定了处治原则：

（1）小溶洞（高度≤3m），采用抛填片石和黏土充填封闭法填充溶洞。

（2）中溶洞（高度3～10m），采取单层钢护筒加抛填片石和黏土施工法。

（3）大溶洞（高度≥10m），采取双层钢护筒加抛填片石和黏土、水泥、混凝土等方法，桩基采用变截面桩。

随着桩基施工的进行，由于本地区桩位上覆岩层为粉砂或细中砂层，冲孔过程中泥浆护壁难以维持侧壁稳定，特别在溶洞漏浆时极易产生塌孔(主线桥5-1塌孔三次)，原设计方法难以顺利成孔，严重影响了施工进度。

根据上述情况，重新对确定了溶洞处治方案：

（1）对串珠状溶洞，若两相邻小溶洞之间岩层厚度＜50cm，合并为一个溶洞；

（2）小溶洞（小于3m）：增设钢护筒穿过粉砂及中粗砂层、圆砾层进入岩面；

（3）中溶洞（3～5m）：若洞内为充填或半充填，则增设钢护筒穿过粉砂及中粗砂层、圆砾层进入岩面；

（4）大溶洞（大于5m）：采用双层钢护筒，外层钢护筒下至入岩1m，内层钢护筒下至穿过大溶洞并嵌岩1m。

对岩溶处理的重新确认虽然增加了钢护筒使用量，但有钢护筒护壁，漏浆塌孔现在明显减少了，提高了成桩质量，更符合本项目的具体情况，加快了施工进度。结合现场实际，总结了施工工艺流程，具体如图2所示：

图2桩基施工工艺流程

3桩基冲孔常见问题处理

由于阳春西互通立交处于岩溶发育地区，在桩基施工过程中多次發生漏浆、坍孔、卡锤、偏孔等问题，在施工过程中针对具体实际分析其原因，并采取相应的处理措施，以保证桩基施工顺利进行。

3.1漏浆

漏浆是岩溶桩基施工的显著特点，本项目一共发生漏浆的桩基显著的有主线桥7-1，7-3，15-6，6-1，其中7-3、15-6各发生近20次漏浆。经分析，主要由以下原因造成：

（1）钻探孔位于溶洞的边缘，每次投入的片石粘土进入溶洞内量太少，不能完全起到封堵作用。

（2）钻探小溶洞与周边多个溶洞串连，遇裂隙发育岩石或者溶洞后泥浆迅速流入裂隙与溶洞内。

处理措施：

（1）出现漏浆时，立即向孔内补充泥浆，并适当提高泥浆浓度，以维持孔内泥浆内度，维持孔壁稳定。

（2）当裂隙多且大或遇溶洞的时候，补浆往往不能止漏，这时应当向孔内充填优质粘土与片石混合物，对一般大小溶洞片石粘土比例按1：1控制，大一些的溶洞宜加大片石投入量，片石尺寸为5-25cm，冲击形成人工造壁，直至不漏浆为止。

（3）抛填水泥，多次充填无效后，投放水泥，水泥固化封堵裂隙，起到止漏效果。

3.2坍孔

本项目基桩上覆土层主要为粉质粘土、粉砂或细砂、卵石土等无粘性土，下层基岩为不同风化程度且岩溶发育的灰岩。使得在桩基施工穿过覆盖层时因孔壁失稳易造成孔壁孔坍塌；另外，当桩基穿过溶洞时，由于孔内泥浆漏失，造成泥浆压力小于孔周围地下水压力，从而发生孔壁坍塌。

采取的处理措施：

（1）发现孔壁局部坍塌，立即回补优质泥浆或填入优质粘土，保持泥浆密度与水头高度，清孔后继续施工。

（2）孔壁、孔口坍塌严重时，用优质片石粘土混合物回填并压实，检查无偏孔后重新定位施工。

3.3卡锤

本地区下伏基岩岩溶洞隙强烈发育，冲锤进入岩溶洞隙中易倾倒，上部岩溶受冲击振动掉入异物卡住冲锤，导致冲锤不能上提。当发生卡锤事故时，一般有以下处理办法：

（1）提锤冲顶法：在冲孔中当锤被埋或卡在桩孔中某个位置时可采用提锤冲顶法捞锤。方法是操作提锤卷扬机使桩锤下落20～30cm，然后提锤、落锤、反复冲击卡阻部位。在打捞前和打捞过程中要始终保持孔内泥浆循环，以免孔内沉渣增加。

（2）小孔沉渣法：当桩锤被埋在孔底时采用小孔沉渣法。即在桩孔内侧冲一个小孔，小孔比大孔深0.6～1m。用钢管把循环泥浆送入大孔底，反复冲刷大锤四周，使沉积在大锤周围的泥沙流入小孔中，减小大锤上拔的阻力。所用小锤直径应略小于桩孔的半径，小锤冲程不宜过大，以免冲坏大锤吊耳。通过泥浆循环排渣和护壁，孔深在50m以内。这种打捞方法多用于桩锤被粉质土、砂、碎石或砾石等掩埋的情况，不宜用于被块石、强粘性土掩埋的场合。

3.4偏孔

桩孔是岩溶桩基中普遍存在的现象，本项目偏孔出现的原因有三：一是表层圆砾土层卵石大小不均匀，冲孔过程中极易偏孔；二是土岩结合部岩面倾斜，致使桩孔穿越上覆土层进入倾斜岩层，或者桩孔穿越溶洞溶蚀严重且底板倾斜，导致在冲锤过程中顺倾斜岩层下滑，使锤头中心与上部桩孔中心发生偏差；三是溶洞在桩孔范围内表现为部分溶洞半岩半土。一般有如下处理方法：

（1）小冲程修孔法：冲孔时进入斜岩地段，当斜孔段高度小于1m时，可以用小冲程法进行修孔，主要目的是在斜孔段冲出一个台阶，再采用大冲程进行冲进。

（2）回填修孔法：当斜孔段高度大于1m时或小冲程修孔无效时，可先回填大量坚硬片石（如花崗岩），再进行冲孔，如果斜孔段较长，可以分多次回填，直至穿过斜孔段。

4灌桩过程问题处理

4.1混凝土流失

本项目有三条桩（主线24-4、23-5、B匝道11-1）在灌注混凝土过程中显著出现混凝土流失现象，前二条最终以小代价混凝土充填桩外溶洞，最后成功。B匝道11-1在桩基混凝土的灌注过程中，混凝土顶面急剧下降并流失，灌注混凝土达152m3仍然无上升，导致灌注失败。造成此种事故的原因极可能是由于混凝土灌至一定高度时，因流动混凝土压力大大高于泥浆压力，破坏了桩与溶洞间较薄弱的护壁，导致混凝土流失，为保证成桩质量，决定采用重新冲孔的方法进行处理。

4.2钢筋笼上浮

在混凝土接近钢筋笼底时，如灌注速度过快，混凝土的冲击会托着钢筋笼上浮，或提升导管速度过快，带动混凝土上升导致钢筋笼上浮；或提升导管时，导管挂在钢筋笼上，带动钢筋笼一起上升。

处理措施：用钢筋将钢筋笼与钢护筒焊牢就能有效防止钢筋笼上浮。钢筋笼应有定位钢筋，放入孔内后要固定好位置。刚开始浇注混凝土时应放慢灌注速度，以减小管口混凝土对钢筋笼的冲击力，当混凝土面上升到钢筋笼内至少2m以上时再按正常速度灌注。当钢筋笼卡住导管后，设法转动或下压导管，使之与钢筋笼分离。

5结语

岩溶地区钻孔灌注桩施工难以避免会遇到各种问题，如何处理这些问题是施工时必须面对的，本文通过对本地区钻孔灌注桩常遇见的施工问题进行了分析与总结，并结合工程实际采取了相应的处理措施，实践证明这些措施完全是可行的，可对类似工程起到参考与借鉴的作用。

参考文献：

[1]JTJ064-98公路工程地质勘察规范

[2]JTJ041-2000公路桥涵施工技术规范

桩基岩溶处理措施 篇4

摘 要：桥梁是交通运输中的咽喉。随着我国经济的飞速发展，桥梁工程建设在建筑行业中占的比重也越来越大。桥梁工程由于本身系统复杂，且需要考虑周边环境因素，桥梁施工中常遇到结构不稳定、功能不健全、安全不合格等各种问题，这些问题往往会导致桥梁桩基产生断桩现象的发生。针对桥梁机床施工产生断桩的问题，施工人员应选择合理的施工方式，严格按照施工规范进行操作，并验算对桩截面抗拉强度，提高桩基在桥梁中的可靠性。文章根据以上问题，基于桥梁施工的经验，分析并讨论了桥梁桩基施工产生断桩的原因，提出了技术上的应对措施，有利于提高桥梁的施工质量，保障国家和人民的生命财产安全。

关键词：桥梁工程;桩基施工;断桩现象;处理措施

随着我国施工机械的不断发展和施工技术的不断进步，桩基在桥梁工程中的运用越来越广泛，桩基的相关施工技术在桥梁工程中的运用也越来越普及。桩基是由桩和连接桩顶的桩承台组成的深基础，此外，由柱与桩基连接的单桩基础也可称为桩基。在实际的工程运用中，根据桩身埋入土中的高度又可分为高承台桩基和低承台桩基。无论是高承台桩基还是低承台桩基，一旦发生断桩现象，就会产生质量问题和施工事故，造成经济损失和工期延误。因此，本文针对桥梁桩基施工产生断桩的原因及处理措施进行分析，希望引起国家有关部门和相关领域的专家、学者的重视。

山岭隧道岩溶地质处理探讨 篇5

山岭隧道岩溶地质处理探讨

油气长输管道山岭隧道穿越经常会遇到岩溶地质情况,岩溶地质的.处理是否成功,直接关系到隧道施工的安全.通过对川气东送管道工程在鄂西山地岩溶发育地区的山岭隧道穿越设计和施工情况进行分析介绍,对隧道岩溶地质的处理措施和适用方式进行了研究与探讨,初步形成了一套处理隧道岩溶地质问题的措施和方法,为油气长输管道用隧道的设计和施工提供一定的参考.

作 者：王晓峰 Wang Xiaofeng 作者单位：中国石油工程设计有限公司西南分公司,四川,成都,610017刊 名：天然气与石油英文刊名：NATURAL GAS AND OIL年，卷(期)：28(1)分类号：U4关键词：隧道 岩溶地质 处理

岩溶地区冲孔桩成孔施工处理技术 篇6

中建二局有限公司厦门分公司 贺增林

摘要：针对福建安砂建福水泥有限公司4500t/d熟料水泥生产线工程熟料储存库桩基施工中遇到很多溶洞的情况，介绍了在岩溶地区冲孔桩施工过程采取的技术措施和施工中应注意的问题，有效解决了在岩溶地区冲桩施工中遇到的困难。关键词：冲孔桩基础，岩溶地区，溶洞，漏浆，斜孔，卡钻，塌孔。1 工程概况

福建安砂建福水泥有限公司4500t/d熟料水泥生产线工程熟料储存库采用冲孔灌注桩基础，总共60根桩。筒仓门洞处4根桩直径1.0m，单桩最大垂直荷载7600kN；其余56根桩直径1.1m，单桩最大垂直荷载9250kN。桩基要求嵌入中风化石灰岩大或等于1倍桩直径，且桩端要有不小于3倍桩直径的完好中风化石灰岩持力层，不得有软弱夹层、断裂破碎带、孤石和洞穴溶洞分布。

根据超前钻勘察报告，该地区属于岩溶发育区，地质条件非常复杂。桩基施工范围内有较多溶洞，局部孔位出现串珠状溶洞。溶洞大小不一，分布在不同的平面上，岩面起伏不平，高差较大。溶洞埋深在36.2m~59.5m不等。溶洞高度在0.50m~22.50m之间，部分溶洞有粘性土夹角砾、碎石填充物。溶洞上部土层依次为：碎块石；石灰岩残积粘性土；散体状强风化石灰岩；碎裂状强风化石灰岩。2 桩基础施工难点及施工准备

本工程42个孔位出现溶洞，占总数的70%，岩性在水平和垂直方向的变化较大，其中在储存库东南部区域12根桩下有一个大型溶洞将桩底部互相连通。复杂的地质给桩基础施工造成很大困难，冲桩过程中容易造成斜孔、漏浆、卡钻、塌孔。因此项目部在施工过程中制定了下列施工准备措施：

(1)工程桩施工前，由地质勘察单位在每个桩位进行超前钻孔，掌握溶洞出现的大概位置，推断其范围大小，并将相邻桩基的地质勘察资料进行比较，推断溶洞的发展状况。

(2)将每个孔位的地质柱状图印发给有关人员，让具体操作者、技术人员、作业队长都清楚溶洞的位置、大小、充填情况，对其做好技术交底及安全交底，使得现场所有人员认识到在岩溶地区冲桩施工中可能出现的危险，在出现溶洞抢险过程中首先要保证人员安全。(3)备足成孔用水、粘土、片石、袋装水泥等必备材料，确保溶洞击穿时迅速补水、补浆，预防塌孔，并及时抛填粘土、片石，以恢复正常冲孔作业。粘土片石要在桩孔附近，冲孔遇到溶洞时能较快的回填。部分粘土用麻袋装好，遇到漏浆机械没开动前可先组织工人回填粘土、片石。

(4)施工现场一定要有处理漏浆的备用机具设备，如挖掘机、装载机、土方车、吊车等，以免发生险情无法实行溶洞处理措施，造成不必要的人员伤亡及财产损失。

(5)桩孔设立防护范围，避免车辆在防护范围通过，减少对桩孔护壁的压力和振动。机械及材料堆放不能离桩孔太近，防止大面积塌孔时被埋没。

(6)钻头焊φ32mm钢筋环4个，用φ28mm钢丝绳围绕2~3圈，以备掉钻头后易于打捞。由于钻具磨损最大，留足够的备用钻头和修理钻头的设备。

(7)钢丝绳要有出厂合格证，要求优质柔韧、无死弯和断丝。钢丝绳要有足够的长度，即从卷扬机滚筒起到设计最深的桩底标高，滚筒上至少要留有7圈以上的富余量，绳尾必须锚固在滚筒上。

(8)制浆粘土的技术指标及泥浆的技术指标应满足施工要求，钻进中应随时检验泥浆比重和含砂率并及时调整。3 溶洞处理技术

(1)施工具体操作方法

1)在溶洞中冲孔，由于孔桩进入溶洞范围内，溶洞不是整齐的，顶板和底板犬牙交错，高低不平，在溶洞顶板及底板冲孔都存在一个斜面开孔问题。因此必须根据地质柱状图掌握钻进标高，随时观测孔深，成孔接近顶板0.5~0.8m时应通知在岗工人改用短冲程成孔，冲程应控制在1.0m以内，经过溶洞时，为了防止冲孔过程中发生滑动和损坏桩锤，也应短冲程。

2)钻头在洞内冲击高低不平的岩面时，或一面有岩，一面悬空时，容易造成卡钻或斜孔事故。如果冲孔遇到岩床、溶洞槽及其他斜坡岩时探测发现成孔有斜孔，则用D20~30cm块石(80%)与粘土混合物填至高出斜孔段顶部1~2米处，然后用锤砸实并形成坚实的平台，在已成孔段垂直偏差达到规范规定的范围内后再重新冲击。冲孔进入溶洞时如果探测发现成孔有斜孔，则抛条石至高出斜孔段顶部2~3米处，重新冲孔应该满足规范和设计要求。

3)在冲孔过程中密切观察泥浆液面变化。若孔贯入后发生渗漏量不大，则用适当的泥浆和粘土填孔并压实，将部分粘土挤压孔壁或者岩缝并形成泥浆护壁。若渗漏量大且速度快，证明溶洞较大，用泥浆填大溶洞时，可能会有渗漏和塌孔发生，在此时应用适当的泥浆、块石与粘土的混合物填孔并压实，这样就形成高强度的护壁；若多次用块石与粘土的混合物填实都没效的话，则应该用袋装水泥，压实以形成水泥泥浆，水泥泥浆能渗入溶洞缝和粘在孔壁上，待水泥泥浆终凝后，可开始施工，如果没达到预期的效果，则可以重复上述方法3~4次；若上述方法也失效的话，则应用干硬性水泥砂浆，待水泥砂浆终凝后可继续施工。

4)为防止冲击震动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌注混凝土的凝固，施工时应隔孔跳打，与先开钻的孔相邻的孔应待邻孔混凝土达到2.5MPa抗压强度后，方可开钻。钻进时起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，以免因提速过快而造成负压引起坍孔。为防止掉钻头，要求每班检查1~2次钢丝绳、卡扣、滑车、钻头、卷扬机等机具设备，若发现钢丝绳在同一旋距内断丝超过2根，则应予更换，其他机具发现问题应及时处理或更换。清渣、投块石及粘土坯数量要做好记录，成孔资料应齐全完整，并有岗位负责人签字。成孔施工过程中，井孔周围切勿放置铁件，以防掉入孔内难以打捞，影响钻进。

5)贯穿溶洞后，继续冲孔，嵌岩深度到达设计要求后停止打桩。并立即与相关单位人员一起检查孔位、孔深、孔径、孔形、斜度，确认满足设计要求后填写钻孔记录表，经相关人员签字后，清孔、下放钢筋笼和浇灌混凝土。

6)在大溶洞将桩下部连通区成孔时，为防止锤下落时正压、锤提起时负压导致泥浆相互冲垮相连的人造孔壁，该处护壁应采用水泥或砂浆。且当一个孔或多个孔同时钻进至溶洞内时，周围冲孔至离溶洞顶2m左右时应停止，已进入溶洞的孔必须逐个成孔、清孔、放钢筋笼及浇灌混凝土后，未到达溶洞的孔方可继续开钻。

7)钻探资料无溶洞桩基的预防措施：由于岩溶地区地质发育的复杂性，而超前钻的钻孔小，冲孔桩的直径大，所以在施工中出现过超前钻孔没有溶洞，而实际施工有溶洞的情况。因此在施工时要求工人密切注意施工的动态，当施工过程中突然出现浆面下降，要按有溶洞进行处理，并立刻把锤拉起，向孔内加浆，抛粘土包和片石，保持孔内浆面稳定；如出现坍塌即按应急措施进行处理。

(2)事故处理措施 1)掉钻事故处理： ① 随时准备好打捞锚钩，一旦掉钻要及时打捞；

② 如用锚钩打捞有困难时，设法检查情况，用冲抓锥来抓取掉落的钻头； ③ 如采用上述办法仍无法将钻头打捞上来，应与设计单位协商，有两种方案： a．若钻头在已经到达设计岩层掉落的，直接灌注混凝土，采用后注浆加固； b．若钻头在未到达设计岩层掉落的，在原桩位旁边增补两根桩。2)卡钻事故处理：

① 首先要查明情况。如卡钻位置的标高和卡钻原因，是不是钻孔不圆、探头石、落石、溶洞塌孔、钻头倾倒、钻头卡住后有无沉渣堵住等。

② 要防止强提、强扭和操作不当使钢丝绳疲劳断裂掉钻。③ 查明卡钻原因后，采取相应的措施。一般处理方法有：

a．如果是孔不圆、探头石、落石等原因卡锤，可采取晃动大绳使钻头松动使钻头上下活动，最后再将钻头提起；

b．若卡钻后较长时间内仍无法将钻头提起，则需要用扩孔器将卡钻以上部分孔扩大后将钻头提起；

c．若是溶洞被突然击穿导致钻头被岩石掩埋，则另用一钻头将掩埋部分岩石击碎后将被卡钻头提起；

d．若是在斜坡岩上钻头倾倒被岩石卡住，则用爆破的方法将斜坡岩炸碎从而将钻头提起。

3)塌孔事故处理

① 对孔内轻微塌孔，可抛填粘土坯及碎石，冲砸造壁填补。② 对孔内严重坍孔，可采取以下处理方法：

a．分次回填粘土坯、块石及袋装水泥至坍方标高以上0.3~0.5m，循环反复冲砸达到重新固壁；

b．采用干硬性水泥砂浆回填，施工方法同上。4 施工安全注意事项

(1)对工人应进行安全教育、操作规程教育，严防发生工程质量和人身事故；(2)钻架的滑轮要灵活，严禁使用轮缘已破损的滑轮；

(3)钢丝绳要勤检查，勤保养，断丝超过规定值的要及时更换，钢丝绳的卡子要经常检查，松动的卡子要及时补拧；(4)起落钻头速度应均匀，不得突然加速，避免碰撞护筒和孔壁；

(5)施工中要注意风、水、电安全可靠，井孔周围清洁整齐，有足够的照明，交通道路的脚手板、防滑栏杆等平顺牢固；

(6)根据超前钻资料，较大溶洞钻进至洞顶3m前在孔口放置四根枕木，防止钻头突然将洞顶岩层击穿而导致桩架倾覆甚至连人带机拽入桩孔；

(7)如果在钻孔过程中突然出现地面下陷，所有操作人员应立即撤离工作面，并及时通知现场主管，组织抢险小组撤离施工设备，然后按照处理方案进行处理，重新组织施工；

桩基岩溶处理措施 篇7

关键词：岩溶地质,大直径群桩,钻孔施工,病害处理

1 工程概况

大连星海湾跨海大桥主桥位于大连市著名旅游景点星海湾广场对面开阔海域, 为双塔三跨地锚式悬索桥, 跨径布置为180 m+460 m+180 m=820 m。桥塔采用“门”式框架混凝土结构, 塔高112.31 m。桥梁上部主体加劲梁为钢桁架结构, 钢桥面板采用正交异性桥面板, 车道双层布置。索塔每根塔柱下设一个承台, 承台之间不设横系梁, 单个承台由12根2.5 m的钻孔灌注桩支撑, 钻孔灌注桩3行4列矩形布置, 索塔基础为大直径群桩基础, 承台尺寸为17.3 m×23.6 m×6.05 m。

主桥2个索塔共计48根桩基, 在钻孔过程有32根桩基发现岩溶洞或裂隙等岩溶地质, 最高的岩溶洞高7.3 m, 最低的岩溶高度0.2 m;施工区域岩溶构造有多种形式, 有单层岩溶洞亦有多层岩溶洞;内部填充有粘性土、灰岩角砾、碎石和部分无充填物。

2 工程特点

1) 工程位于黄海海域, 受海洋环境影响比较大, 桥址处水深10 m~12 m, 没有岛屿等遮挡物, 每年4月份~10月份东南风、南风、西南风比较频繁, 海上涌浪比较大。

2) 施工区域岩溶发育, 类型复杂, 有单层岩溶洞、多层岩溶洞、斜面岩、陡坡 (或半边岩溶洞) 、石柱 (中间凸起) 、溶沟槽、裂隙等岩溶类型。

3) 索塔基础为群桩基础, 单个承台下有12根直径2.5 m的大直径钻孔灌注桩。

4) 由于岩溶类型复杂, 即便是同一根桩在钻孔过程也会遇到不同的岩溶地质类型, 因此在钻孔过程需要根据具体情况应对各种岩溶地质钻孔施工病害。

5) 海上潮气大, 空气盐分含量高, 施工设备容易损坏。

3 岩溶地质类型分析

通过地勘报告和主桥桩基钻进情况分析, 大连星海湾跨海大桥主桥区域海底至少存在如下七种岩溶地质类型 (见图1) :

1) 单层岩溶洞。

岩溶洞有一层, 高度在20 cm~730 cm不等, 岩溶洞内填充水、泥土或风化岩等, 钻孔过程主要表现为有卡锤现象, 钻进速度会突然变快, 到一定深度后又开始变慢, 渣样变化明显, 有漏浆现象。

2) 多层岩溶洞。

岩溶洞多层串联, 每次高度在20 cm~500 cm不等, 中间间隔距离也不等, 岩溶洞内填充水、泥土或风化岩等, 钻孔过程主要表现频繁卡锤, 钻进速度时快时慢, 渣样有不太明显的周期变化, 有漏浆现象。

3) 斜面岩。

由于地质运动, 岩层相互挤压形成扭曲, 在外部环境作用下, 部分岩层溶解, 倾斜岩面外露, 这些倾斜岩面有的直接与卵石覆盖层相连, 有的则在岩溶洞下面, 这种地质在钻孔过程主要表现为锤头向一边倒, 回填片石和粘土可以处理到位, 渣样里面含一部分强风化岩。

4) 陡坡 (或半边岩溶洞) 。

一边有泥土或强风化岩填充物, 一边是坚硬的岩石, 这种地质在钻孔过程主要表现为锤头向一边倒, 严重时锤头出现侧翻, 多次回填片石和粘土也很难处理到位, 渣样里面含一部分强风化岩。

5) 石柱 (中间凸起) 。

周边是泥土或强风化岩, 中间是坚硬的岩石, 这种地质在钻孔过程主要体现在锤头倾倒方向不定, 多次回填片石和粘土也很难处理到位, 渣样里面含一部分强风化岩。

6) 溶沟槽。

周边是坚硬岩石, 中间是泥土或强风化岩等, 入岩后钻孔过程锤头正常, 但钻渣里面含有一部分强风化岩, 有漏浆现象。

7) 裂隙。

这种裂隙分布广泛, 以上各种岩溶洞中都可能连接着裂隙, 这种地质钻孔困难很大, 经常出现无征兆的漏浆。

4 岩溶地质钻孔施工病害处理措施

主桥桩基采用冲击钻机进行钻孔, 在钻孔过程采用了抛填片石和粘土工艺、钢护筒跟进工艺、专用岩溶洞钻孔锤头工艺等施工工艺, 在钻孔过程因岩溶地质条件复杂, 遇到了意想不到的困难。

4.1 漏浆塌孔

4.1.1 原因分析

1) 由于许多大小裂隙, 一串串岩溶洞通过发育的裂隙连通在一起, 形成岩溶洞带。同时这些岩溶洞有些被填充物填充, 有些没有填充物或填充不满, 形成低压区。

2) 由于岩溶洞内无填充物或填不满, 在钻孔打开其顶板时也会导致突然大量失浆而塌孔。

3) 在处理卡锤或掉锤问题时, 由于处理时间过长, 造成孔壁被泥浆浸泡松软, 原本结实的泥浆护壁开始脱落, 进而发展为塌孔。

4.1.2 处理措施

1) 海中岩溶地质钻孔, 钢护筒要有一定强度, 避免大量漏浆流失将钢护筒挤瘪, 大连星海湾跨海大桥主桥索塔桩基钢护筒壁厚采用12 mm和14 mm壁厚组合, 在适当位置设置环形钢板箍以增加钢护筒强度, 实践证明能够抵抗10 m水头差。

2) 钻孔时, 应密切注意钢护筒内泥浆面的变化, 一旦泥浆面下降漏浆, 应立即提出钻头, 向孔内补充泥浆或注水, 保持桩孔内水头压力。

3) 保持桩孔内水压力后, 向桩孔内抛填粘土和片石混合物, 经小冲程反复冲砸后, 形成新的护壁。

4) 当钢护筒底部漏浆后, 可继续下沉钢护筒, 并用粘土封闭钢护筒周围缝隙, 防止海水继续渗入, 然后向孔内填掷粘土块和片石 (填筑高度以高出钢护筒底1 m为宜) , 再用小冲程反复冲砸, 达到加固钢护筒底部孔壁与堵漏的目的。

5) 若不能保持水压力, 表明空岩溶洞较大或其他岩溶洞连通, 此时应先停止钻孔, 然后采用加大抛填量或灌注混凝土等措施进行封堵。

6) 漏浆补水后要用超声波孔壁检测仪对孔壁情况进行检测, 如没有出现塌孔现象则可继续回填粘土造浆钻进, 如出现塌孔, 则需全部回填。

4.2 掉锤、卡锤、埋锤处理

4.2.1 原因分析

1) 钢绳在与锤头连接处磨损严重或绳卡拧的不紧, 超出了自身承载能力, 在冲击过程极易造成掉锤。

2) 锤销质量不合格, 采用劣质锤销;锤销与锤头接触部位缺少减震弹簧;另外这种锤销一般为特种钢, 工人用电焊焊接锤销和防脱螺母, 造成锤销脆断。

3) 在岩溶地带, 由于地下水非常丰富, 基岩起伏相当大, 溶蚀现象严重且极不规则, 地质钻探资料反映只代表该钻探点处的地质情况, 离开钻探孔位, 则有很大的变化, 在钻孔中, 钻孔灌注桩径范围内因为基岩半边露头, 容易导致斜桩和卡锤。

4) 卡锤或掉锤不能及时处理, 沉渣过多或塌孔造成埋锤。

4.2.2 处理措施

1) 要经常检查钢绳及绳卡情况, 要使用质量合格的锤销, 并且要增加减震弹簧, 避免焊接锤销。

2) 在岩溶发育段施工时要采用小冲程冲击钻进以减少或消除“探头石”影响。

3) 冲击岩溶洞底板或基岩面时采用小冲程慢速冲击钻进, 并向孔内抛入片石等材料以减少锤头歪斜量, 防止钻孔倾斜。

4) 保证泥浆质量, 保证孔壁稳定, 防止孔壁石块掉入孔内。

5) 采用专门研制的筒状锤头处理“探头石”。

6) 必要时采用水下爆破或下潜水员捞锤, 如下潜水员捞锤, 要确保孔壁完整, 泥浆比重符合重潜要求。

4.3 偏锤处理

4.3.1 原因分析

在钻孔过程遇到斜面岩、陡坡岩、石柱、溶沟槽、裂隙等类型岩溶地质, 锥形锤头在重力下降过程没有导向作用, 遇到障碍发生倾倒。

在钻孔过程遇到软硬岩地质或者半边岩溶洞地质, 锤头在下降过程受力不均匀造成偏锤。

4.3.2 处理措施

出现偏锤现象时, 采取回填片石或回填混凝土方案进行处理, 片石或混凝土强度略大于岩石强度, 钻孔过程要缓慢钻进, 避免在钻进过程出现斜孔现象。

采用专用岩溶洞钻孔筒状锤头处理岩溶地质, 这种锤头侧壁有导向作用, 可避免偏锤现象发生。

4.4 泥浆沉淀

4.4.1 原因分析

1) 造浆材料配比不合理, 泥浆质量差。

2) 遇到岩溶洞后泥浆流失或清孔过程泥浆流失, 补充大量的水, 新补充进去的水将原泥浆稀释, 造成泥浆沉淀。

3) 在岩溶地带, 穿岩溶洞或裂隙时, 岩溶洞水或裂隙水常带有的弱酸性的碳酸根离子与桩内泥浆胶体发生反应使其沉淀分层, 使得泥浆无法正常循环, 或导致沉渣较大。

4.4.2 处理措施

1) 选用好的粘土或膨润土, 通过试配, 选择合理的配比, 造浆过程不宜过急, 要充分造浆。2) 尽量减少泥浆流失, 如出现大量漏浆, 应及时补充泥浆或补充粘土造浆。

4.5 钢护筒沉降处理

4.5.1 原因分析

在钻孔过程会出现钢护筒沉降问题, 主要原因是在钻孔过程, 钢护筒底口或覆盖层下有岩溶洞, 当钻到岩溶洞位置后, 钢护筒底口的岩溶洞顶盖或覆盖层坍塌, 造成钢护筒沉降。

4.5.2 处理措施

1) 遇到钢护筒沉降要尽快提出钻头, 避免出现埋钻, 并且根据情况将已经钻好的桩位用片石加粘土回填, 待回填土体稳定后重新接长钢护筒, 继续下沉钢护筒至打不动为止。钢护筒下沉到位后, 重新定位钻机开钻。2) 为避免钢护筒再次沉降, 最好将这根沉降的钢护筒和相邻钢护筒进行连接, 同时相邻的桩位停止钻进, 避免发生震动。3) 海上岩溶洞钻孔要注意, 不能用钢护筒承载做钻孔平台, 钻孔平台基础要用单独的钢管桩基础, 否则一旦发生钢护筒下沉现象, 会造成很严重的后果。

4.6 与海水贯通处理

4.6.1 原因分析

卵石覆盖层下有溶沟槽岩溶地质或裂隙岩溶地质, 在钻孔过程由于护壁质量不好或因其他原因造成护壁破坏, 海水通过溶沟槽或裂隙进入孔内。

4.6.2 处理措施

1) 若钢护筒内水头降速较慢, 则用大功率水泵补充泥浆 (或水) , 保持钢护筒内水头, 同时回填粘土和片石处理。

2) 若钢护筒内水头无法保持, 该孔很可能会出现塌孔, 需取回填片石和粘土工艺处理, 或者在桩周边钻孔压水泥浆处理。

4.7 钻孔过程相邻串孔处理

4.7.1 原因分析

1) 同时开钻的两个桩位太近, 在遇到岩溶洞地质时, 两个桩之间的孔壁因岩溶洞发生坍塌, 造成串孔现象。2) 在钻孔过程, 同时开钻的桩位因遇到贯通裂隙岩溶地质, 造成两个桩位的泥浆串通。

4.7.2 处理措施

钻孔时必须采取隔孔钻进原则, 即便这样也可能会出现与相隔较远的桩位串孔现象。若遇到此问题, 需停止钻孔, 将其中一个孔回填或者将两个孔都回填, 但只能有一个孔继续钻进直至灌注完混凝土, 另一个孔要等到前一个孔混凝土强度达到规范要求后再开钻。

4.8 混凝土灌注过程漏混凝土

4.8.1 原因分析

在灌注混凝土过程如果出现无法封底或混凝土面不上升情况, 这时要考虑是否有混凝土流失。

4.8.2 采取措施

1) 在下放钢筋笼前用超声波孔壁检测仪对孔壁进行检测, 提前了解孔壁情况。2) 清孔过程要随时观察是否有大块风化岩被清出, 如有需停止清孔, 检查孔壁情况, 如塌孔需回填重新钻孔。3) 如首盘混凝土不能封底, 则应尽快将钢筋笼提出, 对孔底进行处理。4) 在混凝土灌注过程出现混凝土面不上升, 但前期超声波孔壁检测仪检测又没有扩孔迹象, 这时要考虑可能岩溶洞侧壁被击穿, 要根据具体情况确定是否继续灌注混凝土, 如混凝土面只是不升高则可继续浇筑, 如混凝土面下降造成导管脱空则需停止灌注混凝土, 进行后续处理。

5 工程应用效果

大连星海湾跨海大桥索塔基础施工没有以往海洋环境岩溶洞地质大直径钻孔灌注桩施工经验可循, 在施工过程凭借一般陆地或江河岩溶地质钻孔施工经验, 不断摸索, 最终形成了一套海洋环境岩溶地质钻孔施工技术, 形成了海上深水岩溶地层大直径群桩基础钻孔施工病害处理应急预案, 经过全体职工及技术专家组全体成员共同努力, 桩基成孔质量及成桩质量都很高, 未出现一次断桩事故, 经检测48根桩全部为Ⅰ类桩。

6 结语

1) 海洋环境钻孔施工, 由于没有道路和平台相连, 所有材料要通过船舶运输, 因此在项目开工前要充分了解海洋自然环境, 要对所处海域的水深、风、浪以及大海朝向等进行综合分析, 形成海洋环境对工程影响分析报告, 根据分析报告合理配备船机设备。2) 对于各种岩溶地质类型混杂在一起的地质情况, 在钻孔施工过程要根据实际施工情况采取不同的施工工艺, 即便是一个桩位, 也可以采取不同的措施。3) 岩溶地质钻孔施工前要有详细的应急预案, 并且按应急预案准备相应材料和设备。在钻孔施工过程如有异常情况发生, 要能在短时间内判断原因, 并根据分析的原因采取相应的应急措施。应急响应要及时, 避免因处理缓慢造成次生病害。4) 海洋环境钻孔施工, 受潮湿环境和高盐分空气影响, 施工设备经常出现故障, 因此要配备足够的施工设备和配件, 并且要配备足够的有经验机修工和电工, 避免因设备出现故障不能及时维修影响施工进度, 严重时会因设备故障处理不及时造成塌孔等次生病害。5) 必须有良好的心态和耐心对待复杂岩溶地质钻孔施工, 因为这种地质钻孔施工会遇到各种问题, 有时会遇到频繁漏浆和频繁卡锤问题, 如果没有良好的心态和耐心对待发生的各种问题, 遇到问题操之过急或行动缓慢都会带来很多麻烦, 甚至带来严重后果。

参考文献

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[5]刘汉银.斜岩岩溶地质钻孔桩施工技术[J].铁道建筑技术, 2011 (3) :86.

桩基岩溶处理措施 篇8

关键词：岩溶地区；工程勘察；桩基施工；钻进成孔；浇筑混凝土

中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0100-02

1 工程概况

此特大桥位于南方西南某地，大桥全长4648.4m，设有152个墩（台），1246根桩。桥址所处地质岩溶极为发育，地质情况复杂，根据设计地质钻探资料显示，溶洞桩有482根，均为柱桩，嵌入弱风化灰岩。

2 施工准备

岩溶地区其地质特征极其复杂，通常可见大量的碳酸盐岩石，在一些可溶性的岩石地区还存在岩盐、白云岩以及石灰岩等。众多的不良地质现象其类型的表现也极其繁多，桥梁在进行桩基的施工时，伴随成孔难度的不同其施工的进度必然出现不同程度的影响。同时岩溶不同的发育程度也会造成不同难易度的施工。

2.1 施工要求

在进行桥梁施工时一项隐秘且重要的工程即是钻孔桩基础。尤其是针对地质条件极其复杂的岩溶地区进行施工其难度极大。鉴于此，重视度联系着施工与监理的各个环节。在施工的过程中，必须严格执行操作规范、严格检查各道工序，针对可能在施工中出现的问题与情况予以及时应对并妥善处理，将质量隐患予以杜绝，减少人力、物力、财力的损失。

针对岩溶地区进行钻孔桩基的施工，首先必须要勘察岩土工程，即岩溶的分布、发育以及出露等相关情况予以探明。尤其是隐秘性的岩溶，其具体的形态、延伸的方向、岩层倾斜的方向以及覆盖层的厚度等地质情况的相关可靠资料应准确掌握，保证选择施工机械有据可依，使得对日后可能出现的事故进行科学性的分析，保证预防的目的性与处治的针对性；其次是桩基的施工及地基的处理，在发育强烈的岩溶地区进行桩基施工，如何成孔是一个相当难的问题，主要需要解决的则是岩壁的保护与再造、斜面钻孔以及穿越等。

2.2 工程勘察

工程勘察即是针对岩溶地区的工程施工的地质特征进行勘察。较为常见的即以下三类：（1）起伏不平的基岩顶面。基于气候条件中的温湿度影响，加之地表以及地下的水对石灰岩的表面造成强烈的侵蚀，使得出现犬牙交错与参差不齐的普遍形态。一般约1～5m的高度差常见于起伏不平的基岩顶面，甚至会有近20m的高度差见于局部的地段，使得桩基的施工极其的困难；（2）浅层类溶洞。浅层类溶洞即指出现在基岩面以下2～15m范围内的溶洞。浅层类的溶洞中通常都有填充物，其状态大致呈现为流塑或软塑状。由于溶洞具有非常复杂的发育形态，使得这类浅层类的溶洞直接关系基岩上桩基的安全施工；（3）地下水与软土。石灰岩地质的溶洞地区都普遍存在一层不同厚薄度的软土层分布在基岩表面，其状态大致呈流塑或软塑状。由于在这层软土层中含有大量的天然水、低承载能力及较差的工程地质条件，最终会造成上部结构出现不均匀的沉降现象。基于软土层本身具有极强的亲水性使得对地下水位出现变化时具有极强的敏感度，其浮托力会随着地下水出现下降而消减，土层逐渐固结最终变形，从而改变工程地质条件。

3 施工技术

3.1 护筒埋设

一般桩位的护筒长度达到2.0m即可，河沟边护筒须穿过河沟床。对塌孔全回填后重新开孔桩，护筒根据实际情况适当加长到3.0～6.0m，埋设时护筒外缘采用黏土回填密实。对地质较差的情况，开孔时可加些泥块和片块，冲击加固护筒刃角。

3.2 成孔

岩溶地区桩基施工技术目前较普遍的为钻孔灌注桩的施工方法。包括正循环钻、反循环钻的成孔方法及潜水钻的成孔灌注方法。在岩溶地区进行桥梁的桩基施工使用较多的方法则是冲击钻机进行钻孔然后灌注成桩，并且较常见的又属传统冲击钻和泵吸式反循环冲击钻方法完成钻进。针对钻进成孔的方法不同其需关注的重点不同，当采用反循环钻钻进成孔时，由于层次的不同灌注的泥浆的比重也不尽相同，从而保证孔壁的稳定性。正循环钻钻进成孔较之反循环钻钻进成孔的施工工艺极其相似，仅表现出正循环式的排渣，泥浆经泥浆泵向钻杆的内腔输进，之后由钻头处出浆口予以射出，从而使得钻渣在由钻杆与孔壁所构成的环状空间中不断上升至孔口进而向沉淀池中溢入，最后又重新返回泥浆池完成净化达到循环性利用。

目前，岩溶地区进行桩基施工常见于嵌岩桩的施工，所采用的钻进方法最为有效的则是冲击钻的钻进成孔法。此种方法具有极大的冲击力、较强的穿透力，针对溶洞的顶板可以很容易地实现穿过，破碎岩石的效率非常高，在钻进的过程中无需对泥浆进行循环使用，且不受地下水的影响等特点。但是，鉴于地质工程条件复杂多变的岩溶地区、埋深不一的基岩面、较大的起伏性且无规律等原因，使得在岩溶地区进行冲击钻式钻孔桩基的施工具有一定困难。

4 异常情况处理

4.1 施工中伴有溶洞出现

当施工过程中发现孔洞内泥浆的液面出现下降，需投掷纤维类物质（如麻袋）进行混合填充继而对裂缝或溶洞进行堵塞增强防渗透能力；在某地段出现较严重漏浆时则需加入化学类浆液增强泥浆的黏度，一旦情况得以控制后按原比例重新配浆进行灌注避免作业难度的增加。

当伴有较大规模的溶洞出现时，可以使用加有速凝剂的水泥砂浆或C20型混凝土进行封堵。在溶洞顶板的上方1m处灌注混凝土，之后将黏土在上部进行回填且注入冲洗液直至孔口，当混凝土开始初凝之后钻进继续。

4.2 卡钻、斜孔和偏孔

溶洞的顶部岩层出现倾斜且岩石的不同强度极易造成卡钻、斜孔和偏孔等问题，鉴于此，在钻进的过程中必须对地质情况仔细核对，且保证随时做到对钻机与孔位进行检查。当钻进至溶洞位置时及时调整冲程改为小冲程，保持慢打与轻击的节奏。一旦出现卡钻首先保持冷静，不能盲动与强行提拉，以防拔断大绳造成掉钻。当钻头可以活动后，便可对钻头进行上下提拉，从而使得钻头出现一个转角，辅以吊机的配合尝试多次，于此钻头有可能提出；若无效，便可在水下借助小爆破产生振动的方法使得钻头出现松动后立即将其提出。当出现斜孔和偏孔时，可将素混凝土予以浇筑或片石回填，再将偏斜的钻头予以纠正继而向下冲孔。

4.3 塌孔

桩基进行灌注时，若泥浆的比重出现不够则护壁不可靠、孔壁受到取渣筒或钻头等撞击从而造成护壁的破坏及处理漏浆不及时等都会伴有塌孔的出现。此时可将一些块石和优质黏土混合成团进行回填，并重调比重约为1.6，调稠泥浆，利用小冲程对固壁进行冲孔，以防扩大塌孔。

4.4 断桩

当溶洞出现相互沟通，混凝土在灌注时其具体数量无法测出，在水下出现严重流失；且导管的接头处由于密封差等都会产生断桩现象。断桩是桩基施工中最严重的危害且处理难度最高，一般主要采取预防性措施。即实施灌注时每次都需备足混凝土于漏斗中；保证施工过程的细致分工与记录的及时性，完成混凝土连续灌注；混凝土在穿越溶洞的施工中基于之前的条件保证需对浇筑混凝土的速度与埋设导管的深度进行严格控制。

4.5 底板起伏不平

当岩面及溶洞的底板出现起伏不平时，切忌大冲程的盲目使用，可将黏土石块进行投入，填平孔底，再借助十字型的钻头利用小冲程缓慢冲捣多次直至穿过，之后将冲击频率和冲程逐渐增大直至一定深度桩孔的形成再进行正常的冲击。

5 结语

此特大桥岩溶地质复杂，针对岩溶地区进行桩基施工由于复杂与多变岩溶的存在，必须对岩土工程进行细致的勘察从而制定一套行之有效的施工方案，保证工程技术具有可行性与可靠质量。严格监控施工的全过程，切实按照操作规范加强管理，制定安全与质量保证规章，并完善应急处理的措施。

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