摘要：本文在结合某铁路增建2线岩溶桩基现场施工情况的基础上，对岩溶地区的钻孔桩施工技术进行了浅析，以便指导后续施工，加快施工的进度，提高经济效益，从而为今后类似工程地质条件下钻孔桩基施工提供借鉴。
关键词：护筒，钻进技术，岩溶区，桩基
1、工程概况
工程起讫里程为YDK553+573.34~YDK553+944.42，全桥共长371.08m。中心里程：YDK553+742，孔跨式样：2×24+7×32+2×24+1×32m简支T梁。本桥位于可岩溶地区，桩穿过溶洞，基础采用Φ1.5m钻孔桩，其中6-4桩采用钻孔桩基础。
2、地质情况
本桥处于岩溶地段，右侧100m为江，地质条件较为复杂，出现了溶洞不良地质，地下水丰富甚至会出现地下暗河，暗河通往附近的锦江等。岩溶地质钻孔桩施工的技术难度在于岩溶地质破坏了工程地质的连续性，技术难度加大，漏浆及坍塌情况比较多。
以完成的6-4桩基地质条件为例。6-4桩基设计桩顶高程213.78，桩底标高143.78，桩长70m。可见在191.13~189.43，185.43~182.33，181.43~170.33，169.73~162.93，160.83~158.13，154.83~149.13位置，存在大小溶洞5个，其中桩位有8处穿过溶洞，3处上下溶洞相互串联。
3、岩溶钻孔桩施工
3.1成孔机械选择
根据本桥桥位的地质情况，溶洞之间存在大量的灰岩和页岩，而回旋钻对坚硬岩层不适用，最终选择冲击钻成孔。冲击钻在钻进过程中采用短行程、密频率的冲孔工艺，可解决减少卡钻和斜孔的问题，但是一旦出现斜孔，则必须在孔内填充片石或混凝土进行修孔。
3.2桩基施工情况
3.2.1桩基施工参数
施工里程为ZDK553+758.38，6-4桩基护筒顶高程为218.280，桩底高程为143.78，设计孔深为74.50m。
3.2.2施工机具
3PN型泥浆泵，25t吊车，Φ1500mm冲击钻头。
3.2.3施工材料
钢护筒直径比已施工实际桩径大20cm，采用1700mm的钢护筒（厚度10mm），埋设时沿四周均匀回填覆土夯实，确保桩位准确，孔口稳定。冲孔中准备一定数量粘土、20~30cm片石和水泥等材料。
3.2.4施工参数优化
该桥灰岩地质，抗压强度较高，需要很大的冲击才能被破碎，施工中采用了沿钻头4个凹部均匀加焊4根φ20mm圆钢钢筋头。经试桩结束总结出，冲程采用4.5~5m，泥浆密度为1.3~1.5，粘度22~25s，可以得到比较好的冲击效果。
3.2.5钻孔过程
0~66.5m采用全护筒（钢护筒厚度10mm）跟进，护筒露出地面0.5m。钻孔时间2017.4.29~2017.7.27，历时共计89d。
钻孔过程记录：14~39m遇到第1个溶洞塌方，回填了片石56.3m，粘土77.1m；遇到第2个溶洞塌方11.8m，回填了片石55.5m，粘土76.3m，水泥10复冲至40.2m；遇到第3个溶洞塌方20.2m，回填了片石51.3m，粘土66.9m，水泥5t复冲至47.4m；遇到第4个溶洞再次塌方11.4m，回填了片石46.7m，粘土68.5m，水泥10t复冲至41m；然后正常钻进至60m，遇到暗河或较大第5个溶洞出现漏浆，立即回填了片石55.4m，粘土61.4m，水泥5t，此时孔深为46m，再补充泥浆，复冲至60m；遇到第6个溶洞塌方15m，回填了片石53.4m，优质膨润土56.5m并填充12mC30水下混凝土，待3d后复冲至60m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆再遇到第7个串联溶洞再次塌方12.5m，回填了片石52.6m，优质膨润土57.9m并进行填充8mC30水下混凝土，待5d后复冲至62m。最后遇到第8个溶洞再次塌方16m，立即回填了片石51.7m，粘土60.5m，并进行填充16mC30水下混凝土，待4d后复冲至66m；穿过所有8个溶洞后，遇灰岩地质，正常冲孔至设计孔深74.5m。
根据施工完成的情况来看，原设计的充填溶洞处理工程量远小于实际发生的工程量，且溶洞为串珠状，地下水发育非常强，施工时发生漏浆、造浆的困难，以及溶洞回填不饱满等情况。
3.3施工中采取的技术措施
3.3.1一般小型溶洞的处理措施
在6-4桩基高程位置191.13~189.43，185.43~182.33，160.83~158.13，154.83~149.13范围内为一般小溶洞，溶洞厚度2~4m，内有膨胀土充填，采用优质泥浆进行护壁，泥浆比重应大于1.4g/cm，并回填片石和粘土进行复冲挤密施工，从而可以顺利通过溶洞和避免垮塌事故。
3.3.2大型溶洞的处理措施
在6-4桩基高程位置181.43~170.33，169.73~162.93范围内为大型溶洞，溶洞厚度大于7m，甚至大于11m。对于大型溶洞或陆续多层溶洞，覆盖层为易垮的粉质黏土和细圆砾土，并且在钻孔过程中出现严重漏浆，首先应采用全程钢护筒跟进施工至成孔。
开钻时，遇到弱膨胀土时，钻进一般提锤高度为50cm左右，冲击次数为25~35次/min，泥浆比重为1.3~1.5g/cm，正常冲进时采用1m左右的冲程。在冲进过程中，提升冲锤时不宜过快过猛，以免碰撞孔四周引起护壁失稳而造成塌孔。
施工填充混凝土，混凝土厚度一般为4~5m，采用水下混凝土施工。混凝土施工完毕后达到3~5d即可继续冲进，直至设计标高。
4、岩溶桩基不良情况处理
4.1对漏浆的处理
在接近溶洞时增加检查频率，根据钻头冲击岩层的声音，抽取孔底的渣样基本可以判断是否接近溶洞。当钻到溶洞出现漏浆时，投入一定量的粘土和片石，利用钻头冲击将其挤入溶洞裂隙中，同时掺入水泥，增大护壁的自稳能力。施工中选用优质粘土调制泥浆，容重大于1.5g/cm、粘度大于28S，可以有效护壁，降低漏浆的速度。
遇到溶洞，为了及时回填堵漏，现场应备足粘土、片石及水泥。若严重漏浆，按1：1：0.26的体积比回填粘土、片石、水泥，顺序为片石、水泥和粘土，然后使用小冲程0.5~1.0m冲击5min，使回填混合物密实，再加泥，待水泥初凝后，使用小冲程反复夯实，将漏浆的现象解决后，再继续正常钻进。
4.2对塌孔的处理
由于一串串溶洞通过发育的裂隙连通在一起，形成溶洞带，如果泥浆得不到及时补充，地下水从四周向孔内渗透，孔壁被破坏了，造成塌孔或因漏浆而塌孔。
根据地质钻孔资料，分析溶洞厚度和强度，施工时认真检查孔内泥浆液面的高度、稠度、容重，及时取渣进一步进行分析。
如孔壁出现局部坍塌，立即填入一定量的粘土，以提高泥浆密度与稠度来提高护壁能力，防止坍塌继续扩大；当孔壁、孔口坍塌严重时，首先采用优质膨润土，同时加入水泥和填充混凝土回填，经3~5d后，然后采用1~1.5m的冲程，泥浆比重1.3g/cm左右的施工参数重新冲击钻进。
5、结语
经过现场施工论证，钻进过程中所采取的方法和措施安全、可行，临近既有桥梁相似地质的桩基，施工长达到1年之久，而本桥经过有效措施仅在短短的89d内完成钻进施工，保证了施工工期，为岩溶地区钻孔桩施工摸索出了成功经验。
参考文献：
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[2]周相国.钻孔灌注桩施工项目产品实现的过程控制和管理：[硕士学位论文].天津：天津大学，2017.69
[3]黄晓琴.岩溶地区钻孔灌注桩施工技术。土工基础2016（01）pp.34-39
论文作者:许力鹏,韩习东,王旭
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/13
标签：溶洞论文; 桩基论文; 钻孔论文; 粘土论文; 岩溶论文; 泥浆论文; 地质论文; 《基层建设》2018年第12期论文;