刘建华
湖南省湘平路桥建设有限公司 湖南长沙 410000
摘要：虽然岩溶地区地质情况异常复杂，不确定因素比较多，钻孔灌注桩施工难度比较大，随时都有可能出现塌孔情况。但我们在施工时做好充分的准备，把技术对策和处理措施做足，那么施工起来也就显得容易控制。
关键词：高速公路；溶洞地区；桥梁；钻孔灌注桩；施工技术
前言：
钻孔灌注桩施工技术因为其适用地基广泛、施工噪声小、施工简便等特点，被广泛应用于公路桥梁等基础工程建设中，然而制约钻孔灌注桩施工质量的因素有很多，如果没有事先制定发生问题时的解决办法，将会对整个工程的质量造成严重的影响，阻碍工程建设的顺利开展。
1 处理原则
（1）对于5米以上的溶洞桩基，应将钢护筒放入稳定的土层，然后再进行抛填片石粘土造壁成孔技术。（2）对于5m以下的溶洞桩基，可运用全充填溶洞抛填片石粘土造壁成孔技术，并根据实际情况，适当添加下钢护筒施工技术。（3）地质结构复杂，则实施冲击钻成孔，因为冲击锥能够挤压护臂，可以很好地处理半边岩、溶槽以及裂隙漏水等状况，提钻速度快，减少了埋钻的风险。（4）若岩溶极为发育，在冲孔时发生了漏浆等情况，可采取回填粘土技术进行处理。
2 护筒制作及埋设要求
（1）护筒制作：根据两阶段施工图设计要求，开孔护筒最少长度不得小于1.5m，护筒采用钢板卷制，主墩的桩基直径为φ220cm，考虑水深和淤泥层较深，故护筒直径采用φ240cm的钢护筒，钢护筒用厚度为12mm的A3钢板卷制，在加工场分段接长，焊接采用坡口双面焊，为加强钢护筒的整体刚度，钢护筒的焊接接头处均应在外加设16mm厚，30cm宽的钢带作为加劲箍，第一节下放的护筒脚处在外焊12mm厚，50cm宽的钢带作为刃角。其余的钢护筒采用6-10mm厚的钢钣，护筒内径比桩径大200mm。钢护筒加工必须标准：垂直度偏差不超过1%，椭园径向偏差不大于2cm。
（2）护筒埋设：首先精确测量定出桥墩的纵横向轴线定出桩位，然后安装护筒导向架。由吊车配合，护筒要求穿过淤泥层，深入到不透水层内1.0-1.5m。在埋设护筒的同时，应测量护筒的垂直度，中心偏位不大于5cm。护筒顶端，孔内有承压水时，应高于稳定的承压水位2m，如果桥墩在洪水季节施工，应高于最高水位1.0m-2.0m，并采用稳定护筒内水头的措施。旱地桩基护筒埋设要求超出地面0.5m以上。
3 钻孔前机具布置
在埋好护筒后，将钻机的底架用枕木抄垫稳定、可靠，枕木必须安放在平台的纵横分配梁上，确保钻机在工作时不会发生晃动和倾斜，导致偏孔。同时要求钻机起吊钢丝绳应和钻孔桩的桩位中心线重合，平面位置偏差不得大于2cm。在钻进过程中要经常检查钻机底盘，如果有倾斜或位移，应及时纠正。
根据钻头质量及安全系数确定钢丝绳的直径，要求所使用钢丝绳必须有出厂合格证，钢丝绳的质量要求优质柔韧，无死弯和断丝。钢丝绳要有足够的长度，即以卷扬机滚筒起到设计最深的桩底标高，滚筒要留有7圈以上的富余量，绳尾必须锚固在滚筒上。
钢丝绳与钻头连接，宜采取钨金套，也可采取转向套连接，主钢丝绳与钨金套上钢丝绳相同直径，连接卡子不得少于8个，间距为180～200mm，安装时先对称拧紧每个卡子，然后在逐个复拧，使每个卡子受力均匀。
4 施工方法
4.1 施工准备
在进行高速公路溶洞地区桥梁钻孔灌注桩施工前，应首先对桥梁处溶洞的基本样态、发育特点、规律、洞穴规模、富水情况等进行地质勘查，可通过物理勘察或地质雷达等多种勘察方法。根据溶洞地质情况进行钻孔方案的规划，如溶洞内地质结构复杂，且桩径大，则可适当增加钻孔数量。用于勘察的超前钻孔需要保证钻进基岩内部5m～10m，当遇到溶洞时，应保证钻孔完全穿过溶洞，并钻进洞底基岩不少于5m。通过对桥梁处地质的勘察工作，充分掌握溶洞的详细信息，并在施工前预测可能出现的事故，事先做好预防的措施。其次，根据所掌握的溶洞信息准备适当的水、泥浆、粘土、片石等材料，并准备好施工设备。
4.2 溶洞钻孔灌注桩施工
4.2.1钻孔施工
根据溶洞的不同情况采取不同的钻孔施工方法：（1）如溶洞内有填充物，或高度小，可运用冲击钻钻孔技术，由于岩溶极为发育，因此应充分分析超前钻所勘察的溶洞信息后，在溶洞顶部进行冲击钻机冲孔要注意冲进速度应保持在70cm/h，且冲程大约保持在50m，进行冲孔时，应轻捶慢打，保证孔壁的坚固圆滑。另外，为了防止击穿岩壳时冲击钻被卡住，应保证主绳松绳量为3cm左右，且向里投入1.5m左右的粘土与片石材料，使用0.5m的小冲程进行冲砸，以达到更好地传递冲击力的目的。（2）如果溶洞为半填充，或为空洞时，可根据溶洞的层数与实际的充填状况，运用钻孔与下沉外钢护筒同时进行的方案，并配合外钢护筒的直径，从大到小依次更换钻头。
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4.2.2外钢护筒与内护筒下沉
根据溶洞处地质情况以及溶洞层数进行外钢护筒的制作。在外钢护筒下沉工作时，首先使用桩锤扩大孔径，其次配合振动打拨锤下沉外钢护筒，振动打拨锤的振动动力应保证不低于1600kN。需要注意的是，在外钢护筒下沉时应在垂直平面使用经纬仪进行倾斜度的监测工作，保证外钢护筒下沉后的倾斜度不多于1%；在确保孔壁垂直且圆滑后，通过钢丝绳将内护筒与冲机相连，再用冲机将内护筒放入外钢护筒内，直达孔底，然后再回转钻机的钻杆上附加内护筒压架装置，通过回转钻机促使内护筒下沉至溶洞底部。
4.2.3溶洞钻进
当溶洞底部与顶部高低不平时，可使用斜面开孔的施工方法。如果溶洞为空洞，则需要预灌泥浆或粘土；如果溶洞较小，为了防治充填物倒塌或水泥浆流失，则应该分层进行片石与粘土的网填工作，形成石壁。另外，经常出现钻孔时，因为溶洞内的岩壁不平整，导致钻头滑动，很容易造成钻孔倾斜、卡钻等情况，为此，可进行分层抛填粘土以及片石，减小钻头的冲程，保证钻孔垂直，孔壁圆润。
4.2.4检查成孔并清孔
为了保证工程施工的质量，在进行钻孔施工完毕后，应对成孔进行检查，确保成孔的孔径以及倾斜度，以使得后续的钢筋骨架施放工作能够顺利进行。如果成孔倾斜程度过大，应及时抛石，重新钻孔；最后，对孔内的钻渣进行清理，在取渣桶清渣后，在孔内射入粘度19左右，含沙量不大于4%且DH值不小于8的泥浆，反复对孔内的钻渣进行清理。当沉渣与沉淀土厚度符合标准后，再进行钢筋笼的安装与混凝土的浇筑工作。
5 施工中的常见问题与处理措施
（1）卡钻。孔壁不圆、钻头磨损、钻头直径过大等原因都会造成卡钻。因此，应及时检查并更换钻头，及时回填片石，并由小到大逐渐增加钻机冲程。（2）混凝土泄漏。当混凝土比重过大时，由于孔壁所承受的压力增大，容易冲坏片石与粘土形成的孔壁封闭环孔，导致混凝土泄露。因此，在形成孔壁封闭环孔时，应再次投入片石与粘土且高度超过溶洞顶板，重新成孔，以达到增厚孔壁的目的。（3）漏浆。通常在松散地层以及岩溶裂缝处容易发生漏浆的情况，因此应适当增加泥浆的比重，提高泥浆的性能；当外钢护筒底漏浆时，应及时对钢护筒周围的缝隙进行粘土加固，再往孔内回填片石与粘土混合物，且混合物高度应在钢护筒底以上1m左右，进行小冲程的冲砸，对钢护筒底部的孔壁进行加固。
6安全管理措施
6.1 确定安全生产目标，落实安全责任
在进行高速公路施工建设前，项目管理部门要按照《安全生产法》中的规范标准，确定安全生产目标。此目标要结合责任制制定一个具有可操作性的安全生产目标。而后，高速公路各个施工项目的管理人员就能根据安全生产目标中的内容，将其进行逐级、逐层的分解，以使得各级管理部门、职能部门以及劳务分包队充分认识到自身的职责所在。具体来说，安全目标经各部门分解后，还要层层签订责任状，以实现高速公路施工安全管理目标的强制性。
6.2 建立组织机构，制定安全计划
要想实现高速公路施工安全管理目标，需要完善的组织机构来提供支撑保障。具体来说，施工安全管理人员要及时建立起安全管理组织机构，并配备相应数量的安全管理人员，以实现管理制度的落实。由于施工安全管理目标下的组织机构具有固定的流程，因此，安全管理人员要在图纸审核阶段、施工技术确定阶段进行系统的复核工作。此过程，安全管理人员要充分考虑工程建设的基础类型、地形地貌、穿越地区以及工程数量等，以降低不稳定性因素对高速公路造成安全隐患。具体来说，相关人员应逐
一对每个因素进行危险性评估，以制定出具有管理控制效果的安全计划。这样一来，高速公路建设单位就能大幅度提高资金的使用效率，从而满足高速公路进行施工安全管理的环境条件、设施条件以及人员条件。
6.3 加大资金投入，提高材料及设备质量
材料设备是高速公路施工的基础，也是工程施工安全与质量的重要保障，因此必须要做好材料设备的管理工作，保证材料设备的质量。在材料筛选时，应当利用最先进的建材鉴定技术，对材料成分进行全面地分析检测，得出详细的分析报告作为参考，并在采购时，严格按照工程的具体要求进行选择，不合格的材料坚决不使用，以避免因材料不合规范带来得质量问题。此外，高速公路工程施工中的安全防护设备也是必不可少的，不能因为节约成本而对此忽视，做好施工安全防护工作，保证施工人员的安全。将所有的施工技术人员、作业人员、各类机械驾驶人员以及施工设备维护人员纳入到安全管理范畴，进而实现工程建设全过程的安全生产目标
结 语：
综上所述，高速公路溶洞地区桥梁钻孔灌注桩施工技术在高速公路桥梁建设中具有重要的积极作用，但在运用过程中，需要注意多方面问题，根据溶洞的实际情况，选择适合的施工方法。
参考文献：
[1]郭德基. 浅谈高速公路溶洞地区桥梁钻孔灌注桩施工技术[J].建筑工程技术与设计，2015（19）：37～39.
[2]吴国华. 溶岩地区桥梁钻孔灌注桩施工及溶洞处理方法[J].城市建设理论研究：电子版，2015（9）：17～18.
[3]孙锋先. 探讨某公路桥梁基础钻孔灌注桩施工工艺及溶洞处理技术[J].城市建设理论研究：电子版，2012（4）：48～50.
论文作者:刘建华
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/26
标签：溶洞论文; 钻孔论文; 粘土论文; 高速公路论文; 钢丝绳论文; 钻机论文; 钻头论文; 《防护工程》2018年第10期论文;