中国水利水电第一工程局有限公司 辽宁大连 116041
摘要：通过午河渡槽灌注桩工程的施工过程控制及经济效益对比，分析论证在岩溶地区灌注桩施工难点、预防措施、解决办法和最的处理方式。
关键词：先导孔；预处理；钻孔控制；灌注控制
引言
近年来，国家不断加大对基础建设工程的投入，促进了公路桥梁工程的发展。桥梁作为一种重要的结构形式也被得到越来越广泛的应用。但由于我国的幅员辽阔，地质条件复杂多变，各种不良地质经常会遇到，其中岩溶地区是比较常见。在岩溶地区桩基施工过程中经常出现塌孔、串孔、斜孔、掉钻、卡钻、地面沉陷、混凝土超方严重和断桩等现象。如何确保岩溶地区桩基的施工安全与质量，以及有效的控制工期和降低成本对整个项目是非常重要的。下面文章结合实例具体探讨分析岩溶地区灌注桩工程施工技术要点。
1.工程概述
午河渡槽位于总干渠桩号167+497～167+831。槽墩基础形式为混凝土灌注桩结构，钻孔灌注桩φ1300mm径116根，1～5号墩各有20根桩，6号墩16根桩。每个槽墩共布置8个先导孔，共计48孔。
2.地质复勘
本次先导孔施工共投入XY-2型与HZ-130Y型地质回转钻机各两台，泥浆护壁方法造孔，完成钻孔总进尺2465.60米，采取芯样353箱。各孔均有漏浆情况，先导孔的施工结论如下：
1、建筑物地基基础条件较差，下部岩石种类较多，分布不均，存在软岩层，岩层间有严重的漏浆现象，且多处处于同一水平线上下。较多处存在空洞或溶隙，掉钻现象频繁出现，且区间较大。
2、工程区地下水分布不均匀，上部为地表水，赋存卵石、圆砾、泥砾层中，存量较少。下部为裂隙或孔隙水，赋存于粘土岩、泥质粉砂岩等岩层中。
3、N1软岩层局部充填介质较弱，降低了桩周摩擦力，对桩整体承载力产生影响，互层、夹层分布情况比较突出。
3.地层处理方式
由于岩溶地区地质条件较为复杂，灌注桩钻孔施工采用冲击钻机造孔。
根据上述的地质条件，决定采用三种方式对地层进行处理：
3.1结合先导孔进行岩溶注浆处理
1、漏浆较严重且掉钻承台结合先导孔进行回填灌浆处理，掉钻深度小于20厘米的部位采取向孔内灌注浓水泥浆液，水灰比为0.5：1，若长时间灌不满，应采用间歇灌浆，限量、限流、加速凝剂等方式进行灌注；掉钻深度大于20厘米小于50厘米的部位采用采用稀砂浆灌注，水泥砂子比为 1：3；大于50厘米的部位采用浓砂浆处理灌注，水泥砂子比为 1：1。
2、对于掉钻且不漏浆部位进行向孔内回填浓粘土浆方法处理。
3、无论采取何种处理方式24小时后均进行回灌，直至浆面不再下沉。
3.2灌注桩钻孔过程中的堵漏处理
钻孔施工前必须对作业面地基进行夯实处理，保证地基要有一定的承载力，同时要保证地下水位低于地面3m以上，护筒的埋置深度尽量深且不少于3m，护筒周边回填的粘土必须分层夯实，钻孔过程中如发现护筒外侧漏浆或漏水，必须将漏浆漏水部位的粘土挖除重新分层回填夯实。
1、钻孔施工前准备
施工前在场地附近储备足够的粘土、膨润土、水泥、碎石等堵漏材料，储量根据同时施工的机械数量和岩溶空间体积来确定，同时要配备足够的事故处理所用的机械设备，如装载机、自卸车、吊车等。
2、漏浆
漏浆量较少或泥浆液面下降速度较慢时可采用提高泥浆的性能指标和向孔内投粘土的方法进行处理，提高泥浆性能主要是提高泥浆的密度和粘度，投粘土的高度要达到漏浆部位以上，然后采用小冲程反复冲击，再填粘土再冲击直到不再漏浆为至。
严重漏浆时，泥浆面会迅速下降，这时应尽快处理防止坍孔，集中人员设备快速的向孔内回填粘土、碎石、整袋水泥等堵漏材料；投放后采取人工手控反复冲击，发现有坍孔征兆时应立即提出钻头，直至回填到漏浆部位以上1m以上。在漏浆处理过程中要始终保持补浆，并且补浆量要加大。
如果溶洞空间较大采用上述方法不见效时，采用导管法灌注混凝土，待混凝土初凝后再进钻孔，灌注混凝土时护壁采用箍筋加密的钢筋笼或钢套加长护筒。
3、坍孔
岩溶地区坍孔是由于严重漏浆补浆不及时护壁泥皮长时间暴露所引起的，发生坍孔事先查明坍孔位置后进行处理，坍孔不严重，可采用严重漏浆的处理方法回填土到坍孔位置后继续钻进；离孔口不深部位发生塌坍时，采用加长护筒的方法，同时将护筒周围用水泥土（水泥与粘土的混合料）夯实，且用地锚将护筒固定牢固；塌坍较为孔严重时，立即将钻机吊离工作面采用碎石水泥土（水泥、粘土、碎石的混合料）快速回填全孔，待土层稳定后重新钻孔。
4、卡钻
岩溶地区的卡钻多为上卡钻，主要是由通过溶洞顶部时钻孔冲程过大导致钻头倾斜或上部坍孔掉落引起的。对可能存在较大脱空溶洞部位采用小冲程钻进，同时配备足够的堵漏材料和机械设备；上部坍孔的预防应勤测泥浆的性能指标，发现不符合要求及时进行调整。
发现钻头卡住后，严禁猛拉强提，应仔细分析查明原因，若是溶洞根据钻头的倾斜方向采用人工手控和机械配合反复提拉直至拉出为至；若是上部坍孔掉落引起的卡钻，可采用小钻头孔冲击所卡位置后再起吊；情况较为严重时，可采用微型定向爆破。
3.3灌注桩浇筑过程中的防范处理措施
在灌注桩浇筑前对钻孔过程中发现的地质情况进行详细的分析判断，对溶洞顶高程、底高程、脱空高度有一个定量的评价，以便指导灌注混凝土。
在岩溶地区灌注桩施工要比一般地区的灌注桩施工对混凝土生产运输能力要求要高，要保障在浇筑过程中混凝土的供应要求。
在混凝土浇筑过程中混凝土顶高程将要达到溶洞底高程时，要密切注意泥浆面高度的变化，同时导管的埋深尽量取规范要求上限，以保证混凝土流失后导管的埋深不少于2m。
灌注过程中下料正常，但泥浆面出浆量较小，表明溶洞的护壁泥皮被混凝土的侧压力压破，使得混凝土流入溶洞内部，这时立即联系拌合站，准备充足的混凝土和足够数量的罐车，继续灌注，直至出浆量正常，再恢复正常灌注。
混凝土顶高程超过溶洞顶高程后，灌注过程中泥浆面突然下降，表明溶洞的护壁泥皮被混凝土不断增加的侧压力压破，导管随着泥浆面同时下放，保持导管的埋深满足规范要求，加大混凝土的浇筑强度继续灌注；如导管的埋深不能满足规范要求，将导管和钢筋笼拔出回填粘土，待地层稳定后再重新钻孔。
4.前期处理费用与最终混凝土超方费用对比
4.1前期处理费用
工程前期结合48个先导孔进行了岩溶注浆，注浆材料用量及费用见下表。
4.2未经前期处理的混凝土超方费用
未做先导孔岩溶注浆68个灌注桩超方量及费用见下表
4.3费用对比
结合先导孔进行了岩溶注浆处理灌注桩混凝土浇筑方量基本在充盈系数的范围内，而未进行前期处理的灌注桩方量大部分超方；同时对比费用每孔也相差4000多元。
结语
岩溶地区的地质条件相对复杂，灌注桩施工前应先做好充分的思想准备、技术准备、设备物资准备，如条件允许最好对每根灌注桩均进行先导孔施工，一是为了复核地质情况，绘制柱状图，对地质条件有充分的了解；二是结合先导孔对地基进行预处理（可采用岩溶注浆、双液灌浆、钢护筒加长、灌注低强度混凝土等），对灌注桩施工的顺利进行和工程质量提供有效的保障，同时也会取得较好的经济效益。
参考文献：
[1]JGJ94-2008 《建筑桩基技术规范》 北京：中国建筑工业出版社.
[2]JGJ106-2014《建筑基桩检测技术规范》北京：中国建筑工业出版社.
[3]庄英盛.浅议提高钻孔灌注桩施工经济效益的有效途径[J].南方国土资源.2005（10）
[4]刘鸾风.浅谈钻孔灌注桩的施工要点[J].大众科技.2006（01）[9] 向新生.浅议钻孔灌注桩施工的质量监测[J].科技资讯.2006（03）
论文作者:吴迪
论文发表刊物:《基层建设》2015年24期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：岩溶论文; 混凝土论文; 钻孔论文; 粘土论文; 泥浆论文; 溶洞论文; 先导论文; 《基层建设》2015年24期供稿论文;