多层岩腔区域桩基采用旋挖钻机钻孔施工技术

多层岩腔区域桩基采用旋挖钻机钻孔施工技术

陈志军

中铁十局集团第五工程有限公司   江苏省苏州市   215000

摘要：随着我国铁路建设不断推进，铁路网越织越密，“八纵八横”铁路网正在快速建设，山区铁路建设中的桥梁基础施工经常遇到岩溶区域，岩溶区域桩基施工的质量和进度控制是桥梁工程的难题，因此提高岩溶区域的桩基钻孔施工技术的研究很重要，本文将结合铁路桥梁工程岩溶桩基钻孔施工工艺及方法等方面研究，研究成果可为类似岩溶桩基施工提供参考。

关键词：桥梁；钻孔桩；岩溶桩；溶洞桩

1工程概况

兴泉铁路宁泉段3标位于福建省三明市永安市，桥梁工程位于岩溶区域2座，涉及26个桥墩，115根桩基础。本标段岩溶桩基单根桩最长为82.5m，多层岩腔，施工时遇最小溶洞高度0.4m，最大溶洞高度为14.3m。

2机械选择

由于本标段有2座桥梁位于岩溶地区，岩溶地区桩基钻孔首选冲击钻施工，但因冲击钻处理溶洞时反复冲孔，成孔时间长，导致工期无法保证。对于深桩基，多层岩腔层及大型、特大型溶洞的地层，采用旋挖钻机施工，且旋挖钻相比冲击钻具有以下优点：①环保特点突出，施工现场干净；②自动化程度高、成孔速度快、质量高；③伸缩钻杆不仅向钻头传递回转力矩和轴向压力，而且利用本身的伸缩性实现钻头的快速升降，快速卸土，以缩短钻孔辅助作业的时间，提高钻进效率；④履带底盘承载，接地压力小，适合于各种工况，在施工场地内行走移位方便，机动灵活，对桩孔的定位非常准确、方便；⑤在孔壁上形成较明显的螺旋线，有助于提高桩的摩阻力；⑥自带柴油动力，缓解施工现场电力不足的矛盾，并排除了动力电缆造成的安全隐患。

综合考虑岩溶区域桩基施工质量及工期，本标段对多层岩腔区域桩基采用旋挖钻机钻孔施工。

3钻孔施工工艺

（1）确定钻孔桩位：根据设计提供的导线点（经导线复测闭合后），，直接用全站仪进行测量定出桩位，打入木桩，并用钉子标示出桩位中心点，在其周围布置四个控制点，以便随时检验校核桩位。

（2）钻机就位：首先要保证钻机下地基不产生沉陷，在钻机就位时，先将地面整平压实，铺设钢板，钻杆调整垂直，然后检查护筒埋设后从新定出的桩中心与钻头中心是否相重合，如果偏差较大应调整钻机位置，确保钻孔的中心符合设计要求。

（3）护筒埋设：首先预埋比桩径大40cm的钢护筒，长度一般在4～6m。采用与桩径相同的钻头钻孔，至岩层顶面，同时采用膨润土护壁。然后用DZ-90振动锤辅助下沉与桩径相同内护筒至岩面。

（4）钻进施工：护筒埋设结束后将旋挖钻机就位,钻机摆放平稳,钻机底座全部用2.2×8.0×0.02m（厚度2cm以上）钢板支垫，钻机摆放就位后对机具及机座稳固性等进行全面检查，用水平尺检查钻机摆放是否水平，在钻锥下悬挂垂球，并利用交叉护桩检查钻机摆放是否正确。对备用发电机、施工用电及原材料等准备情况进行钻前检查。确保施工能连续、正常进行。

①钻孔时，起落钻头速度宜均匀，不得过猛或骤然变速，孔内出渣不得堆放在孔壁周围。

②钻孔作业应连续进行，因故停钻时钻机应将钻头提离孔外。钻孔过程中应经常检查并记录土层变化情况，并与地质剖面图核对。钻孔到达设计深度后，应对孔径、孔深、孔位和孔形进行检验，并填写钻孔记录表。孔位偏差不得大于5cm。

③钻机钻孔时尽量安排两相邻桩跳开施工，确实无法错开时，则要等到相邻钻孔桩混凝土强度达到2.5MPa以上后方可施钻，避免扰动相邻已施工完的桩基。采用“低压慢进”措施，待钻至护筒底1m后，再以正常速度钻进。钻孔作业必须连续进行，不得中断。

④经常检查钻机是否出现不均匀沉降及水平位移，采用水平尺检查钻机是否出现不均匀沉降，同时在导轮位置悬挂垂球，交叉护桩挂线，标出孔桩中心位置，检查中心与垂球是否符合，如不符合则及时进行调整，符合要求后继续钻进。

⑤每穿过一层溶洞，护筒应及时跟进。护筒跟进采用振动锤施打，直至护筒穿过最下层溶洞底部。

（5）钻孔施工常见问题及预防措施

①卡钻预防和处理方法：上下小范围提升钻杆，然后转动钻杆；经常检查钻头上的刀头，磨损超过1.5cm以上时，及时更换。

②埋钻预防和处理方法：根据地质柱状图进行钻孔，即将到达岩腔位置1-2m时，一个放慢钻进速度。当已钻破岩腔顶部时，不要急于向下钻进，让钻头在该位置加大功率进行“孔钻”，以达到岩腔顶部稳固，让钢护筒跟进至该处岩腔底部后继续钻进。

③漏浆处理方法：钻穿岩腔出现漏浆时，先进行钢护筒跟进至岩腔底部后，回填一定高度的黏土，然后利用钻头反复挤压黏土。泥浆注入孔内达到不漏浆或少漏浆时，继续钻进。

4结束语

桥梁桩基施工无可遇见性多、复杂多变、不可控因素等特点，岩溶桩基施工是桩基施工中难度很大的技术问题，多层岩腔区域桩基采用旋挖钻机钻孔施工效果显著，施工质量及进度大大满足的桥梁验标、监理和业主的要求，在桥梁岩溶区域桩基施工中，该项技术的应用越来越广。

参考文献：

[1]交通部第一公路工程局.公路施工手册（桥涵）[m].北京：人民交通出版社，2000.

[2]JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范[s].

[3]彭鲲，易武.岩溶地区桥梁桩基础施工方案研究[j].山西建筑，2008，34（36）：318-319.