岩溶发育区冲击式成孔灌注桩的施工方法

赵东侠，郝兴东

1陕西省宝鸡市通达工程建设有限公司（721000） 2陕西省西安市长安大学（721306）

岩溶发育区冲击式成孔灌注桩的施工方法

赵东侠1，郝兴东2

1陕西省宝鸡市通达工程建设有限公司（721000） 2陕西省西安市长安大学（721306）

岩溶发育地区的地质结构复杂，对冲击成孔灌注桩的施工影响较大，因此施工中应当采用合理的施工工艺，并且采取措施充分做好应对溶洞的出现,这样才能保证施工的顺利进行。

冲击成孔；灌注桩；岩溶地质；施工措施

1 冲孔灌注桩的过程及关键工序

1.1 冲击成孔灌注桩的施工流程

冲击式成孔灌注桩首先是利用冲击钻进的方式击碎岩层，也就是利用卷扬机的周期性运行将钻头提离地面，然后是钻头自由落下，在重力的作用下冲击破碎岩土，这是一种无循环的钻进方式。具体的施工工序为:放样→筑岛→定线→埋设护筒→冲击成孔→清孔→埋设钢笼→放置导管→浇筑→破桩头→桩检测,这样就完成了冲击成孔灌注桩的施工。

1.2 冲击成孔的关键工序

1.2.1 泥浆的配置质量控制

为了保证成孔的质量和最终成孔的清孔质量,在冲击成孔中对泥浆的比重和黏度都要进行严格的控制。泥浆的配置应当根据具体的工程需求进行调整,在质量的泥浆的作用下即使是长期停工也不会产生沉积物,并且优质的泥浆可以在成孔的孔壁上形成一层黏性较好、密度高、防渗透能力加强的泥层，这层泥层可以防止泥浆向外渗透，这样就减缓了孔内水的流逝，也可保证孔壁的稳定。

1.2.2 冲击成孔的质量控制

冲击成孔是施工中最为重要的环节,因此应从以下几个方面进行有效的控制:1）钻机在进入工地前应当进行必要的准备工作检查，主要是包括了设备的状况检查，保证设备状态良好；钻机就位后应进行找平，保证稳定；放样的位置应当与设计相符等等。2）施工中应保证冲锥的钢丝绳与护筒的中心相重合，误差应小于2 cm，升降锥头的时候应当平稳避免与筒壁产生碰撞。3）成孔作业的时候应当连续进行，并做好施工的记录。对成孔用的泥浆应进行经常性的检测，在不符合标准的时候应当进行及时的纠正，并注意泥浆的补充，在整体施工中应当降低泥浆的损失，水平面应保证在2 m上下,这是为了防止孔壁的坍塌、埋钻等事故的发生，保证施工的效果和速度。4）在施工的过程中，以5～8 m为段落进行定期检测，保证垂直度和直径标准，密切注意地层的变化，在地层出现变化时应当进行检查并进行分析，作出判断后进行记录并与刨面图进行核对。同时根据判断的结论进行成孔的方式，在钻到液化砂层的时候一定要放缓速度，保证成孔质量。

2 针对岩溶发育区的施工特点及技术方案

2.1 岩溶发育区冲击成孔的施工特点

冲击钻成孔主要是利用钻头自身的重量冲击岩层成孔，但是因为岩溶层的基层岩面凹凸不平，而且石质坚硬，钻头的剧烈冲击经常会在V字型的岩沟卡住,而且冲击过程中容易形成斜孔，因此通常采用的是“吊打”的方式进行施工。这种短行程高频率的冲击工艺很好的解决了卡钻和斜孔的问题。如一旦出现斜孔则应当在孔内填充石块和混凝土进行修复，这样也需要耗费较大的费用。

2.2 岩溶发育区成孔施工中注意的要点

在黏土层中成孔时，冲程1～2 m，加清水或稀泥浆，经常清除冲锤上的泥块;在砂层中成孔时，冲程1～2 m，泥浆比重控制在1.3～1.5，勤冲、勤掏渣，必要时抛黄泥提高泥浆浓度；在基岩中成孔时，冲程3～4 m，泥浆比重1.3左右，勤掏渣。

开始冲进基岩时，宜采取“吊打”的施工方法，即短冲程、密频率的低锤密击冲孔工艺，以免偏斜。如发现桩孔偏斜，应立即回填片石，厚30～50 cm，再继续冲孔。经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活。以免突然掉锤，同时准备好打捞钩，既要勤松、少松，又要免打空锤，以备在掉锤时可立即打捞。

为便于打捞，应在冲锤上设打捞环、打捞杠、打捞套。遇到卡锤时，应交替紧绳、松绳，将冲锤慢慢吊起，不得硬提猛拉，必要时可使用打捞钩等辅助工具助提。清孔时必须及时补充足够的泥浆，始终保持桩孔中浆面稳定。清孔后泥浆比重应控制在1.15～1.25之间，孔底沉渣厚度小于5 cm。清孔后应立即灌注水下混凝土。

2.3 克服溶洞影响的技术措施

1）轻微的溶蚀地层:对于溶蚀发育比较轻微的地层或者溶洞，但是其内部有填充物，且没有裂隙发育，施工是不会产生大量的漏浆。可以采用正常的成孔方法进行钻孔，在砂砾石层钻孔是可以增加泥浆的密度。钻穿的溶洞出现漏浆的时候可以增加填石片、黏土挤密填实溶洞,直至漏浆停止。2）一般溶洞层:对溶洞发育明显且埋深较大，但没有大的裂缝贯穿的情况，虽然施工不会出现明显的漏浆，如果采用合理的施工措施可以防止塌孔。通常可以采用长度为3 m的混凝土护筒跟进到岩层中，护筒顶应高出地面30 cm。冲击至弱风化石灰层1～2 m的时候，应当减小冲程进尺，并且实时观测泥浆的液面，若发现漏浆应当利用片石、水泥包、黏土包等进行处理，同时补浆，并在钻进溶洞时增加泥浆密度。3）大型溶洞:对于溶洞发育明显的地区，容易出现多层溶洞，同时裂隙明显，施工时漏浆量较大，这种地层上施工应当采用多级的加长护筒，每次填充都需要高出岩层，防止漏浆而塌孔。护筒可以采用现场预制混凝土护筒，保证长度和厚度，用沉桩机械进行下沉直至岩面。在岩面和护筒交接的地方机械能浇筑，封闭护筒和岩层之间的缝隙，混凝土浇筑的厚度保证1～2 m。采用高压压浆的方式，保证护筒外围的空隙紧密，防止护筒偏移。待混凝土达到设计的强度后，再采用常规的溶洞区的施工工艺进行成孔,每次对溶洞顶进行击穿时应短进尺，并同时回填。

3 应对常见问题的具体技术措施

在施工中会遇到一些常见的故障,可以采用以下方法进行解决:

3.1 护筒边出现漏水

在钻孔时如发现护筒边缘漏水,应首先用木棒进行探查，检查坍塌的情况,如不严重则可以在塌陷的地方用黏土夯实,如严重则应当在护筒外增加木板桩，然后利用黏土夯实。

3.2 护筒下沉

在成孔的过程中如发现护筒下沉,这时应当用钻具将护筒调整往下夯实，然后增加一节护筒，护筒外采用丝袋黏土夯实再钻进。

3.3 卡管

如果因为井孔不正和钢筋笼连接不正等容易产生卡管的情况，遇到这种情况的时候应当进行振动，或者采用小型冲击钻进行振动，然后拔出导管。

3.4 堵管

在施工中如撤出水栓时由于栓球、栓料膨胀、混凝土坍落度过小等原因会造成堵管的情况。这时应当对导管进行轻微的振动并上下活动，将混凝土能送入孔内，如不奏效则可以拔出导管，并采用筒钻将孔内的混凝土捞出，并拔出钢筋笼，从新下钢筋笼并灌注。

4 结语

综上,岩溶发育地区的突出特点就是容易诱发漏浆和塌孔，这主要是因为岩溶地层容易形成溶洞和裂缝，因此在施工中除了应当采用合理的成孔工艺外,还应当对可能出现的问题进行提前的准备和增加监控力度,在面对问题的时候应当采用合理的处置措施，进行弥补，并保证施工的质量。这样才能在岩溶发育地区进行施工的时候避免一些常见问题对灌注桩的影响，以此提高施工的效率。

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[2]何建生.岩溶发育区冲击成孔灌注桩事故防治[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2009,(06).

[3]杨春辉.岩溶区域冲击成孔灌注桩的施工技术研究[J].广东建材,2009,(08).

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