岩溶地质钻孔桩施工.doc

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岩溶地质钻孔桩施工

［摘要]介绍了广东清远北江三桥大直径冲击钻孔灌注桩成孔施工方法，以及施工过程中如何解决裂隙、多层溶洞漏浆、堵漏及灌浆处理的问题。
［关键词]岩溶地质溶洞裂隙地质超前钻注浆漏浆堵漏冲击钻孔灌注桩
1工程地质概况
广东清远北江三桥共有82根嵌岩灌注桩(其中Ф2.2m桩52根,Ф2。0m桩30根)。桥位处北江自东向西流动，两岸受大堤约束，河段弯曲，河床开阔平坦,滩槽分明，河槽较宽浅。河床为粗砂、砾砂覆盖。为老第三系与泥盆系上统不整合接触地带,岩溶强烈发育,北部基岩明显可见，岩面起伏较大，高程突变；中部及北部部分基岩呈薄层状，层间裂隙发育，部分泥质充填；中部石灰岩顶面埋藏相对较浅。部分地段溶洞顶板厚度与洞跨比值小,存在切割的悬挂岩块,并且多数溶洞为半充填，部分为空洞。工程地质条件极其复杂，对桩基础的施工带来了一定困难.
主要地质特征表1
地层名称特征描述粗砂成分为石英,长石，分选性较好；粒径为0。5～2mm含少量卵石，饱和，中密，含有砂砾,层厚0.8～11。0米。砾砂中密,饱和,一般混卵砾石30%左右，局部混少量泥质，层厚0～15米不等；粒径为2～5mm，分选性较好，含有中粗砂。卵石中密，饱水.颗粒大小不一，粒径多在50~100mm之间,填隙物为圆砾及中粗砂；层厚2。5～20。7米.粉土中密，成分以粉粒为主,可塑，层厚0～16.3米不等.石灰岩浅灰、深灰色，岩体裂隙、岩溶发育，裂隙充添紫红色质，溶洞为空洞、半充填、充填.部分岩面倾角较大，呈近直立状。2钻机选型及钻孔方法的确定
几个方案的比较：
1）若采用深埋护筒，设备投入大，插打时间长，不经济；
2)若采用小扭矩回旋钻机不能有效地穿越卵石、漂石层；而大扭矩回旋钻机自重太大，需要大型起重设备，无法满足多工点施工的需要；
3）若采用钢丝绳冲击成孔具有设备简单,操作方便，动力消耗小,机械故障少等特点,可通过回填片石和粘土有效地处理岩面倾角大，溶洞和裂隙等问题,通过砸实挤密解决漏浆问题，更能有效防止塌孔;另外，通过成孔速度的比较,冲击钻机和正循环回旋钻机的钻孔速度相差不大,而冲击钻机转移快、安装迅速。
通过以上方案比较，我们决定采用浅埋护筒，泥浆正循环、冲击钻机成孔.我们选用的钻机主要参数如表2所示。
钻机主要参数表2
卷扬机钻头泥浆泵起重能力
（t）功率
（kW)型式高度
(m)直径
（m)重量
(t）流量
（m3/h）功率
(kW)1075十字型
六爪型21。97～2。177~854～151223溶洞、裂隙的处理
清远北江三桥基岩为石灰岩，岩溶十分发育。最大溶洞高度达40.2米。溶洞串最多个数达5个。溶洞中既有有充填物的，也有半充填和无充填物的，如表3所示.我们主要按下述方法处理：
3。1地质超前钻,提前注浆处理
由于设计院提供的一桩一钻地质柱状图的岩面情况和溶洞情况很不详细，于是经业主和设计方研究后，决定补充进行超前钻，对全桥78根桩进行了超前钻详勘(一般每根桩增加3个地质钻孔)，其孔位平面按正三角形布置.超前钻时由于发现了很多持力层厚度有变化，故对87%桩的桩深进行了修改。对部分漏浆的溶洞和裂隙进行了注浆加固.
注浆加固方法
超前钻孔过程中，每遇到漏浆溶洞或裂隙，立即进行注浆处理。并用纯水泥浆封堵，利用浆液的流动性，在压力作用下，充满空洞及裂隙。开启注浆泵进行注浆,控制注浆量；当注浆量达到设计量或顶部返浆后,上拔注浆钻杆，直至结束;注浆结束后,清洗注浆设备,防止残留浆液凝固,堵塞钻杆.
2）注浆主要技术参数
注浆压力：0。1～0.2MPa
注浆流量:8～10L/min
浆液配比(重量比):水泥∶水=0。8(0。6）∶1
典型墩位溶洞情况一览表表3
桩号溶洞顶底板高程
（m）溶洞高度
（m)填充说明溶洞总
高度（m）13-1-23。24~-26.643.4紫红色粉土充填7。0—27。62~-28.871.25空洞—29.42～-29.720.3紫红色粉土充填—30.02～—30。320。3空洞—32.04～—32.520.48空洞—33。24～-36。241。25空洞13—2—28.1～-30。01。9粉土充填42.0—31.5~-71.640.1－53.0~－71.6为空洞13-3—28.0～—29.51。5粉土卵石充填，不漏浆33。3—30。5～—32。52.0粉土卵石充填,漏浆-35.6～—43.68.0粉土卵石充填,漏浆-47。0～—50.03.0粉土卵石充填，漏浆—51。8～—70。618.8粉土半充填,稍漏浆16-1—36。4～-39。83。4粉土半充填，不漏浆3。416-2—31.9～-33。61。7粉土卵石半充填，漏浆3.65—34。7~—36.651。9516—3—21.5～-22.10.6粉土半充填，流塑状5.5-24.6～-26