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1、旋挖钻机在岩溶强发育地层钻孔桩 施工技术1、工程概况京沪高速铁路三标荆河特大桥位于山东省滕州市境内，桥梁全长 11.445km,孔跨布置:20x24双线简支箱梁、328*32双线简支箱梁、 2-(32+48 + 32)双线连续箱梁。全桥墩台基础设计全部为钻孔桩基础，直 径1.0m,1422根,桩总长44272.77m,直径1.25m,1538根,桩总长 83527.39m,直径1.50m,108根,桩总长14325.16m。其中203号墩直径 1.50m,最大桩长为85.5m。2、工程地质特征荆河特大桥主要以石灰岩为主，岩层为单斜构造，岩层产状30。/12。桥 位区岩体节理裂隙发育。dk580
2、+229dk582 + 100段;钻孔遇溶洞率达 76.9%,岩溶强烈发育地段达90100%。dk582+100dk583 + 100段; 钻孔遇溶洞率60.8%73.7%,溶洞呈串珠状分布。其中203号墩串珠 状溶洞多达13个，溶洞高度一般在28m之间。其中286号墩溶洞高 度 25.5m, dk583 + 100-dk586+100 段;钻孔遇溶洞率 66.1%7L9%。 dk586+100dk587+100段;钻孔遇到溶洞，占42.5%,溶洞呈串珠状 发育。桥位区土洞，主要是岩溶地层上覆土层被地表水及地卜水渗透活 动发生潜蚀作用和负压吸蚀等相互作用所形成。3、钻孔桩施工技术3.1、 钻机
3、类型选择 荆河特大桥钻孔桩穿过黏土、粉质黏土、中粗砂类土、泥灰岩、石灰岩。 根据地质状况，选择桅杆式冲击钻机，这种冲击钻机可根据岩层硬度随 时调整钻头提升高度（冲程），具有冲击能量大的特点。3.2、 钻孔顺序在岩溶强发育复杂地层进行桥梁钻孔桩施工，地质结构复杂造成了钻孔 困难、成桩困难。在钻孔桩施工前，必须准确掌握地质情况，我们采取 钻探和物探相结合的原则，在逐墩、逐桩进行地质钻探的基础上，我们 又做了全桥详细的逐墩的物探，以弄清各墩、各桩的覆盖层厚度、土洞、 溶洞位置、数量多少及填充状况。钻孔施工，根据钻探和物探资料的地 质结构来选择桩位钻孔顺序，显得尤其重要。荆河特大桥钻孔桩施工选 择桩位
4、钻孔顺序的基本原则是：对于不等长桩桥墩，钻孔施工遵循先长 桩，后短桩的施工顺序。同一墩位的钻孔顺序，按溶洞由深到浅、由多 （串珠状）到少，先施工边位桩、角位桩，这样施工有利于及时封闭溶洞， 阻断溶洞通道，以利下一根桩的施工。3.3、 泥浆护壁泥浆护壁是钻孔桩施工中最基本的技术措施，为了加强泥浆护壁，要使 用黏性好的黏土制备泥浆，在冲击钻孔时将黏土直接投入孔内，利用钻 头冲孔时制造泥浆。荆河特大桥钻孔桩施工中，对于地质复杂频繁漏浆、 塌孔的重难点桩，为提高泥浆的护壁效果，还采用了地质钻探专用膨润 土进行造浆护壁效果显著。当溶洞内填充物为细砂或流塑物质时，在泥 浆中掺加适量的水泥，可以起到提高泥浆
5、的抗渗透能力，增加护壁效果， 可以有效防止塌孔漏浆的功效，水泥用量一般占粘土用量10%20%。3.4、 人造孔壁人造孔壁就是根据溶洞内有无充填物及充填物的不同种类和流塑性，在 使用优质泥浆护壁施工的同时，在钻孔遇到溶洞时，往孔内投入黏土块 （编织袋装黏土加稻麦草）、片（碎）石和混合料，增加溶洞孔壁骨架稳定作 用，一般选用粒径1525cm片石和89cm的碎石，稻麦草应用锄 草机切断，长度3050cm。借助于钻头的冲击捣固作用，将填充混合 材料和稠密的泥浆一起挤入溶洞岩溶裂隙中，形成强度连续的钻孔路径, 在持续的钻孔过程中形成孔壁封闭环，达到人造孔壁的效果。荆河特大 桥钻孔桩遇到溶洞，最基本的处理
6、方法就是采用粘土片（碎）石人造孔壁 法进行处理，在穿过溶洞时采取填片石加粘土以填充溶洞，通过回填片 石加粘土反复冲砸、挤压形成人造孔壁穿过溶洞。人造孔壁质量的优劣 是决定成孔的关键，粘土片（碎）石人造孔壁的比例为;粘土 04片（碎）石 0.6,必要时可加入时稻草（草类）物质，在冲击回填反复冲砸、将溶洞填满 并且挤压密实，在溶洞内形成坚实并具有一定强度、且承受一定压力的 人造孔壁。质量不好的人造孔壁在灌注水下混凝土时，当混凝土顶面上 升到一定高度时，人造孔壁将不能承受混凝土的巨大压力，混凝土将溶 洞人造孔壁挤穿，混凝土大量流进溶洞，不能有效地埋置导管，将会造 成断桩事故。灌注时要勤测量混凝土面高
7、程，对灌注过程中出现的缓慢 下降要有准确的判断，防止混凝土面突然下降造成导管悬空而断桩;在灌 注时应适当加大混凝土灌注高度，一般考虑要超过设计高程1.52.0米, 待水下混凝土灌注面稳定0.51.0小时后再拔出导管，避免在灌注完成 后混凝土面下降造成短桩。3.5、 溶洞串孔漏浆荆河特大桥岩溶强发育地层，溶洞呈串珠状分布。其中203号墩串珠状 溶洞多达13个，溶洞高度一般在28m之间。其中286号墩溶洞高度 25.5m,钻孔遇溶洞率66.1%71.9%,岩溶强烈发育地段达90-100%, 半充填和无充填型空溶洞连通性较好。为了加快施工进度、确保工期， 同一墩位上23台钻机同时进行钻孔施工，往往会出现溶洞串孔频繁 漏浆，采用片石粘土回填处理溶洞串孔漏浆其效果较差。溶洞串孔漏浆 处理方法可采取灌注水下混凝土封闭溶洞，阻断溶洞通道;将钻头提升出 孔外往钻孔内灌注水下混凝土，灌注面应高于溶洞顶面23m,待水下 混凝土灌注面稳定0.51.0小时后再拔出导管，以确保水下混凝土充分 地封闭了溶洞，待水下混凝土达到一定强度（12天）再开钻。荆河特大 桥289#、290#等桥墩溶洞串孔频繁漏浆，采取灌注水下混凝土封闭溶 洞，阻断溶洞通道后成孔顺利，效果显著。