溶液岩地区灌注桩施工

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1、 浅谈岩溶地区冲孔灌注桩施工浅谈岩溶地区冲孔灌注桩施工-记记 XXXX 电厂桩基施工电厂桩基施工摘要摘要：文章结合工程实例，阐述了岩溶发育场地冲孔灌注施工常见问题产生的原因、预 防措施及处理措施，为其它同类工程提供参考。 关键词关键词：溶洞 土洞 冲孔灌注桩 施工电厂一期工程为 21000MW 级超临界燃煤发电机组，该电厂位于广西壮族自治区东北部 贺州市富川县莲山镇罗山村北侧，属国家鼓励的高效、低耗、符合产业政策的大型发电厂， 也是国家“西电东送”广西境内北部重要的电源支撑点。该项目的建设不但能有效解决广西 电力系统预期电力缺口，改善电源布局，增加广西电网输电能力，还能增强南方电网公司 500

2、kV 电网结构，支撑西电东送网架，确保西电东送容量。同时，项目的建设对加快广西地 域经济发展具有重大意义。 电厂坐落在喀斯特地貌区，地层从上至下分别为硬塑状粘土，强风化灰岩，中风化灰岩。 场内强风化层厚，溶洞、土洞多且跨度大。所揭露的溶洞大部分为空洞，跨度在0.516.6m，土洞的跨度在 1.115m。除此之外厂内还出现过多次塌陷，最大的塌陷坑直径约20m，深约 5m。该项目采用冲孔灌注桩基础，已完成的桩孔中，单桩混凝土最大灌注量达 700m3。在这样复杂的地质条件下，许多施工单位都无法顺利完成基桩施工，被迫中途退场， 而我方正是在这样的情况下进入现场施工。我方所施工的 1#斗轮机区域，共设计

3、冲孔灌注 桩 184 根，桩径 8001000mm。现就该项目施工中所遇到的问题结合笔者多年冲孔灌注 桩施工经验，简单的阐述冲孔灌注桩在岩溶发育场地施工时常见的桩位偏移、塌孔、偏孔、 卡锤、断桩、钢筋笼上浮、桩底沉渣过厚等产生原因及预防处理措施。 一、一、 桩位偏移的原因、预防及处理桩位偏移的原因、预防及处理 由于冲孔灌注桩施工为露天作业，受天气影响较大，在雨季施工，特别是在新近回填土、 软弱土层雨季施工时极容易造成桩位偏移。钻孔成桩后，桩位偏移只能通过更改设计来处理， 由此导致了施工成本的增加，所以在施工前及施工过程中应采取有效措施加以控制、避免桩 位偏移，以确保施工质量。 （一）桩位偏移的

4、原因：1、施工区域为新近回填，回填年限小于 5 年，回填的粉质黏 土土质较均匀，但结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。当 在一定压力下受水浸湿，土结构会发生破坏，强度迅速降低，在施工中产生不均匀下沉。 2、施工钻机机架不稳、钻机磨损、部件松动。3、土层与岩面接触面土质不均匀造成偏移。 （二）预防及处理措施：1、在新近回填土区域施工，施工前应采用挖掘机进行适当碾 压，钻机就位时在每根滚筒下垫放 4 根枕木，以保证钻机平稳。2、安装钻机时，要对导架 进行水平和垂直校正，检修钻孔设备，并及时修理部件松动部位。3、施工过程中，应对钻 机底部进行维护，避免钻机底部，特别是枕木下

5、积水。4、进入土层与岩层接触面时，尽量 采用低冲程，并使钻头充分转动，可加快冲击频率，必要时投入少量直径为 200300mm 片石夹黏土。5、由于在岩层内的桩位偏移极难修正，所以在施工至基岩面 时，应停钻复测桩位偏差。当偏差超出施工设计要求较小时，应立即调整钻机位置，修正桩 孔；当偏差较大时，应采用黏土回填至孔口，重新布放桩位施工。 二、二、 成孔过程中塌孔的原因、预防及处理成孔过程中塌孔的原因、预防及处理 （一）产生塌孔的原因：1、泥浆指标不符合施工要求，泥浆粘性差、相对密度低，起 不到泥浆护壁的作用。2、孔内泥浆面低于孔外水位，在外压力作用下孔壁发生破坏。3、冲 击钻进过程中破坏了溶洞、土

6、洞的支撑体系或发生漏浆而引发塌孔。4、钻进过程中遇流砂、软淤泥、破碎地层或风化岩层，由于钻进进尺太快，在钻头冲击力及地下水的作用下，孔壁 发生破坏而导致坍塌。 （二）预防及处理措施：1、施工过程中应经常检查泥浆性能，尽量使泥浆相对密度保 持在 1.31.5，如施工地层土层较薄无法自行造浆时，应及时加入膨润土或投入黏土造浆。 做好备用泥浆池，如发生漏浆液，应及时进行补浆，并投入黏土夹片石堵漏。2、适当提高 护筒的埋藏高度，尽量使护筒高出地面 0.5m，以增大孔内水压力，提高泥浆护壁能力。3、 施工前，仔细研究施工桩孔柱状图，在快施工至溶洞、土洞时，应采用低冲程施工，并注意 观察桩孔泥浆面变化。根

7、据溶洞、土洞高度，投入适量的黏土夹直径 200300mm 片石， 从而形成人工黏土夹片石护壁，以保证桩孔稳定。4、遇流砂、软淤泥、破碎地层或风化岩 层等特殊地层时，应采用低冲程施工，并保持泥浆相对密度在 1.5 左右。施工时应尽量放慢 施工速度，最好能每施工 1.0m，停机半小时观察泥浆变化及调整泥浆相对密度。5、当发生 桩孔坍塌时，应探明坍塌位置，将水泥和粘土混合物回填到塌孔位置以上 23m，等回填物 沉积密实后再重新冲孔。严重塌孔时（坍塌至孔口），采用水泥及黏土混合物投入孔内，每 填 2m 用冲锤低锤冲实，反复操作直至回填到孔口，待 48 小时后方可重新开孔。当由坍塌引 发地面下沉且面积较

8、大时，应对坍塌面进行回填，待稳定后采用 36m 长护筒施工。 产生塌孔的因素较多，但归咎起来就只有两点，泥浆和孔壁。只要采用合格的泥浆，施 工时进尺不要太快，在发生轻微漏浆或有些细微塌陷时，应及时补浆并投入黏土堵漏，以防 漏浆或塌陷愈来愈严重。 三、三、 成孔过程中产生偏孔的原因、预防及处理成孔过程中产生偏孔的原因、预防及处理 （一）产生偏孔的原因：1、冲击中遇探头石、漂石，大小不均，钻头受力不均。2、基 岩面产状较陡。3、锤牙不完整，施工时发生偏斜。4、钻机底座产生不均匀沉陷后施工机械 发生倾斜。5、孔径大，钻头小，冲击时钻头向一侧倾斜。6、各地层交界处软硬不均匀，土 层呈斜状分布产生偏孔。

9、 （二）预防及处理措施：1、在冲击成孔过程中，应经常检查钢丝绳位置，一般采用十 字线法核对钢丝绳位置，如发生偏孔应及时投片石纠偏，切勿等到偏移较大时才纠偏。一般 偏移越大，纠偏越困难，纠偏所需要的也时间越长。2、发现探头石后，应回填碎石或钻机 稍移向探头石一侧，用高冲程猛击探头石，破碎探头石后再钻进。3、在岩层中施工时，应 经常检查锤牙是否完整，及时对脱落的锤牙进行修补。4、初遇基岩面时，应采用低冲程， 并使钻头充分转动，进入完整基岩后再采用高冲程钻进，也可投入少量片石后再冲进。5、 岩面产状较陡时，先采用片石回填至高于岩面 1.0m 处，再采用低冲程施工。低冲程施工时， 冲锤提高 0.50.

10、8m 冲击，持续冲进，直至施工出一个完整的平台后才能改用高冲程施工。 6、当偏孔较严重，纠偏较困难时，可采用黏土回填，改用大一级的冲锤施工。待纠偏成功 后再改回原来的冲锤。例如：施工桩孔直径为 1.0m，发生偏孔后可改用直径 1.2m 冲锤施工， 待纠偏成功后再改用 1.0m 冲锤施工。7、以上方法均不可行时，则可先冲击至溶槽底部，形 成一个稳定“基岩平台”，下导管清孔，灌注强度等级为 C40 的混凝土至基岩面以上 23m，待砼龄期超过 15 天，混凝土强度可达设计值 70%以上时，再采用小冲程冲击成孔； 或探明岩面陡斜方向，采用工程钻机钻探较高面下 0.81.5m，然后放入炸药进行小面积爆

11、破，再进行冲击成孔。 在桩孔纠偏施工中，岩面产状陡斜是最顽固的。由于岩面过于陡斜，部分桩孔纠偏长达 数月之久，即使投石纠偏也收效甚微。岩面陡斜的偏孔，最重要的是在刚开始偏孔时进行低 冲程投石纠偏，施工出小的岩面平台，循序渐进直至施工到完整基岩面，切勿进尺太快造成 严重偏孔。 四、四、 卡锤的原因、预防及处理卡锤的原因、预防及处理（一）卡锤的原因：1、钻孔不圆，钻头被狭窄部位卡住。2、未及时补焊钻头，钻头直 径逐渐变小使补焊后的钻头冲击时被卡。3、上部孔壁坍塌物卡住钻头。4、在黏土层中冲程太长，泥浆粘度较高，以致钻头被吸住。5、放绳太多，冲击钻头倾倒顶住孔壁。6、冲击过 程中遇溶洞，被溶洞顶板卡

12、住。 （二）预防及处理措施：1、应正确判断卡钻的原因，不可盲动，防止越卡越紧。2、若 孔不圆，钻头向下有活动余地，可向下活动并转动至孔径较大处提起钻头，处理时可用打捞 钩或打捞活套助提。3、使用符合规格的钻头并经常检查其直径是否变小，当小于施工要求 时应及时修补。4、向孔内泵送性能良好的泥浆，替换孔内的粘度过高的泥浆，以及排出孔 内的塌落物。5、及时修补冲击钻头，若孔径已变小，应严格控制钻头直径并在孔径变小处 反复冲刮孔壁以增大孔径。6、采用辅助设备，如挖掘机固定钢丝绳方向，然后从不同方向 提拉钻头。 7、采用水下小型爆破震动冲锤及冲锤顶部塌落物。具体操作如下：将烟花的火药倒入空啤 酒瓶中，以

13、 2/3 为宜，再放入白炽灯灯芯，灯芯两头连接好电线（电线长度要求大于孔深 5m），将啤酒瓶密封，用测绳绑住啤酒瓶连同电线下放至孔底，最后电线两极接通电源，引 爆啤酒瓶。8、采用小冲锤，冲击压在锤头的塌落物，从而有效提出冲锤。冲击过程中需不 断循环泥浆。当发生卡锤时，切勿盲目硬拉强提，应先查明卡锤原因，再采取相应措施进行处理。 五、五、 断桩的原因、预防及处理断桩的原因、预防及处理 （一）产生断桩的主要原因：1、在砼浇筑过程中，导管接头断裂使导管脱离混凝土面 引起断桩。2、导管接头密封不好，漏气、漏水，使混凝土产生严重离析导致断桩。3、混凝 土质量不佳，如塌落度不满足要求、运输灌注过程中产生离

14、析等造成堵管，导致断桩。4、 初灌砼过少，导管埋入砼深度太小，导管进水或进泥，导致断桩。5、灌注砼过程中以及后 期导管埋入砼深度太小，提管时高出砼面，导管进水和提斗导致断桩。6、灌注砼时，砼自 身重力压塌相邻溶洞，导致砼面下降至导管以下造成断桩。 （二）预防及处理措施：1、砼砂、石、水泥用料按规范要求严格筛选，塌落度控制在 180mm-220mm，使砼拌合物具有良好的和易性。2、在砼运输和灌注过程中，不应有离析、沁 水现象，砼应连续灌注。3、首批砼灌注量应经过严格计算，保证满足初灌埋管要求。4、灌 注砼的过程中，导管埋深2.06.0m为宜。 如造成断桩，应根据现场实际情况，合理选择二次成孔法、

15、接桩法、压浆法、补桩法等 措施进行补救。 六、六、 钢筋笼上浮的原因、预防及处理钢筋笼上浮的原因、预防及处理 （一）钢筋笼上浮原因：1、导管底端接近钢筋笼底端时，灌注混凝土的速度太快，混 凝土流出时冲击力较大，推动钢筋笼向上浮动。2、埋管过深，混凝土灌注时间过长，表层 混凝土已近终凝，使混凝土与钢筋之间产生了一定的握裹力。此时若导管底端未及时提升到 钢筋笼底端以上，混凝土从导管流出后向上升时，会带动钢筋笼上浮。3、提管时法兰盘钩 住钢筋笼，导致钢筋笼上浮。 （二）预防及处理措施：1、下压笼管，即将 48 钢管套在笼顶主筋上，再将钢管焊接 在护筒上。一般使用 2 根钢管对称焊接效果较好。2、当导

16、管底端接近钢筋笼底端时，适当 放慢灌注速度，并控制好导管的埋深，以减少混凝土的上冲力。3、尽量缩短混凝土的整体 灌注时间，若整体灌注时间较长时，应采取措施延长混凝土的初凝时间。若发现钢筋笼有上 浮现象，除了采用钢管套在钢筋上顶压以外，还应提升导管（注意导管的埋深） ，并放慢混 凝土浇灌速度。 七、七、 孔底沉渣厚度偏大的原因、预防及处理孔底沉渣厚度偏大的原因、预防及处理 （一）沉渣过厚的原因：1、清孔不规范，二次清孔时，加水过快，导致悬浮在泥浆中 的大直径岩渣快速沉淀至桩底，形成永久性沉渣。2、清孔后的泥浆比重过大，在灌注前停 泵时间过长，导致悬浮的岩渣沉淀。3、清孔后的泥浆比重过大，以致在灌注混凝土时，混 凝土的冲击力不能完全将桩孔底部的泥浆反起，造成混浆。4、初灌时，导管下端距离桩孔底部过高，影响了混凝土的冲击力，导致混凝土未能将孔底沉渣排出；或初灌的混凝土塌落 度过小流动性差