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1、喀斯特溶岩地质桩基础施工技术一、前言桩基础石一种常见的可靠的基础形式， 适应于各种地质条件， 被广泛应用于 桥梁、房屋等大型建筑中。在发育的岩溶地层中进行钻孔桩施工， 由于地质结构复杂， 不可预见因素多，施工过程中 孔、 卡钻、 埋钻现象不断发生， 常常成为控制工期、 威胁施工安全、影响工程质量的技术难题。本工法解决了岩溶地层中钻孔桩施工中的技术难题，为施工提供了良好的工艺保证，从而保证了成桩的可靠性。二、工法特点1 .本工法是将粘土直接加入桩孔内，借钻头冲击自行造将。2 .在冲击钻的冲击作用下，将粘土和片石挤入溶洞和岩溶裂缝中，完成护 壁和成孔工作。3 护壁泥浆自稳能力强，突然漏浆也不会因补
2、水不及时造成孔，护壁效果好， 孔率低。4 .钻孔时泥浆能将土磴悬浮，一起排出孔外。5 .桩孔内的岩溶裂缝及溶洞已挤入了粘土、石块，可减少成孔后的混凝土流失量。三、用范围1 .适用于？8001500 mm钻孔灌注桩的成孔。2 .适用于石灰岩蜂窝状岩溶洞地层施工。3 .适用于块石堆积体上钻孔桩施工，入沿海填石地层的钻孔桩施工。四、工艺原理本公法在钻孔桩进入岩溶地层时，投入大量潮湿的粘土块和片石并立即补水，利用钻头冲击将粘土块和片石挤入溶洞及其裂缝中，堵住溶洞和岩溶裂缝，形成一个封闭的环形壁，完成钻孔桩成孔。五、施工工艺(一)工艺程序施工准备-埋设护筒-移动钻孔、定位-护筒内投入土、片石、水-钻孔
3、-抽磴-吸泥清磴(二)施工设备1 .施工前应完成三通一平工作。2 .制定桩位施工流程图。3 .根据地质资料预测施工中可能出现问题，向钻机操作人员交底4 .备足粘图块、片石。5 .对钻机进行认真保养、维修。6 .按设计图纸正确测定桩孔位置，并设置护桩。7 .埋设护筒(1 )根据桩量多少选用钢护筒或木护筒。(2)木护筒一般使用5 0 mm厚木板做成长22 .5 mm方形护筒，内 边长比桩径大200mm ,护筒埋设底部四周用混凝土封闭 0.4m X0.4m后填粘土 分层夯室。(3)钢护筒根据桩径大小、地层条件分别采用6-10 mm厚钢板卷制 焊接成圆形，直径较桩径搭5 0 mm ,护筒长依据地质、水
4、文情况选定，由单节或多节短护筒焊接而成。护筒一般长为1.52 .5 mm,钢护筒的埋设过程为;第一节由人工埋设，使筒顶高出地面2 0 0 mm ,焊接第二节后，在护筒顶放置 打板(5 0 mm厚钢板制作)，利用钻机提前钻头，将钢护筒冲击入土，然后冲孔，孔深达到护筒底后，再焊接第三节护筒，如此循环，直至达到需要深度。(4)护筒埋设好后，护筒中心与设计桩位中心偏差不得超过5 0 mm ,斜度 不得达于1 %。8 .确定所使用得钻机，一般都用C Z - 3 0型冲击钻机。(三)施工要点和注意事项1 .钻孔(1 )钻机就位时用方木垫平，将钻头中心线对准桩孔中心。(2)钻机桅杆顶应对准钻机轴线，用缆风绳
5、挂牢拉紧。(3)再护筒内投入土块和A 1 5 0 mm片石并注水，用钻头把粘土冲击成膏壮。(4)取样测试泥浆各项指标，泥浆得性能指标应满足表1所列范围。表1 泥浆性能指标顺序测定项目指标范围备注1比重1.1-1 .42粘度 1 5%4胶体率7 0%5塑性指限树1 76pH值79(5)开儿时用小冲程冲击钻孔,要打得准，打得稳，间断冲击，少抽硝,可编辑使开口圆顺。(6)加入小于15cm片石，反复冲击24次，挤密护筒底部周围土层。(7)钻进至护筒底23后加大冲程，主纯放长量为35cm。( 8 )密切注意观察钻机工作情况、周围地表沉降和护筒内水位变化，防止不正常情况发生。( 9 )根据地质柱状图，再接
6、近溶洞时勤观察、勤检查，凭手握冲击主绳的手感，钻头冲击岩层的响声，抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。(10)接近岩溶时主纯松纯量应为12cm,防止击穿岩壳时卡钻。( 11 )钻穿岩溶地层上壳时一旦漏浆，要及时投放粘土块、片石并补水，保持孔内水位高度。2 .随着孔内钻硝增多，钻速下降，应进行抽硝。每钻进0.60.8m抽硝一次。每次抽碴后加入 0.6m 3 粘土块，注入清水，保持孔内水位。对钻碴作取样分析，核对设计地质资料检查证，合格者即将钻碴抽净。3 孔深钻至设计标高后，应对孔深、孔径、孔的倾斜及孔位偏差进行实验检查，并填写检查证，合格者即将钻碴抽净。4 灌注水下混凝土前必须清除孔内钻碴和泥浆，
7、清孔方法采用抽碴吹风法。六、施工机械5 工法单一工作面主要机械设备见表2 .表2主要机械设备顺号名称主要规模单位数量备注1冲击钻机cz-30 型台12十字型钻头1.7-2 . 5 t个2整体浇铸3电焊机1 8 kv A交流弧焊机台14抽水机zs65 50 125台2一台备用5抽磴筒活门球阀杯式个16千斤顶2 5 t液压式个3顶移钻机7空压机1 2 m3/min台1孔底翻磴七、劳动组织一台钻机的劳力组织见表3。表3劳动组织每台班人数说明顺序工种人数早 中晚1机长11负责机组工作安排和安全，指导钻机维修检查司钻兼作记录负责补焊钻头、钢筋笼焊接及其他2钻工62223电焊工211合计 99人负责一台钻
8、机，实行三班制连续作业八、质量标准本工法除执行设计施工图纸及有关设计文件的要求外，应执行铁路桥涵工程质量评定验收标准(TBJ415 87),铁路特大桥工程质量评定验收标准(TBJ41687),铁路桥涵施工规范(TBJ203 86),铁路混凝土及砌石工程施工规范。九、安全措施1.钻机就位后机身要方木垫平，塞牢，胶轮悬空。桅杆顶端要对称拉紧。2 岩溶地区的钻孔桩施工易发生漏浆，因此要备足粘土块和片石，出现漏浆要马上补充，保持孔内水头高于地下水位1.5m 。钻孔接近溶洞时，必须严格掌握松绳量，要勤松、少松，防止击穿岩壳卡住钻头。3钻头钢丝绳再一个捻距内断丝数超过15% 时必须更换。4 每天交接班应检
9、查钻头、主绳、主绳与钻头连接、提梁、绳卡有无问题，发生问题时及时处理。十、效益分析1 衡广复线北方水中桥采用本工法施工，大大加快了修建速度，比常用的施工方法提高工效约 10% 。2 此工法按1000mm 桩径计算，比全部采用钢护筒法每m 节约费用 610 元。十一、工程实例衡广复线里程 D l|K2012+811.73m处，北乡水中桥两墩两台，共有1 0 0 0mm 直径钻孔3 8根，总长9 2 5 .3 8 m,最深桩孔43 .8m。根据地质钻探资料桥址地质结构复杂，上部覆盖砂粘图和卵石土，下伏基岩溶蚀严重，顶板薄，在绝对标高50m 以上几乎呈蜂剿状， 被称作典型的 “石灰岩岩溶发育构造” ， 溶洞被砂粘土充填，个别溶洞无充填物。钻孔桩需穿过多层溶洞才能抵达基岩，使钻孔作业施工难度大，工艺要求高。该桥于 1984 年 2 月 28 日由 2 台 CZ 30 型冲击钻机开钻。 11 月 10 日钻孔桩结束，历时8 个半月，实钻孔1028.74m 。穿越溶洞 112 个，累计深度149.5m 。处理 孔2 4次、较大面积塌陷3次、卡钻2次，平均台班进尺0.54m。钻孔合格率1 0 0 %,优良率9 7 %。深圳妈弯电厂煤筒？ 1 0 0 0 mm桩基，系在2 0 m深海填石区地层上施工,也采用本工法施工，收到了良好效果。
