1、城际高铁岩溶地段钻孔桩施工摘要：随着国民经济的发展，交通量的增大，高速铁路建设事业正欣欣向荣。本文主要是论述如何有效解决复杂地质溶洞钻孔桩施工的问题，尤其是上层为淤泥质粘土，下层为灰岩地质的溶洞地质状况。 关键词：溶洞钻孔桩施工 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一、工程概况 沪宁高速铁路板桥沟大桥位于江苏省镇江市润州区境内，全桥孔跨布置为 7-31.6 米箱梁，南京台尾里程：DK070+027.67,上海台尾里程：DK070+268.23，桥梁中心里程：DK070+147.950，全长 240.56 米。本桥溶洞钻孔桩孔位主要分布在 4#墩、6 #墩。4#墩单根桩长 42.4
2、3 米，共计8 根，为摩擦桩，桩顶往下钻孔 30 米深后开始出现溶洞，桩顶往下 35 米后溶洞消失，桩底进入持力岩层。溶洞区间厚度达 5 米。6#墩单根桩长45.5 米，共计 8 根，为柱桩，桩顶往下钻孔 35 米深后开始出现溶洞，桩顶往下 39 米后溶洞消失，桩底进入持力岩层，溶洞区间厚度达 4 米。溶洞出现时症状为孔内泥浆突然下涌。 二、总体施工方案 板桥沟大桥 4#墩和 6#墩溶洞钻孔桩设计共 16 根，桩位处地质情况从上到下大致分 5 层：粉质粘土、淤泥质粉质粘土、含角砾粉质粘土、凝灰熔岩、灰岩。通过对地质钻探资料分析研究，确定采用冲击式钻机进行岩溶地段钻孔桩的钻孔施工。 钻孔过程中准
3、确掌握地层的变化，及时认真的捞取样渣，分析土层情况，记录钻孔记录并与设计地质柱状图核对。钻孔过程中根据地质情况，通过不同的岩土层时采用不同的钻进方法。开始钻孔时采用小冲程开孔；通过土层时采用中冲程进行反复冲击；通过土岩分界面时，投入小片石将表面垫平，同时加大泥浆比重，采用小冲程反复快速冲击；进入均匀岩层后采用高冲程反复冲击钻进。 在土层中钻孔施工采用常规泥浆护壁的方法，孔口处钻孔壁采用直径 1.5m，壁厚 1cm，节长 2.0m 的钢护筒护壁；由于钻孔桩钻孔至溶洞区间时孔内泥浆会突然急剧下涌，为保证钻孔壁不坍塌，在钻孔接近至溶洞时，插打孔内钢护筒入孔（孔内钢护筒尺寸为内径 1.2m、壁厚 1c
4、m、节长 1.5m） ，采用串联焊接形式连接，同时抛填片石、袋装水泥、并伴随粘土造浆护壁及填充溶洞区间。 终孔后对钻孔成孔进行检测，合格后进行清孔，4#墩摩擦桩采用掏渣筒法清孔；6#墩柱桩采用射水冲射孔底清孔。钢筋笼骨架在制作场内分节制作，平板车运输至现场，吊车吊装下放，笼骨架采用单面焊接。水下混凝土灌注采用“加深导管埋深、加大初存量、勤观测”的方法进行处理。桩体在自然养护后进行成桩无损检测。 三、设备配置和劳力安排 1、设备配置 根据工程特点及现场需要，配置的机械设备主要为电焊机、切割机、冲击钻机、吊车、钢板打桩机等。具体详见“主要机械设备表” 。 主要机械设备表 2、劳力安排 一个班组劳力
5、安排表 四通过溶洞的钻孔施工工艺要点 板桥沟大桥 4#墩、6#墩溶洞区域在地质结构上分布呈多层间断性分布，溶洞裂隙较发育。在钻孔接近至溶洞时，插打钢护筒入孔，钢护筒采用串联焊接形式连接，并采用 0.51.0m 小冲程短进尺逐步打穿溶洞，在打穿溶洞后提出钻头，迅速抛填片石、袋装水泥，并加大泥浆比重进行护壁加固及填充溶洞区间。 钢护筒插打施工 溶洞钻孔桩自孔口往下约 30m 为软质土层，需插打钢护筒护壁，插打前对钢护筒中心位置与垂直度进行校正，符合规范要求后，再在钢护筒上方安放一块 1.5m1.5m 厚 2cm 的钢板。 插打孔内钢护筒采用钢板打桩机插打，每串联焊接一节钢护筒就往下插打一次，采用小
6、冲程短进尺逐步打穿溶洞。钢护筒安装插打的具体节数根据各孔的地质情况决定，钢护筒插打深度一直深入到岩层为宜。插打过程中对钢护筒的位置及垂直度随时进行检校。 当最后一节护筒下放孔内，插打钢护筒已至岩层或不能再继续往下插打，而此时护筒尚有一定长度未进入孔内时，为不使护筒超出部分影响后期砼灌注将多余长度部分切割掉。 孔内钢护筒连接 钢护筒连接采用串联焊接的方式，使上下节钢护筒焊联成一个整体。当第一节钢护筒下放后，用外径为 6cm 的圆钢棒或钢管从 8cm 的护筒圆孔内穿入担置在孔口护筒周边所铺垫的枕木或钢轨上，以便于该节护筒与下一节护筒焊接施工。 溶洞区域填充施工 溶洞区域填充材料以水泥与片石为主，水
7、泥选用 PO.42.5 水泥，片石粒径 1045cm，片石颜色与桩内岩层颜色尽可能不要一样，以便进行地质确认，片石不得使用风化岩，且必须有一定的强度。 在打穿溶洞后孔内泥浆会突然急剧下涌，泥浆下涌后将预备好的一定数量的水泥与片石按 1：3(重量比)比例迅速投放到钻孔内，先投放片石再投放水泥再投放片石，如此循环投放。片石采用装载机装运与投放，水泥为袋装投放；现场 4#墩溶洞片石的投放量约 40m3，袋装水泥的投放量为 20 吨；6#墩溶洞片石的投放量约 32m3，袋装水泥的投放量为 16 吨；投放量以满足孔内泥浆基本不再下涌为止，投放完后向孔内补充浓泥浆。然后停止钻孔一段时间，以便投入孔内的片石
8、与水泥有充分的时间填充溶洞的缝隙并达到一定的固结效果。 投入钻孔内的水泥和片石与溶洞区域需有一个填充的阶段和发生化学固结的过程，从而达到溶洞区域物理结构的稳定。因此投放片石与水泥后不得立即开钻施工，需静置一段时间，大概 12h 后方可恢复钻孔施工，采用小冲程反复冲击，将片石夹杂浆液挤入溶洞内，以达到填充溶洞，使孔内不再发生漏浆现象为止。 钻进过程中必须始终保持孔内的泥浆水头高度，随时检查护筒泥浆面标高，防止因水头压力不够而发生坍孔现象。在钻孔过程中，要控制钻进速度和深度，防止出现超钻和钻深不足的现象。 五、成桩检测 对桩身混凝土全部进行无损检测，检测方法符合现行铁路工程基桩无损检测规程(TB1
9、0218)的规定。 板桥沟大桥 4#墩钻孔桩现场桩身完整性检测采用低应变法，检测桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别，被检测的 8 根钻孔桩全部为 I类桩；6#墩钻孔桩现场桩身完整性检测采用声波透射法，检测灌注桩桩身混凝土的均匀性、桩身缺陷及其位置，判定桩身完整性类别，被检测的 8 根钻孔桩全部为 I 类桩；检测结果是全部基桩桩身完整性满足设计要求。 六、结束语 2009 年 1 月至 4 月，该工程溶洞钻孔桩全部采用本工法施工，顺利完成钻孔桩的施工，受到南京大学等桥梁专家的首肯，取得了良好的经济和社会效益。 参考文献 1高速铁路桥涵工程技术指南.中国铁道出版社 2高速铁路桥涵工程施工质量验收标准【TB10751-2010】.中国铁道出版社 3铁路桥梁钻孔桩施工技术指南【TZ322-2010】.中国铁道出版社
