浅谈岩溶地区钻孔桩施工总结

第一篇：浅谈岩溶地区钻孔桩施工总结

岩溶地区钻孔桩施工的问题预防与处理

摘 要：鉴于**客专***特大桥岩溶地区的钻孔桩施工过程中遇到的一系列问题，采取了一些有效的预防措施及技术处理，并通过工程实践总结出了一些可行的具有借鉴作用的预防措施和出现问题后的处理经验。

关键词：溶洞

裂隙

预防

处理

1.工程地质概况 1.1工程概况

***大桥位于贵州省安顺市境内，属云贵高原剥蚀—溶蚀低中山、低山丘陵和高原盆地地貌，总体地势东低西高，地形起伏较大。***特大桥，全桥布置22*32m简支箱梁，起讫里程D1K744+514.920～DK745+247.596，中心里程DK744+897.5，全长732.676m，本桥处于线路圆曲线和缓和曲线上，曲线半径9505m,纵坡坡度-3.2‰与8.9‰，竖曲线半径30000m。桥梁下部均为钻孔桩桩基础，共计23个墩台；桩基直径为100cm、150cm，钻孔桩最大桩长86.5m，最小桩长8m；墩均为实心墩，墩柱最高为8米。0#台与关口寨隧道桥隧相连，在地质钻探过程中发现0#台-2#墩，地质复杂，地下岩溶发育，溶洞深度深，范围广，经设计变更取消0#台，调整为1#台,调整2#墩中心位置，由原来2*24m变更为1*32m简支梁,同时延长关口寨隧道明洞长度。1.2地质情况

本桥主要不良地质为岩溶；特殊岩土为软土及膨胀土。1）岩溶

桥址位于白云岩、灰岩地层，地质钻孔揭示多有溶洞，地表岩溶主要为溶沟溶槽及溶蚀小孔。在1#台、2墩、4#墩、9#墩、10#墩、1 / 10

12#墩钻孔中均发现有较大地下溶洞，一般呈串珠状发育，溶洞内多为充填，充填物为软塑～流塑状软土，一般洞径为0.5-6米。桥址岩溶发育深度在一般高程1205-1230m垂直带，局部并伴有溶蚀破碎带发育。其中1#台、2#墩钻孔中岩溶发育范围广，洞径较大，最大洞径约22m深，为流塑状软土填充。因此本桥地表及地下隐伏岩溶发育。

2）软土

棕黄～褐灰色，软塑～流塑状，主要分布在D1K744+510～D1K744+700段溶槽中，厚度达到20～70m，D1K744+700～D1K745+200段软土厚度为2～12m，软土呈层状分布，分布于地表至基岩表层。软土孔隙比大，含水量高，力学性质差，极易变形沉降。

2）膨胀土

棕红～棕褐色，硬塑，黏性强，厚度为2～20m由黏、粉粒组成，含植物根系，手捻有砂感，根据分析，该段红黏土具有中等膨胀性，自由膨胀率为34-76%，该层具有天然密度小，空隙比大，液限高的特点，应加强防护。1.3 水文地质

根据地表水、地下水水质的化验结果，地表水、地下水水质均对混凝土无侵蚀性。1.4气象

属亚热带湿润季风气候，气温及降雨等各地虽有差异，但变幅不大。总的特点是：冬无严寒，夏无酷暑，气候温和，雨量充沛，阴雨天多，四季不甚分明。年平均气温14～16℃，极端最高气温一般为34～37℃。年平均降雨量1200～1500mm，5～10 月份为雨季，占年

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降雨量的80%。1.5地震

地震动峰值加速度0.05 g，地震动反应谱周特征周期0.35s，为六度地震区。2.钻孔桩施工 2.1施工方案

2.1.1钻具及钻进方式的选择

经对在场钻机进行比选，采用冲击钻施工的孔壁比回旋钻施工孔壁稳定，处理溶洞和裂隙漏浆时，更能防止塌孔，且移位、安装均比较快，在施工过程中一旦出现漏浆，可以迅速将锤提出孔外，防止塌孔埋锤；考虑到钢丝绳冲击钻具有设备简单、操作方便、动力消耗小、机械故障少等特点，确定采用正循环冲击钻成孔，配合钢护筒跟进的施工方法。为保证钻机就位后稳定性，采取增加钻机刚性平台的辅助方案。该方案的主要使用材料为18#工字钢，采取平卧井字型的布置，其平台的面积一般要比桩机加宽2-4米。

2.1.2先易后难的原则

就1#台为例，根据该墩桩基展示分析图溶洞分布，采取对角跳开钻孔原则，采用2台钻机先从溶洞较小的1#-

2、1#-6，然后1#-

3、1#-9开钻，依次再钻溶洞比较大的1#-

1、1#-8，1#-

5、1#-7；最后1#-4，溶洞高度长达9m，采取钢护筒跟进法。

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1#-1桩1#-2桩1#-3桩1#-4桩1#-5桩1#-6桩1#-7桩1#-8桩1#-9桩图例：昆明弱风化白云岩、溶洞说明：本图尺寸以米计。4 / 10

2.2.施工要点及施工中问题的处理 2.2.1施工要点

（1）精确定位：开工前，由测量人员对每个桩孔精确定位，放出护桩，预埋比桩径大50cm的钢护筒，长度4～6m，钻机就位后进行复测。确保钻机垂直中心线与桩孔中心偏差在规范，保证了桩孔允许偏差在合格范围。

（2）每孔开钻前，将地质柱状图挂在钻机上，让施工人员都充分掌握待钻孔岩层地质、溶洞的位置、大小和充填情况等资料；在钻进过程中，现场技术员进行跟班技术作业，对每循环进尺进行详细记录，针对不同地质变化采取的冲程不同的处理方法；对地质复杂，岩溶发育范围广的1#台桩基，则根据每根桩的不同特点，制定专门的工艺措施。钻至离溶洞顶部1m左右时，准备足够的小片石或狗头石10-20cm，变换冲程，逐渐将洞顶击穿，防止卡钻。

（2）溶洞施工以做好预防为主。钻孔前先储备大量黏土、片石及一定数量的袋装水泥。钻孔施工过程中，配置泵流量大的水泵，同时准备好充足水源，保证一旦漏浆。可以及时补水。当冲孔到离溶洞的顶板还有1米左右的时候，应加大泥浆所占的比重，并采用低冲程（高度在1m内）慢速冲进逐渐击穿顶盖，以防止卡钻。

（3）每遇到一层溶洞，不论是否漏浆，不论有无填充物，均先按1：1比例向孔投入一定数量的片石、黏土，用小冲程冲击投入的混合物，使其挤入裂缝、溶洞内，在冲进过程保持孔内水位不变。如此反复操作，多次充填挤压溶洞以加固孔壁。

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大多数溶洞都是漏水、漏浆的,为了防止漏浆引起坍塌,将护筒挤扁而把钻头裹在里面,施工时采取以下措施来克服:(1)始终将护筒内液面控制在高出地下水位2.0m左右;(2)采用优质泥浆护壁钻进;(3)反复回填粘土球、片石冲进,使过渡段(主要指强风化岩层)或护筒脚得到固壁的作用;(4)打超前钻,先钻两个小孔让水填满洞体,防止液面突然下降;(5)准备好足够的水源,一旦发生漏水、漏浆就往孔内补水。

为了防止冲击钻钻头卡钻或因钢丝绳断裂使钻头掉进洞里,在接近溶洞顶大约1m左右时,指挥操作人员采用冲锤低程缓慢冲进。如出现漏水、漏浆,通过反复回填片石、粘土球反复慢速冲进,直至破除整个顶板。溶洞的规模大小、底板的形状及桩位处溶洞的特征,决定了多种不同的穿越洞体施工技术。由于本工程的溶洞规模相对比较小,因而在穿越洞体施工时,均采用抛填大量的片石、粘土球或水泥包等物进行反复冲击,最后所有的桩位都得到顺利成孔。

（4）保持平稳进尺，若溶洞内进尺过快，则在孔底穿过溶洞后，再次提起钻头，投入片石、黏土，重新进行冲砸。目的是使块石与黏土在溶洞内形成一道环壁，保证成孔质量。

（5）对于空洞或半充填的溶洞，特别是地质柱状图上显示的溶洞，在击穿溶顶之前，要有专人密切注意护筒内泥浆面的变化。一旦泥浆面下降，首先先迅速补水，然后用铲车或者挖机及时将准备好的片石黏土、水泥按适当的比例抛入，直至孔中的泥浆面停止下降，并慢慢上升。然后用冲锤进行适当的挤压，直至把桩基周围的溶洞都填满或

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者堵死为止，只有当水泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进。

（6）遇到较大的溶洞，特别是溶洞底部根本存在漏浆口的半充填溶洞，在溶洞形成过程中充填的粉土、片石已将把漏浆口堵住。但是在冲孔时，由于充填物滑落或者被重新揭开，从而造成重新漏浆。为了堵住漏浆口，发现漏浆后，向孔中补水的同时，应立即向孔中抛填袋装水泥，然后向孔中投入黏土、片石混合物，待漏浆停止后重新冲孔，冲击到漏浆部位的时间宜控制在水泥终凝时间之前，然后停止6-10h。如此反复操作，直到凝固后的水泥黏土浆把漏浆口堵死为止。2.2.2施工中问题的处理

由于桥址主要出露白云岩、灰岩地层，地表岩溶主要为溶沟溶槽及溶蚀小孔；地下岩溶主要为岩溶洞穴。该岩溶地区的特殊性决定施工过程中出现各种事故的现象不可避免。

卡钻 遇到卡钻不能强行提拉，应分析原因，找出卡钻的原因，对症下药。一般先清孔至钻头以下，然后在提钻头。若无效，在用钢丝绳将小钻头放入轻轻冲击大钻头，松动后再将大钻头提出。若仍不能奏效，则可以水下放小炮松动周围岩层，待钻头活动后提出。

掉钻 造成掉钻的原因有多种，最常见的是在卡钻或粘锤后强提，使钢丝绳在疲劳损坏位置断开。掉钻事故以预防为主，经常检查最易损坏部位，定期检查，遇到损坏的部件立即修整或更换，消除隐患。每次抛黏土后一定要用小冲程冲击或在其上面抛一层片石防止粘锤，遇到停电等异常情况，应立即用吊机将锤提离孔底。

漏浆 漏浆主要是钻头进入溶洞或者遇见裂隙时，泥浆向外流

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出，严重时会造成塌孔。处理措施是在钻孔过程中回填黏土片石等，反复冲击增加护壁的密实度和强度。反复漏浆或者漏浆严重时，在抛黏土、片石的同时加入适量的水泥堵漏。

斜孔 斜孔是岩溶地质钻孔桩施工时常遇到的问题。主要原因是孔内底岩层软硬不均，或者半洞半岩，或者“斜坡岩”而导致的钻头无法水平就位。施工时，当钻头穿越溶洞时要密切注意钢丝绳的情况，以便判断是否偏孔。一旦发生偏孔，应按1:1的比例回填黏土片石至弯孔处1m以上，再重新冲砸。

对于多次校正均不能达到理想效果的半软半硬质岩层，采用放小炮法纠偏。对于这种岩层很容易产生斜孔，并且难以纠正。我们采用潜孔钻定位钻孔，然后PVC套管精准对接孔眼，小药卷配好导爆索通过PVC落入桩底眼孔内，严格控制装药量和钻孔深度，建议采用小炮层层剥离方式逐步达到校偏目的。通过实践该方法简单有效，成本低效率高，值得推广。

（5）塌孔 塌孔主要是漏浆补水（或补浆）不及时，孔内形成负压而造成的。解决塌孔的方法是：①当溶洞体积比较小的时候，可以通过直接加泥浆来保持孔内水位的压力，来防止塌孔的出现，然后抛片石，继续施工；②如果溶洞比较大，当其空间的垂直高度超过1.5米的时候给，因为覆盖层比较厚，达到10米以上，且地面没有产生塌崩，这时可以在溶洞层加入钢护筒，来隔绝溶洞，防止灌注混凝土时大量流失③；如果孔口地面崩塌，应当清理崩塌范围内的杂物，然后用土进行回填，准确测出其桩位，然后埋置钢护筒，重新进行钻

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进。

2.2.3水下砼的灌注

砼采用导管法灌注，为了防止孔壁存在没有完全充填的溶洞，而使在灌注过程中砼的流失，进而造成导管埋深深度不够，形成断桩。要求导管的埋入砼的深度保持在5-9m，每次拆导管前要再不同的位置测量2-3个点，确认无误后才能进行，为保证成桩质量，采取桩顶超灌80-100m，灌注结束后需等待3-5分钟，经再次测量砼面无变化后才拔起导管。4.结束语

在***大桥的施工过程中，我们通过回填片石、黏土或者钢护筒跟进法等多项有针对性的施工措施，顺利解决了岩溶地区钻孔桩施工的技术难题，但是在施工过程中要密切关注施工细节，严格控制回填片石、黏土、水泥量，避免造成不必要的重复性浪费；桩基施工完毕后，经声波透射法检测，全部为全部为Ⅰ类桩，达到预期目的。最后我们仍会进一步探索在岩溶地区钻孔桩施工的最佳施工工艺和措施。

参考文献：

[1]曹刚.钻孔灌注桩基事故的处理与建议[ J ].山西建筑,2003

[2]肖婧.大直径钻孔灌注桩施工及事故处理.建材技术与应用,2004

[3]梅华国.钻孔灌注桩施工中埋锤或卡锤事故的处理措施.电力建设, 2004

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[4]刘金砺.桩基工程与施工技术[M].中国建材工业出版社，1994 [5]叶书麟.地基处理工程实例应用手册[M].中国建筑工业出版社，2001 [6]陈新胜.顾湘.桩基工程[M].中国地质大学出版社，1995

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第二篇：岩溶地区钻孔桩溶洞处理施工技术总结

摘要:本文以武广客运专线XXTIV标北乡特大桥钻孔桩施工为实例，主要阐述岩溶地区钻孔灌注桩的溶洞处理的工艺原理、方案的选择、针对不同孔径大小的溶洞所采用的各种不同的处理方法等，通过本工程试验及实践，使得岩溶发育地区桥梁钻孔桩基础的施工工艺及技术得到了成功验证和发展，取得了较为成熟的经验。关键词:武广客专 岩溶地区 钻孔桩基础 施工技术 1 工程简介

武广铁路客运专线XXTJV标北乡特大桥（DK1932+974.51-DK1937+010.89）位于广东省乐昌市北乡镇，北接大瑶山3#隧道，南接东塘隧道，距乐昌市约8km，横跨省道S248线。桥跨布置为124-32m简支箱梁，全长4071.27米，钻孔桩1113根，直径分别为φ1.0m和φ1.25m，其中50米以上的桩有139根，70米以上的有17根，最长桩孔深达92米。桥位处岩溶极其发育，大部分溶洞呈串珠状发育，桩基础最多的穿越23层溶洞。地表卵石覆盖层厚，最厚达65米。溶洞处理的成败关系到桩基础施工质量、工期和成本。2 溶洞的分类

根据地质结构和溶洞的情况及发育情况，溶洞可分为以下几种类型：

2.1 按溶洞的大小分 ①大溶洞：溶洞高度＞3m；②小溶洞：溶洞高度＜3m。

2.2 按溶洞填充状态分 ①全填充溶洞：洞内完全充填亚粘土、亚砂土、粘性土等，充填物呈硬塑、软塑、流塑状；②半填充溶洞：洞内约一半有填充物，顶部为空腔；③无填充溶洞：洞内无填充物即空洞。

2.3 按是否漏水分 ①全漏水溶洞：严重漏水并与其它溶洞或地下河连通；②半漏水溶洞：溶洞洞壁存在裂隙，有渗漏水现象；③不漏水溶洞：溶洞完整，无渗漏水现象。

2.4 按溶洞垂向个数分 ①单个溶洞：桩基范围内仅有一层溶洞；②多层溶洞：桩基范围内有多层溶洞。3 方案选定

根据溶洞大小及填充情况等，选定经济可行的处理方案 4 溶洞处理方法

4.1 压注双液浆法 注双液浆一般适用于10m以下半填充或全填充溶洞的处理。

①目的：溶洞内注双液浆预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间，并达到一定的强度（20MPa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等施工工序的顺利完成。②加固原理：注双液浆加固的特点是注浆材料可在十几秒或几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为100%，即1m3体积的浆材可得1m3的结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀泥等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充的溶洞，浆液是通过充填填满溶洞的。③工艺 压浆材料采用普硅32.5R水泥与化学剂（水玻璃）。a布孔 根据桥墩台桩基布置和溶洞分布，每个墩台布置6～8个压浆孔。b钻孔 用地质钻机钻80mm～110mm的注浆孔，孔深达到最深溶洞的底部。注浆管插入 溶洞下部。c压浆 采用双液压浆系统进行全孔压浆，要少量多次、反复压浆。双液浆配制时，控制浆液比例，反复试验，掌握浆液的最佳凝固时间，凝固时间太快，不利于注浆施工，凝固时间太慢，浆液流动性大，用量大，不经济。

4.2 灌砂、压浆法 灌砂压浆是溶洞预处理方案之一，一般适用于6～10m无填充溶洞的处理。主要通过灌砂填塞溶洞空间，采用压浆将洞内砂砾板结、凝固成坚实的混和体，防止在钻孔过程中出现漏浆、塌孔等现象。灌砂压浆孔和注双液浆钻孔施工方法相同。灌砂采用干燥、洁净的中粗砂，并进行清筛，防止杂物堵管。一个桥墩内各注浆管内灌砂、注浆轮流进行。灌砂时分几次进行，第一次灌砂高度约4～5m，然后将注浆管插入灌入的砂中一定深度，向砂中压入一定量的水泥浆。压浆后采用清水冲洗注浆管，防止水泥浆粘附在管壁上，影响下一次灌砂、注浆。注入水泥浆初凝后，进行下一次灌砂、压浆，反复进行，直至灌满，使溶洞内充满砂浆。

4.3 填充粘土和片石法 粘土和片石填充适用于高度6m以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理，其方便、快捷，节省费用。

当钻孔至溶洞层时，一般护筒内泥浆会全部或部分流失，严重时会造成塌孔，这时可采用片石加粘土（按1：1体积比）回填，溶洞较大时可加入部分水泥，回填一层、采用钻头冲击一遍，尽量使片石和粘土保持密实，直至回填至溶洞顶部1～2m。溶洞回填完成后，向钻孔内注入稠度较大的泥浆，使其自然浸入片石缝隙内，然后采用钻头冲击，使片石和粘土挤入溶洞内，形成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时，应再次回填，反复回填、反复冲击，直至不再漏浆为止。

采用回填片石、粘土处理溶洞时，钢护筒须穿透砂砾等透水层、坐在不透水层上，尤其是多层溶洞，以防止出现溶洞后孔内水头急剧下降而造成坍孔。

4.4 灌低标号混凝土法 对于较大的溶洞，尤其是半填充或无填充溶洞，有时采用填粘土和片石的方法难以成孔，或者成孔后灌注水下混凝土时孔壁被挤垮，这时用灌低标号混凝土的方法处理。

施工准备和开孔方法同填粘土块和片石方法，当击穿溶洞顶板时，为节约混凝土灌注量，可先填粘土块和片石，反复冲挤，待溶洞填注基本饱满时，再灌低标号混凝土至溶洞顶1m 以上，待混凝土达到一定强度后再继续钻孔。4.5 钢护筒跟进法 在溶洞较大，洞内无填充或有流塑充填物，漏水严重或与暗河连通时，采取上述方法无效时，可采取钢护筒跟进法施工。就是一面冲孔、一面接高护筒，并将其振动下沉至已钻成的孔内或溶洞内，用以阻断溶洞内流塑充填物或水的流动，便于钻孔施工。①内护筒内径的确定 现场根据桩孔穿过大溶洞的数量，确定内护筒级数，每增加一级，内护筒内径增加0.2m，最小一级内护筒直径大于桩径0.2m。为保证内护筒的刚度，防止受压变形，钢护筒采用10mm 钢板卷制。下沉内护筒时，由大到小，分级逐次下沉进行。先钻大孔，下沉大护筒，再钻小孔、下沉小护筒。如果穿过1层溶洞，就采用1级内护筒，每增加1层溶洞，就增加1级内护筒。护筒跟进法施工顺序见下图1。②内护筒长度的确定内护筒长度的确定，护筒长度L＝h＋3（m）（h为地质超前钻确定的溶洞高度），如果内护筒太长可分节下沉，在孔口焊接连接。5 岩溶地区钻孔桩施工方法

①岩溶地区钻孔桩施工工艺流程图见图2。②由于钻孔桩施工是个比较成熟的施工工艺，本文就不再叙述。

;在岩溶地区钻孔桩施工中特别应注意以下几个问题：①施工准备 根据地质资料预测施工中可能出现的问题，制定施工方案，并向钻机操作人员进行技术交底。桩孔附近要备足回填材料和挖掘机、铲车、水泵等机械。②钻孔 钻机时泥浆要稍稠，现场泥浆池内尽量多备些泥浆，在溶洞穿孔后及时补浆。施工中要加强钻孔地质检查、复核，并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。根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，钻头冲击岩层的响声、抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。接近岩溶时主绳放长量控制为1～2cm，防止击穿溶洞顶板时造成掉钻、卡钻现象发生。钻穿溶洞顶板时一旦漏浆，及时投放粘土块、片石并补水补浆，保持孔内水位高度。漏水严重时，可填充稻草和水泥等混合物，每次填满后补浆补水，再重新冲击钻进，挤压填充物填充溶洞或堵塞溶洞，最终至不漏浆为止。通过溶洞层后，继续钻孔，直至设计深度。③灌注混凝土 灌注中导管提升时，要根据溶洞情况确定导管埋深，避免灌注过程中挤破溶洞混凝土面突然下降，造成断桩事故发生。桩顶灌注标高应比设计标高超灌1m以上，灌注完成后观察30分钟左右，如果混凝土面没有变化才拔出导管。参考文献：

[1]铁建设[2005]160号客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准.[2]TZ213-2005客运专线铁路桥涵工程施工技术指南.[3]TB10002.5-2005.J464-2005.铁路桥涵地基和基础设计规范.[4]湖南交通科技.2002年第1期《岩溶地基处理方法》.[5]交通世界.2004年第5期《岩溶地区地基处理及桩基施工技术》 桩基大溶洞处理施工总结 2008-6-5 17:57

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一、桩基概况

广清高速连接线主线高架桥97#-A桩桩基设计直径200cm，设计桩长43.7m，嵌岩桩基础，混凝土标号为C25.二、地质情况

根据地质勘察报告资料，该桩地层由上而下为素填土、耕植土、淤泥、粘土、全风化粉砂质页岩、全风化炭质页岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩、溶洞、微风化含炭质灰岩。该桩有四层溶洞呈串珠型分布，上面三个溶洞较小，分别为0.8m、1.2m和1.2m，最下一层溶洞高度为9.1m，四层溶洞总高度为12.3m，溶洞内均为软塑状粘土全充填。

三、施工方案的确定

针对该桩溶洞较大且呈串珠型分布，施工技术难度较大，该工程又为市重点工程，我公司从严把质量关，确保工程进度，确保施工安全考虑，把该桩做列为重中之重并按设计要求作相关施工监控。专门组织所有技术人员讨论、研究方案并学习有关溶洞处理方面的知识。根据该桩溶洞情况，溶洞内全为流塑状粘土全充填，溶洞位置较深，最后确定先采用冲击钻成孔，投放抛填物的方法处理溶洞，后考虑采用下放钢护筒的方案。

四、施工前的准备

1、人员组织

项目部专门组织有关技术人员研究学习有关溶洞处理的措施，并且成立了溶洞处理应急小组。施工现场派4名技术人员分两班在工地24小时轮流值班，发现问题及时上报处理。项目部还组织桩基队钻机机长学习溶洞处理的知识，使他们对溶洞处理心中有数。总之，在人员组织方面，明确分工，各负其责。

2、材料准备

片石100m3，粘土20m3，水泥10T，编织袋200条，钢护筒30m.3、机械配备

装载机40型一台，16T吊车一台，小斗车10辆。

五、施工过程控制

该桩护筒顶标高为11.005m，设计孔底标高-35.5m，应钻深度46.505m.采用冲击钻成孔，钻头直径2.10m（加大钻头直径，使成孔直径不小于2.1m，为下放钢护筒做准备，钢护筒直径2.09m），钻头质量4000Kg，后换为7000Kg原装钻头。本桩1月1日开钻，1月16日穿过最后一层溶洞，钻孔深度40.1m.上部松软地层厚度9.29m，钻进速度较快。泥浆颜色灰黑色，且有臭味。上面两个溶洞较小，分别为0.8m和1.2m，中间间隔只有10cm，两溶洞已基本联为一体。钻头钻至最上一层溶洞溶顶以上0.6m时，向孔内抛投片石高度0.5m，以平衡钻头，防止穿破溶洞时出现孔斜。冲程控制在0.8m，平稳冲砸。经仔细观察钻头穿破溶洞后钢丝绳无摆动，孔位无偏斜。钻进溶洞后，无漏浆，钻头进尺稍微加大。为保证固壁良好，向孔内投放片石1.5m，以0.6m的小冲程钻进，钻进1m后，再次投放片石1.5m，其中夹杂投入粘土，钻进时进尺较小，遂加大冲程至1m，钻进过程中无异常现象发生。溶洞内钻进时，泥浆比重为1.6.第二层溶洞与第三层溶洞之间为5.4m的微风化含炭质灰岩，岩质较硬，进尺慢，钻头损坏严重。我部及时进行调整改装钻头（质量4000Kg）换为7000Kg的原装钻头。第三层溶洞穿破后，未见漏浆现象，由于该层溶洞较小高度只有1.2m，钻头穿破溶顶后随即向孔内投放片石1.5m，并用0.6m左右的小冲程反复冲砸以固壁。钻进过程中无异常。

第四层溶洞最大，溶洞高度为9.1m，溶洞位置在孔深31m至40.1m之间。钻头进入溶洞后进尺加大。泥浆有轻微漏浆现象，随即提出钻头，向孔内投入片石及粘土，厚度1.5m，然后以0.6m的冲程冲砸。进尺1m后泥浆由灰黑色渐变为黄褐色。根据地质勘察报告溶洞内全为黄褐色粘土充填，实际地层与设计相符。由于该层溶洞大，抛投的片石大部分取用大直径片石，尺寸25～40cm.溶洞内没有发现大量漏浆现象，粘土未装袋抛投，只是夹杂于片石内投入。该溶洞处理时，均采用每钻进1m投放片石及粘土1.5m重复钻进的方法。溶洞内泥浆比重始终控制在1.6以上。施工过程中由于钻头质量较大，钻机主机出现一点故障，中间间隔了一段时间。9.1m溶洞处理历时5天。

四层溶洞处理时，泥浆比重均在1.6以上，泥浆未加水稀释，只保持循环，浓度较大。

六、处理效果

该桩从开钻到穿过最后一层溶洞，历时16天，钻孔深度40.1m.其中溶洞处理共耗时7天，溶洞总高度12.3m.溶洞处理抛投片石共计75m3，粘土18m3.我部采用抛填片石及粘土的方法，成孔质量良好。钻进过程中无塌孔、吸钻、埋钻及卡钻现象。钻头上下自如，无孔斜、缩孔现象。

七、混凝土灌注

混凝土采用垂直导管法进行灌注，采用商品混凝土并派实验人员前往混凝土厂家进行质量控制，根据灌注情况随时调节混凝土性能，较好的满足了施工需要。现场由专业工程师控制灌注进度并根据地质情况控制埋管深度，保证成桩质量。当灌注到溶洞位置时保持较大的埋管深度，防止混凝土由于挤破护壁后突然下沉，造成断桩。施工过程中保持埋管深度不小于5m，没发现混凝土面下降现象。但当灌注到溶洞位置时，混凝土面上升缓慢，尤其是孔深35m～33m位置时，平均每上升1m需要混凝土8m3左右，混凝土浪费严重。但翻浆正常，下料顺利。灌注完毕后，混凝土方量比设计多出60m3.八、体会和心得

1、钻头钻至溶顶时，为防止由于溶洞顶板岩层厚度、硬度不均而出现斜孔，除采用抛填片石平衡钻头外，也可采用质量较大的钻头处理。

2、溶洞处理时，速度稍微放慢一些或稍停一段时间，可促使片石和粘土的固结利于固壁。

3、充填物的溶洞采用抛填物的方法处理是可行的，但为了避免发生缩孔，可采用大块片石。

4、溶洞内泥浆浓度要大，比重不小于1.6.5、如孔内泥浆不是大量流失，粘土可不装袋投入。

6、因溶洞内为流塑状粘土，即使孔内不漏浆，为加大泥浆浓度，增加固壁的牢固性，也要按片石粘土3:1的比例加入。

7、当处理住漏浆时或到达溶洞位置但不漏浆，要向孔内抛填片石及粘土进行固壁，小冲程反复冲砸，使抛填片石充分挤入孔壁，粘土充分填塞片石空隙，避免混凝土超灌量过大，保证成桩质量。

第三篇：岩溶地区钻孔桩溶洞处理施工技术总结

岩溶地区钻孔桩溶洞处理施工技术总结

摘要:本文以武广客运专线XXTIV标北乡特大桥钻孔桩施工为实例，主要阐述岩溶地区钻孔灌注桩的溶洞处理的工艺原理、方案的选择、针对不同孔径大小的溶洞所采用的各种不同的处理方法等，通过本工程试验及实践，使得岩溶发育地区桥梁钻孔桩基础的施工工艺及技术得到了成功验证和发展，取得了较为成熟的经验。

关键词:武广客专 岩溶地区 钻孔桩基础 施工技术

工程简介

武广铁路客运专线

XXTJV

标北乡特大桥（DK1932+974.51-DK1937+010.89）位于广东省乐昌市北乡镇，北接大瑶山3#隧道，南接东塘隧道，距乐昌市约8km，横跨省道S248线。桥跨布置为124-32m简支箱梁，全长4071.27米，钻孔桩1113根，直径分别为φ1.0m和φ1.25m，其中50米以上的桩有139根，70米以上的有17根，最长桩孔深达92米。桥位处岩溶极其发育，大部分溶洞呈串珠状发育，桩基础最多的穿越23层溶洞。地表卵石覆盖层厚，最厚达65米。溶洞处理的成败关系到桩基础施工质量、工期和成本。

溶洞的分类

根据地质结构和溶洞的情况及发育情况，溶洞可分为以下几种类型：

2.1 按溶洞的大小分 ①大溶洞：溶洞高度＞3m；②小溶洞：溶洞高度＜3m。

2.2 按溶洞填充状态分 ①全填充溶洞：洞内完全充填亚粘土、亚砂土、粘性土等，充填物呈硬塑、软塑、流塑状；②半填充溶洞：洞内约一半有填充物，顶部为空腔；③无填充溶洞：洞内无填充物即空洞。

2.3 按是否漏水分 ①全漏水溶洞：严重漏水并与其它溶洞或地下河连通；②半漏水溶洞：溶洞洞壁存在裂隙，有渗漏水现象；③不漏水溶洞：溶洞完整，无渗漏水现象。

2.4 按溶洞垂向个数分 ①单个溶洞：桩基范围内仅有一层溶洞；②多层溶洞：桩基范围内有多层溶洞。

方案选定

根据溶洞大小及填充情况等，选定经济可行的处理方案

溶洞处理方法

4.1 压注双液浆法 注双液浆一般适用于10m以下半填充或全填充溶洞的处理。

①目的：溶洞内注双液浆预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间，并达到一定的强度（20MPa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等施工工序的顺利完成。②加固原理：注双液浆加固的特点是注浆材料可在十几秒或几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为100%，即1m3体积的浆材可得1m3的结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀泥等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充的溶洞，浆液是通过充填填满溶洞的。③工艺 压浆材料采用普硅32.5R水泥与化学剂（水玻璃）。a布孔 根据桥墩台桩基布置和溶洞分布，每个墩台布置6～8个压浆孔。b钻孔 用地质钻机钻80mm～110mm的注浆孔，孔深达到最深溶洞的底部。注浆管插入溶洞下部。c压浆 采用双液压浆系统进行全孔压浆，要少量多次、反复压浆。双液浆配制时，控制浆液比例，反复试验，掌握浆液的最佳凝固时间，凝固时间太快，不利于注浆施工，凝固时间太慢，浆液流动性大，用量大，不经济。

4.2 灌砂、压浆法 灌砂压浆是溶洞预处理方案之一，一般适用于6～10m无填充溶洞的处理。主要通过灌砂填塞溶洞空间，采用压浆将洞内砂砾板结、凝固成坚实的混和体，防止在钻孔过程中出现漏浆、塌孔等现象。灌砂压浆孔和注双液浆钻孔施工方法相同。

灌砂采用干燥、洁净的中粗砂，并进行清筛，防止杂物堵管。一个桥墩内各注浆管内灌砂、注浆轮流进行。灌砂时分几次进行，第一次灌砂高度约4～5m，然后将注浆管插入灌入的砂中一定深度，向砂中压入一定量的水泥浆。压浆后采用清水冲洗注浆管，防止水泥浆粘附在管壁上，影响下一次灌砂、注浆。注入水泥浆初凝后，进行下一次灌砂、压浆，反复进行，直至灌满，使溶洞内充满砂浆。

4.3 填充粘土和片石法 粘土和片石填充适用于高度6m以下全填充、半填充和无填充的溶洞处理，其方便、快捷，节省费用。

当钻孔至溶洞层时，一般护筒内泥浆会全部或部分流失，严重时会造成塌孔，这时可采用片石加粘土（按1：1体积比）回填，溶洞较大时可加入部分水泥，回填一层、采用钻头冲击一遍，尽量使片石和粘土保持密实，直至回填至溶洞顶部1～2m。溶洞回填完成后，向钻孔内注入稠度较大的泥浆，使其自然浸入片石缝隙内，然后采用钻头冲击，使片石和粘土挤入溶洞内，形成泥石护壁。若溶洞内泥石护壁出现漏浆时，应再次回填，反复回填、反复冲击，直至不再漏浆为止。

采用回填片石、粘土处理溶洞时，钢护筒须穿透砂砾等透水层、坐在不透水层上，尤其是多层溶洞，以防止出现溶洞后孔内水头急剧下降而造成坍孔。

4.4 灌低标号混凝土法 对于较大的溶洞，尤其是半填充或无填充溶洞，有时采用填粘土和片石的方法难以成孔，或者成孔后灌注水下混凝土时孔壁被挤垮，这时用灌低标号混凝土的方法处理。

施工准备和开孔方法同填粘土块和片石方法，当击穿溶洞顶板时，为节约混凝土灌注量，可先填粘土块和片石，反复冲挤，待溶洞填注基本饱满时，再灌低标号混凝土至溶洞顶1m 以上，待混凝土达到一定强度后再继续钻孔。

4.5 钢护筒跟进法 在溶洞较大，洞内无填充或有流塑充填物，漏水严重或与暗河连通时，采取上述方法无效时，可采取钢护筒跟进法施工。就是一面冲孔、一面接高护筒，并将其振动下沉至已钻成的孔内或溶洞内，用以阻断溶洞内流塑充填物或水的流动，便于钻孔施工。①内护筒内径的确定 现场根据桩孔穿过大溶洞的数量，确定内护筒级数，每增加一级，内护筒内径增加0.2m，最小一级内护筒直径大于桩径0.2m。为保证内护筒的刚度，防止受压变形，钢护筒采用10mm 钢板卷制。下沉内护筒时，由大到小，分级逐次下沉进行。先钻大孔，下沉大护筒，再钻小孔、下沉小护筒。如果穿过1层溶洞，就采用1级内护筒，每增加1层溶洞，就增加1级内护筒。护筒跟进法施工顺序见下图1。②内护筒长度的确定内护筒长度的确定，护筒长度L＝h＋3（m）（h为地质超前钻确定的溶洞高度），如果内护筒太长可分节下沉，在孔口焊接连接。

岩溶地区钻孔桩施工方法

①岩溶地区钻孔桩施工工艺流程图见图2。②由于钻孔桩施工是个比较成熟的施工工艺，本文就不再叙述。

在岩溶地区钻孔桩施工中特别应注意以下几个问题：①施工准备 根据地质资料预测施工中可能出现的问题，制定施工方案，并向钻机操作人员进行技术交底。桩孔附近要备足回填材料和挖掘机、铲车、水泵等机械。②钻孔 钻机时泥浆要稍稠，现场泥浆池内尽量多备些泥浆，在溶洞穿孔后及时补浆。施工中要加强钻孔地质检查、复核，并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。根据地质柱状图，在接近溶洞时勤观察、勤检查，钻头冲击岩层的响声、抽取的岩样判断是否接近岩溶地层。接近岩溶时主绳放长量控制为1～2cm，防止击穿溶洞顶板时造成掉钻、卡钻现象发生。钻穿溶洞顶板时一旦漏浆，及时投放粘土块、片石并补水补浆，保持孔内水位高度。漏水严重时，可填充稻草和水泥等混合物，每次填满后补浆补水，再重新冲击钻进，挤压填充物填充溶洞或堵塞溶洞，最终至不漏浆为止。通过溶洞层后，继续钻孔，直至设计深度。③灌注混凝土 灌注中导管提升时，要根据溶洞情况确定导管埋深，避免灌注过程中挤破溶洞混凝土面突然下降，造成断桩事故发生。桩顶灌注标高应比设计标高超灌1m以上，灌注完成后观察30分钟左右，如果混凝土面没有变化才拔出导管。

参考文献：

[1]铁建设[2005]160号客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准.[2]TZ213-2005客运专线铁路桥涵工程施工技术指南.[3]TB10002.5-2005.J464-2005.铁路桥涵地基和基础设计规范.[4]湖南交通科技.2002年第1期《岩溶地基处理方法》.[5]交通世界.2004年第5期《岩溶地区地基处理及桩基施工技术》.

第四篇：钻孔桩施工安全措施

施工安全措施

工程名称

松花江特大桥钻孔桩施工

接受措施班组

交底项目

交底日期

根据图号

交底编号

措施内容：

安全措施：

1、现场人员必须佩戴安全帽，电焊工工作时必须佩戴眼镜。

2、泥浆池周围必须设有防护设施。成孔后，暂时不进行下道工序的孔必须设有安全防护设施，并有人看守。

3、在施工前先全面检查机械，发现有问题及时解决，检查后要进行试运转，严禁带病作业。机械操作必须遵守安全技术操作要求，由专人操作，并加强机械的维护保养，保证机械各项设备和部件、零件的正常使用。

4、施工作业平台必须规整平顺，杂物必须清除干净，防止拆除导管时将工作人员绊倒造成事故。

5、挖掘机及吊车工作时，必须有专人指挥，并且在其工作范围内不得站人。

6、机械司机，在施工操作时要集中精力，服从指挥信号，不得随便离开岗位，并经常注意机械运转情况，发现异常情况要及时纠正。要防止机械倾斜、倾倒

7、钢筋笼加工过程中，不得出现随意抛掷钢筋现象，制作完成的节段钢筋笼滚动前检查滚动方向上是否有人，防止人员被砸伤。氧气瓶与乙炔瓶在室外的安全距离为5m。

8、钻孔过程中，非相关人员距离钻机不得太近，防止机械伤人。

9、钢筋笼安装过程中必须注意：焊接或者机械连接完毕，必须检查脚是否缩回，防止钢筋笼下放时将脚扭伤甚至将人带入孔中的事故发生。

10、导管安装及砼浇注前，井口必须设有导管卡，搭设工作平台（留出导管位置），并且要求能保证人员的安全

11、导管安装注意：导管对接必须注意手的位置，防止手被导管夹伤。

12、砼浇注过程中，砼搅拌运输车倒车时，指挥员必须站在司机能够看到的固定位置，防止指挥员走动过程中栽倒而发生机械伤人事故。

交底单位

中铁二十二局哈齐客专项目部江桥分部

交底人

接收单位

接收人

施工负责人

安全负责人

施工安全措施

工程名称

松花江特大桥钻孔桩施工

接受措施班组

交底项目

交底日期

根据图号

交底编号

措施内容：

13、配电箱以及其它供电设备不得置于水中或者泥浆中，电线接头要牢固，并且要绝缘，输电线路必须设有漏电开关。

环保措施：

1、钻孔灌注桩施工过程中超过排放标准的废浆不能直接排放，需经过一系列的处理后运输至指定地点排放，严禁有害物质污染土地和周围环境。另在现场出入口设置沉淀池和冲洗设备，进出工地的车辆必须冲洗干净后才能上路。

2、对于施工中可能产生的的各种环境污染，我们将按照“预防为主、防治结合”的原则进行环境保护。

3、施工机械在施工期间经常检查运行状况，保持良好状态，严防油料泄漏造成水质污染。同时，严禁向水中投放杂物、垃圾和排放废水、废油及冲洗物等。

4、遵守中华人民共和国国家标准《建筑施工场地噪音限值》（GB12523-90）、《环境空气质量标准》（GB3095-1996）的二级标准和广东市的有关规定。控制成桩过程中产生的噪音和粉尘污染。

交底单位

中铁二十二局哈齐客专项目部江桥分部

交底人

接收单位

接收人

施工负责人

安全负责人

第五篇：钻孔桩施工协议书

钻孔桩施工协议书

甲方：

乙方：

甲乙双方经过友好协商并踏看了施工现场，就甲方施工桩基钻孔部分交给乙方施工，并达成协议如下：

一、施工内容

桩径钻孔桩成孔、清孔，钢筋笼制作、安装，套管的下放、提升，满足砼灌注。（砼拌制由甲方负责）。

二、工程质量

① 乙方必须严格按定位桩的位置下护筒，保证桩位偏差在规范范围内。② 乙方必须按规范要求和操作程序施工，保证提升进度，保证桩检测达到合格标准。

三、安全责任

任何人身安全施工全由乙方自己承担。

四、协议价格

经甲乙双方商定，全部工程内容按每米进尺元包干。（进、出场费2000元包干）

五、付款方式

乙方进场后，甲方支付给乙方元。工程完工验收合格后甲方按乙方进尺×元支付给乙方工程款。

六、七、甲方：乙方：（签字）

年月日 乙方自己负责人员的生活和住宿（甲方提供工棚）。未尽事宜，双方共同协商解决。