鉆孔樁施工淺論

摘 要：根據遼溪鐵路遼陽至安平段改移工程太子河特大橋樁基礎的施工，介紹在有溶洞樁基施工過程中采用埋置長護筒、鋼護筒跟進等措施穿越溶洞地層的施工工藝。

關鍵詞：鐵路 溶洞樁基 穿越

1．工程概況

太子河2#特大橋位于遼寧省遼陽市小屯鎮下麥村境內，屬遼溪鐵路跨越太子河的一座特大橋，全橋采用31-32m+2-24m的孔跨布置，下部結構采用圓端型橋墩，鉆孔灌注樁基礎。全橋鉆孔樁共計300根，樁基直徑1.25m。通過設計地質圖分析，發現19#～28#墩樁基施工需穿過溶洞。為保證成樁質量，沈陽鐵道勘察設計院對該橋地質進行逐樁補充勘探。

地層結構特征：地層結構自上而下依次為采砂后回填的粗圓礫，強風化石灰巖、弱風化石灰巖。溶洞主要分布在強風化石灰巖層及弱風化石灰巖層，溶洞內填充物有泥沙、砂礫、軟塑土等，穩定性較差。溶洞分布形式為豎向單個溶洞，最小0.3m，最大6.5m。

水文情況：地下水位較高，一般為地表下1—3m。

在如此復雜的地質、水文情況下進行橋梁樁基施工，施工過程中易發生孔位偏斜、卡鉆、掉鉆、漏漿、塌孔甚至塌方等事故，增加了施工難度且影響施工進度，因此采用切實可行的施工工藝方可確保工程順利施工。

2．施工工藝的確定

針對鉆孔樁地下水位較高及溶洞地質的實際情況。處理的方式主要有針對地下水位較高采用埋置長護筒；地下溶洞采用鋼護筒跟進處理。

3.主要施工方法

3.1 鉆進前加高鉆孔平臺及埋置長護筒

由于地下水位較低，且樁位5m以上為采砂后回填的粗圓礫，極易塌方，故在鉆孔施工前需加高鉆孔平臺，鉆孔平臺采用混砂填筑，高于地下水位3m ；埋置長護筒，長護筒壁厚為6mm，直徑為1.6m，高度為3m。埋設長護筒時，采用挖掘機鉆護筒坑，在開挖過程中盡量不擾動填筑好的平臺及原有粗圓礫。將護筒對位后，在護筒中放入水泵抽水，四周夯填粘土，保證不透水。然后將鉆機對位，在護筒內回填粘土，進行鉆進。

3.2、鉆孔施工

本橋溶洞樁基采用鋼護筒跟進施工，鉆頭直徑比正常時多出5cm，達到125cm，成孔直徑為130cm，鋼護筒采用8mm鋼板卷制而成，內徑126cm。由于上部為回填的粗圓礫，故鉆進時需采用小沖程，避免振動過大引起塌孔，同時注意造漿質量，做好護壁。在孔口旁要提前備好粘土，隨時投入造漿。

在強風化及弱風化石灰巖層鉆進施工時，由于巖石層有傾斜面或鉆進到一定深度時，由于灰巖有裂隙，上部破碎成碴后，下部風化層有傾斜面，在鉆進過程中從吊錘的鋼絲繩可觀察到錘頭有向一側斜滑的跡象，此時應及進將鉆錘提起，向孔內投入一定數量的片石，進行較正，防止發生斜孔。

當鉆孔至溶洞頂0.5m左右時，采用汽車吊吊放鋼護筒，單個鋼護筒焊接牢固，必要時在護筒頂施壓，保證鋼護筒下放。然后繼續沖擊鉆進，當鉆至溶洞時，會有跑漿現象出現，現場一般采用三種方法處理：1、鋸末、黃土加片石，繼續沖擊鉆進；2、采用成袋水泥加黃土、片石，繼續沖擊鉆進；3、如溶洞相對較大則采用片石加砼灌入，待具有一定強度后，再沖擊鉆進。以上方法中在經濟方面，第1種方法成本最低、第2種方法次之、第3種方法成本最高，但處理效果則反之。將溶洞穿透后，及時接焊跟進鋼護筒，保證不跑漿，避免鉆壁塌方后擠壓鋼護筒，造成護筒變形影響成樁質量或塌孔。

沖擊鉆進過程中需要注意的幾點：

（1）由于沖擊鉆施工的地層巖石大部分硬度較大，有時每一施工班（八小時）進尺只有幾十公分，上部鋼絲繩在反復磨損下極易發生斷絲現象，操作工必須勤觀察，如發現有斷絲現象，應及時更換鋼絲繩，如稍有疏忽，則鋼絲繩斷裂，錘頭掉入孔內，造成工期、經濟損失，嚴重的錘頭無法撈出，出現質量事故。

（2）錘頭銷子易脫焊，在焊接時一定要注意焊接飽滿，在施工中要勤觀察，避免銷子脫落后錘頭掉入孔內，造成同（1）相同的后果。

（3）注意觀察錘頭磨損情況，由于巖石較堅硬，錘頭磨損嚴重，如不及時補焊耐磨材料，錘頭變小，則成孔直徑滿足不了設計要求，需回填一部分片石返工處理，此時極易發生卡鉆現象。

（4）在砂礫層鉆進時，要采用小沖程鉆進，避免塌孔。如塌孔回填后，在沖擊過程還容易發生塌孔，處理起來比較麻煩。

3.3、鉆孔樁砼灌注

在灌注砼時一般準備兩個料斗，一個大的方量在1.5m3左右，一個小料斗，在封完底后使用。

砼灌注工作開始后，必須連續不斷地進行并且每斗砼灌注間隔時間盡量縮短，拆除導管所耗時間嚴格控制，一般不超過5min，不能中途停工；在灌注砼過程中，隨時探測砼高度，及時拆除或提升導管，注意保持適當的埋深，導管埋深一般保持在2～4m，最大埋深不大于6m。注砼注意的幾個問題

（1）導管下端距樁底控制為0.3～0.4m；在一切工作就緒，經量測孔底沉淀層超標時，采用射水管沖射3-5min。

（2）導管埋入砼的深度在任何時候不小于1.0m。

（3）水下灌注砼的實際樁頂標高應高出樁頂設計標高0.5m左右。 由于砂礫及巖石地質鉆孔樁施工時清孔后泥漿比重會較大一些，故在將要灌注至設計標高時要采用專門工具如測勺等對砼面進行測量，保證砼面比設計標高至少高0.5m左右。避免砼高度不足接樁，尤其是地下水位較高的樁基，一是增加施工難度；二是接樁質量難以保證。

（4）嚴禁導管漏水或導管底口進水（即封不住底）而造成斷樁事故，保證施工質量。

（5）當砼灌注完畢后，待樁上部砼開始初凝，解除對鋼筋籠固定措施，保證鋼筋籠隨著砼的收縮而收縮，避免粘結力的損失。

結語

由于提前做好了切實可行的施工方案及施工工藝，并加強現場的技術管控，在施工中克服了各種困難，應對措施合理。目前該橋樁基已全部施工完成，經過第三方檢測后全中為為Ⅰ類樁，合格率100%。