旋挖鉆干法成孔施工在巖溶地區的應用

楊 杰

(云南省建設投資控股集團有限公司,云南 昆明 650500)

旋挖鉆干法成孔施工在巖溶地區的應用

楊 杰

(云南省建設投資控股集團有限公司,云南 昆明 650500)

以滇中新區哨關路工程項目為例，介紹了旋挖鉆干法成孔施工工藝的特點，從地層注漿處理、回填素混凝土、清孔等方面，對旋挖鉆干法成孔施工在巖溶地區的應用進行了闡述，旨在為巖溶地區樁基成孔施工提供一種新的思路。

旋挖鉆干法成孔，巖溶地區，注漿

1 工程概況

哨關路位于滇中新區東區先行啟動區中部，橋梁樁基均按嵌巖樁設計，采用鉆孔灌注端承樁形式。

根據地勘報告成果顯示，項目30 m以淺基巖中局部見廳堂式溶洞發育，路線區內巖溶形態地表主要表現為地下隱伏性巖溶，主要類型為溶洞、溶隙、溶孔等。由于巖溶的長期作用，路線區土層下部溶隙、溶溝、石芽等相對較發育，造成基巖面起伏較大，上部土層的厚度變化較大，地基存在不均勻性。

2 工藝特點

本項目樁基原計劃采用沖擊鉆泥漿護壁成孔方式進行施工，實際施工過程中受溶洞、裂隙等地質因素影響，出現反復漏漿、反復充填的次數較多，最多單棵樁漏漿次數達30余次，成樁時間達一個月之久，施工效率極為低下，項目成本大幅提高。為此，經過認真比選分析擬采用旋挖鉆干法成孔進行樁基施工，較沖擊鉆泥漿護壁具有以下優點：

1)采用旋挖鉆進行鉆孔灌注樁施工，施工簡單、操作性強、成孔速度快、效率高、施工精度高，可極大地縮短施工周期。

2)巖溶地區樁基施工通常易發生漏漿情況，泥漿需求量較大。采用旋挖鉆干法施工，不需要進行泥漿循環護壁，有利于施工場地布置(不需要設置泥漿池)，對施工周邊環境污染影響較小。

3)對巖溶地區溶洞、裂隙處理效果好，有利于控制樁基礎施工質量。

3 施工工藝

3.1 工藝原理

采用旋挖鉆機進行干法施工成孔，采取注漿、回填砂漿或混凝土等方式對橋址區地層裂隙及溶洞進行封閉處理，然后按照導管法水下混凝土施工工藝進行混凝土澆筑。

3.2 施工準備

1)施工前認真熟悉工程項目的相關合同施工進度、設計技術標準等，認真復查施工區域的地形地貌、地質特征，特別是項目地質勘察報告中對于橋梁樁基處溶洞、裂隙的揭示情況，針對不同情況制定專門處理方案。

2)根據項目地質情況，選擇適宜的旋挖鉆機設備，并配備相應的鉆頭。

3)配備相應的注漿設備、混凝土灌注設備等，根據設計及方案要求，對注漿材料、回填混凝土、砂漿等進行配合比設計。

3.3 地層注漿處理

1)在鉆孔樁施工前，根據地勘報告及設計圖紙要求，對地層中較大溶洞或通聯性溶洞，溶洞深度大于0.5 m小于3 m時，可采用靜壓化學注漿法對溶洞進行預處理。當溶洞內固結體達到一定強度以后再鉆孔施工。

2)注漿孔宜在樁位四周1 m外均勻布置，一般布設4個～6個注漿孔。注漿孔鉆孔時應仔細做好地質情況記錄，以勘探、檢驗溶洞高度及填充物的更詳細情況。

3)注漿壓力不宜太大，控制在0.5 MPa～1.0 MPa范圍，注漿材料可選用水泥砂漿或水泥漿，具體配合比應根據設計要求經試驗驗證后選取。注漿速度宜為15 L/min～20 L/min，注漿時應使漿液滲透到填充物內，形成固結，滲透最小直徑為3.0 m，以保證鉆進成孔時有足夠的固結體。

4)注漿壓力應從低到高，采用間歇、反復壓漿方式，循環注漿多次，直至達到規定最小注漿量和注漿壓力控制值為止。

5)注完一個孔后繼續對其余孔進行注漿，后注漿的壓力必須調高，最后封孔。

3.4 旋挖鉆干法成孔施工

1)施工前應根據巖層情況及地質特征，選擇適宜的鉆機。對巖層較硬或樁徑較大的樁基可采取先用小鉆頭造孔，然后用大鉆頭擴孔成孔的方式進行鉆進(見圖1，圖2)。

2)巖溶地區旋挖鉆施工同一般地區，由于地下溶洞結構形態復雜，施工過程中應根據地質鉆孔揭示的溶洞情況，全面掌握現場動態，接近溶洞時應慢速鉆進，同時做好其他應急準備。

3.5 回填素混凝土

1)對于裂隙處、設計圖紙或方案中未采取注漿方式處理溶洞以及施工中新發現的溶洞或裂隙，采取正常成孔方法施工，當鉆穿溶洞或通過裂隙部位時，填入低標號混凝土，間隔一定時間后，重新鉆進成孔。

2)混凝土宜采用C15素混凝土，為盡快提高混凝土強度，節約施工時間，可在混凝土中摻加一定早強劑，提高混凝土的早期強度。

3)混凝土回填高度應穿過溶洞及裂隙部位，上下部位宜超出50 cm。

4)為保證回填充填效果，利于旋挖鉆成孔，混凝土或砂漿回填后，應在強度達到50%*～70%后，進行鉆進。

3.6 清孔

1)樁基終孔后采用專用清孔鉆頭(平底鉆頭)進行清孔。清孔鉆頭直徑應與成孔直徑一致，清孔后孔底沉渣厚度須符合設計及規范要求。

2)清孔完成經驗收后應及時下放鋼筋籠(見圖3)，下放過程中應控制鋼筋籠垂直度及下放速度，嚴禁撞擊孔壁。當鋼筋籠與孔壁撞擊將石塊或泥土落入孔底或成孔后擱置時間較長孔底沉渣超過規范要求時應進行二次清孔，二次清孔采用大噸位吊車將鋼筋籠吊離孔口，采用旋挖鉆機專用清孔鉆頭進行沉渣清理至合格。

3.7 灌注混凝土

1)為保證混凝土灌注質量，采用垂直導管法灌注水下混凝土施工工藝進行混凝土灌注(見圖4)。當灌注到溶洞位置時應保持較大的埋管深度，放緩混凝土澆筑速度，同時對混凝土面進行測量，實時掌握混凝土上升情況。

2)混凝土澆筑過程中，可適當插拔導管，以保證混凝土澆筑的密實效果，但須保證導管始終埋入混凝土一定深度，樁頂標高以下2 m范圍內宜采用插入式振搗棒進行振搗。

3)施工過程中應根據設計要求嚴格控制混凝土澆筑高度，混凝土澆筑頂面宜高出設計樁頂標高約1 m。

旋挖鉆干法施工成樁見圖5。

4 質量控制

1)施工前應仔細復核圖紙精確放樣，埋設好護樁，施工過程中應隨時檢查樁基垂直度、復核平面位置，確保成樁質量滿足設計及規范要求。

2)施工過程中應仔細做好鉆孔地質記錄，當發現實際地質情況與設計地勘資料不符時，應及時向有關單位報告，提出處理意見后，方能繼續鉆進。

3)樁基施工過程中，遇巖面不平時極易造成偏孔，施工時可采取回填一定數量C15混凝土方式，找平巖面。

4)鉆孔完成且孔底沉渣厚度驗收合格后，應及時進行混凝土澆筑，避免長時間暴露導致孔壁塌落。

5)施工時應嚴格控制混凝土坍落度，確保混凝土連續澆筑完成。施工過程中應隨時檢查混凝土面上升情況及導管埋置深度，避免造成夾層或斷樁。

巖溶地區若采用沖擊鉆泥漿護壁成孔法，施工過程中經常發生泥漿漏失，按照常規施工工藝處理，采用一定比例的土石混合料反復回填沖擊成孔。其成孔時間長，反復充填次數多，回填土石方數量大，施工成本高。若采用旋挖鉆進行施工，能有效避免上述問題，不需要進行泥漿護壁，施工機械噪聲小、振動小，對樁基周圍構筑物影響小，有利于提高工程質量、節約工期、降低工程成本，具有較高的實用價值。

[1] JTG/T F50—2011,公路橋涵施工技術規范[S].

[2] 梁 輝,王 明.淺談橋梁樁基工程旋挖鉆孔施工技術[J].中國水運(理論版),2016，4(8):61-62.

[3] 閆秀英.旋挖鉆干法成孔灌注樁施工工藝及質量控制技術[J].城市建設理論研究(電子版),2014(33):19-21.

[4] 劉紹恩.淺談黃土高原地區橋梁樁基旋挖鉆干法成孔在經濟比選中的優勢分析[J].商品與質量·建筑與發展,2014(5):43-45.

Applicationofrotarydrillingdry-methodholeformingconstructioninkarstareas

YangJie

(YunnanConstructionInvestmentGroupCo.,Ltd,Kunming650500,China)

Taking Shaoguan road engineering project in new Dianzhong region as an example, the paper introduces rotary drilling dry-method hole forming construction technology characteristics. Starting from aspects of stratum grouting treatment, backfilling concrete, and hole cleaning, it illustrates the application of rotary drilling dry-method hole forming construction in karst region, with a view to provide a new concept for pile foundation hole-forming construction in karst area.

rotary drilling dry-method hole forming, karst area, grouting

P642

：A

1009-6825(2017)24-0063-02

2017-06-15

楊 杰(1987- )，男，工程師