摘要：

喀斯特又称岩溶，是水对可溶性岩石（碳酸盐岩、石膏、岩盐等）进行以化学溶蚀作用为主，流水的冲蚀、潜蚀和崩塌等机械作用为辅的地质作用，以及由这些作用所产生的现象的总称;中国喀斯特地貌分布广泛，为世界所罕见，主要集中在云贵高原和四川西南部，总面积达200万平方公里。在工程施工中，经常会遇到溶洞等十分复杂的地质条件，对工程质量和进度影响巨大。半土半岩、斜面等开孔、溶洞这些地质极易造成斜岩偏孔，其处理耗时长，制约大，费用高。

关键词：岩溶地区;斜岩面;冲孔;偏孔

引言：

桥梁是工程项目中重点控制性工程，直接影响着项目建设工期和费用，而桩基施工工期直接制约着整个桥梁施工的总工期。在岩溶地区，桩基工程既是重点又是难点;施工工艺和特殊问题处理方法的选择极为重要。

在岩溶地区钻孔灌注桩主要以冲击钻施工为主，其成本低、施工方便、适用范围广等优势在施工中被优选;而且它在钻进过程中挤压侧壁形成一定硬度的护壁层减小塌孔的风险;在面对半土半岩、斜面开孔、溶洞、漏浆等处理方便。

斜岩是冲击钻钻孔过程中经常遇到的问题，斜岩的发生容易造成桩基偏孔，成孔周期长，处理不当容易卡钻、钢筋笼无法正常下放;甚至造成桩基二次成孔等;为了减少施工中因为斜岩处理而造成成本增加，工期延误，提出环刀法斜岩处理技术。

一、工程概况

龙江大桥为扩建工程，分别在现状龙江大桥北侧和南侧新建一座（52+100+52）m三跨预应力混凝土变截面单箱单室连续梁桥;主墩采用钢筋混凝土墙式实体墩，基础采用钻孔灌注桩基础，地处广西西北边陲、云贵高原南麓，是大西南通向沿海港口的重要通道，为喀斯特地貌，岩溶（溶洞、溶沟）发育，存在土洞等不良地质;经钻探揭露，场地上覆地层主要为第四系人工堆积层（Q4ml）、冲积层（Qal）、下伏为石炭系（C2）灰岩。规划区域的地貌单元为岩溶溶蚀准平原上的冲积阶地地貌，岩石最大强度81.5Mpa，最小强度27.3Mpa;龙江大桥由西向东跨越全城江，场地较空旷，但东、西两岸地势落差稍大，勘探孔高程介于179.82～192.08m之间，高差为12.26m。

二、施工难点

桥梁桩基钻孔场地位于浅覆盖型岩溶强烈发育区，且钻探过程发现土洞存在;在岩溶地区，下伏灰岩、泥灰岩的岩溶裂隙、孔洞发育;下伏灰岩在钻孔控制深度范围内，溶洞、溶沟强烈发育，在④层友岩中，钻孔通岩溶（溶洞、溶沟）率分别为74.4%，为岩溶强烈发育区，其地质条件复杂，在施工过程中很容易出现漏浆、卡钻、偏孔现象;影响施工进度，增加施工成本;桩基质量要求高;桥梁为全线关键线路，施工工期短。

三、冲击钻成孔工艺

3.1施工准备

3.1.1地质资料收集

岩溶区地质地质构造复杂，施工中突发情况多，钻前施工准备工作必须充分细致。每根桩必须用地质钻机超前钻探，遵循“一孔六钻，一桩一分析”原则，即对每根桩增加6个地质超前钻孔，孔位按照正五角形布置，桩中心再进行钻探，制定每一根桩基施工的相应施工方案提供详实依据。

3.1.2做好施工材料储备

钻孔前在孔口附近贮备大量黏土、片石及一定数量的袋装水泥、电焊机、锤牙、特种钢板、烧碱、木屑、草袋;

3.1.3做好试验检测、量测工具校正;

3.1.4场地平整、施工放样、复测;

3.1.5根据地探资料、现场回填材料情况，对存在斜岩，容易造成偏孔的桩基做出相应的处理方案、成孔方法及施工措施。

3.1.6对每种处理方案，都要进行详细的记录和仔细的计算，做好复核复测工作;施工前在桥位外进行钻孔成桩试验，取得经验数据，完善施工方案，指导施工。

3.2工艺流程：

桩位放线、开挖泥浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→冲击造孔、泥浆循环、清除费浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→灌注水下混凝土。

3.2.1护筒埋设：护筒埋设是重要一环，起到保护孔口、定位导向，维护泥浆面、防止塌方的作用。护筒内径比桩经大200～400mm，护筒的埋设深度1.2～1.5m。

3.2.2冲孔机就位：冲击钻对准护筒中心，要求偏差不大于士20mm，开始低垂密击，锤高0.4～0.6m，并及时加块石和粘土泥浆护壁。泥浆密度及冲程：护筒中及护筒脚下3m以内泥浆密度取1.1～1.3t/m3，冲程0.9～1.1m;以下取1.2～1.4t/m3。至孔深达护筒下3～4m时，加快速度，加大冲程，将锤高提高至1.5～2.0m以上，转入正常连续锤击。

3.2.3冲孔时及时测定和控制泥浆密度，每冲击1～2m应排渣一次，并定时补浆，直至设计深度。

3.2.4在钻进过程中每1～2m要检查一次成孔的垂直度情况。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。对于变层处和易发生偏斜的部位;一般情况下采用回填片石（卵石）法进行处理，应采取低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。

3.2.5在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口0.5m以上，同时孔内水位高度应大于地下水位1m以上。

3.2.6成孔后，应测量检查孔身，核对无误后，进行清孔，将孔底淤泥、沉渣清除干净。密度大的泥浆借水泵用清水置换，使密度控制在1.15～1.25之间。

3.2.7清孔后立即放入钢筋笼，检查无误后立即浇筑混凝土，间隔时间不超过4h，以防泥浆沉淀和塌孔。

四、桩底入岩出现偏孔问题与措施

4.1存在问题

本项目位于岩溶地区岩溶裂隙、孔洞发育，存在土洞，桩基位置存在半土半岩、斜面开孔等地质情况，容易发生偏孔。全桥96根钻孔桩全部存在偏孔现象，并且孔偏存在反复情况，还有从入岩到终孔前，一直都在发生偏孔的情况。偏孔发生的主要原因：一是地质构造形成孔位岩石岩面呈倾斜状造成的;二是孔位范围内岩石的软硬不同造成的，三是孔位范围内存在半岩半洞（溶洞发育区）或半土半岩造成的。

4.2斜岩处理方法

在钻孔过程前，首先熟读地勘资料，根据地勘资料做好斜岩位置数据统计，对于不同情况进行一处一策的方法指导施工，并做好技术交底（见表1），重点把控;

4.2.1回填片石（卵石）法

根据地勘资料在钻进过程中发生偏孔情况下，此时提起钻头向孔内填直径300-800mm的高强度大块片石（最薄面不小于300mm），或者直径10-40mm的卵石，高度超过偏孔位置孔底标高1.5米左右，先采用大冲程（110cm）冲孔，冲孔至偏孔顶面1米左右采用小冲程（70cm）直至锤碎斜岩，校正偏孔;使用岩石强度不大，偏孔不严重的情况;此方法可以解决一般的偏孔问题，回填次数超过三次就不经济适用而且耗时;

4.2.2钻孔法

钻孔法根据施工情况分为三种施工方法，第一种是地质钻钻孔法，采用钻孔孔眼数量和布局分解岩面，达到斜岩处理，减少偏孔;第二种是钻孔内爆破法，第三种是钻孔外爆破法;这三种方法均已地质钻机为主，采用不同的形式破坏斜岩面达到偏孔纠正和减少偏孔的目的;

缺点：施工条件要求高（具备地质钻机、炸药），费用高（钻机费用、炸药费用），处理时间相对较长（地质钻钻孔时间长）;

4.2.3环刀法

在回填片石（卵石）法的基础上，对钻头进行改造，在钻头底部锤牙外侧边内缘位置增焊一圈特种钢板形成刃脚面，刃脚面比锤牙底面凸出5-10mm，利用钻头冲击工程中旋转现象，对斜岩面与护壁交界面进行环向切割，在达到斜岩面附近采用小冲程多次锤击形成断缝，瓦解斜岩校正偏孔，达到成孔目的;在回填片石或卵石回填50～70cm，环刀法施工方便、经济、回填量小，利用既有钻机、钻头，现场易加工，费用低。

龙江大桥96根均出现过斜岩偏孔，通过采用环刀法处理斜岩偏孔问题，是的桩基成孔过程中工期得以保证，并且在费用上也节约了许多，通过现场实际使用相比前期施工每根桩提前1-2天时间，偏孔处理费用相对节约35%左右;

结语

总而言之，对于桥梁桩基在岩溶地质条件复杂区域，不同岩性岩层交叉发育地区，经常会遇到半土半岩、斜面开孔、溶洞、土洞等地质。桩基施工中经常发生偏孔，在施工中对严重影响工期，增大成本;过程中通过分析原因，对比不同处理措施的可行性和效益，根据地勘资料，针对具体情况，选择相应的处理措施，对桩基的施工进度和质量都得到了很好的控制。本工程桩基施工较计划工期提前1个月，桩检结果均为l类桩。以上所述斜岩处理方法在该项目成功得到应用，尤其是创新采用环刀法施工技术，相对地质钻钻孔法在很大程度上得到降低了费用，同时提高了斜岩处理的时间，提高了冲孔桩基斜岩处理的成功率，大大缩短了处理时间。为加快桥梁施工进度提供了可靠保障。通过实践，证实以上施工技术措施在该地质条件下的桩基施工中起到了很好的作用，为此类工程施工起到一定借鉴作用。

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