高速公路桩基岩溶发育区钻孔桩施工技术

　　摘要：在开展高速公路项目建设施工的过程中，针对岩溶发育区域所采用的钻孔桩施工技术非常重要。文章以某高速公路为例，溶发育区钻孔灌注桩施工特点及其影响因素，深入地探索并介绍了岩溶发育区钻孔桩施工技术的应用。

　　0 引言

　　随着社会经济的发展，我国高速公路工程建设规模越来越大，工程建设数量越来越多，项目建设所覆盖的范围也越来越广。公路项目在开展施工的过程中会遇到不同的复杂地质条件，增加了实际施工的难度。特别是对于岩溶地区来说如果不能合理进行处理，会给该区域的桩基础施工带来影响，轻者影响整个项目的施工进度，严重的在实际施工过程中可能会有漏浆、塌孔以及断桩等问题的发生，导致实际施工成本的增加且不利于项目施工质量的保证。因此必须综合考虑岩溶地区的实际特点，全面细致地研究公路钻孔桩施工技术，进而提高整个项目工程的施工质量。

　　1 工程概况

　　本文涉及高速公路全线长度为91.874km，该公路为双向四车道，设计速度120km/h，路基的长度和宽度分别为11.373km、26.5m，在实际施工过程中路基的总挖方量和总填方量分别为249.3×104 m3、250.8×104 m3，整个项目无隧道。为了避免施工过程受岩溶地区地质条件的影响，决定应用岩溶发育区钻孔桩施工技术开展施工，本文对该技术的具体特点以及应用过程进行全面的分析和介绍。

　　2 岩溶发育区钻孔灌注桩施工特点及其影响因素

　　2.1 施工特点

　　（1）通常来说，如果钻孔作业在岩溶地区开展出现坍塌的概率会较高。之所以出现这种现象，主要是因为在针对岩溶地区进行钻孔施工的过程中覆盖层密度不足，从而导致地面出现大面积的沉降或者塌孔问题。

　　（2）在岩溶地区一般地下水较为丰富，岩层表面平整度较差，所以在这样的区域开展钻孔可能会出现钻孔结构变形的问题，极易出现斜孔和弯孔，并最终导致漏浆或漏水问题的发生。

　　（3）如果在岩溶地区开展钻孔作业施工，完成钻孔后的清孔工作难度也会有所增加。之所以会出现这类问题主要是岩溶地区的岩石透水性较好，如果没有合理控制泥浆就可能出现塌孔或者漏浆等现象。另外，孔内压强的变化也会使得塌孔的概率大大增加。

　　2.2 影响因素

　　在岩溶地区开展公路钻孔施工，对灌注桩施工质量的影响主要体现在对成孔质量的影响。这主要是因为岩溶地区的岩石中斜岩、溶洞地质较多，给冲击钻机的施工作业带来了巨大的难度。溶洞出现的概率较大，所以在开展实际钻孔施工的过程中钻机覆盖以及大面积塌陷的问题也会经常发生。同时，岩溶地区的地质规则性较差，极大程度地增加了桩基与四周持平的难度，最终导致出现临空面，不利于后续施工的进行。另外，岩溶地区含水量较高，在开展钻孔施工的过程中可能会出现涌水问题，不仅增加了钻孔作业的难度，还会对混凝土的灌注施工带来巨大的影响。为了避免上述情况的发生，必须选择最为合理的施工工艺方法，然后按照项目实际情况优化钻头、泥浆以及各种关键的工艺参数。

　　2.3 施工工艺

　　岩溶发育区钻孔灌注桩的工艺流程具体如下所述：测定孔位→制作护筒、挖埋护筒→加工钻头、钻机就位→钻进作业→中间检查→终孔→测孔深和孔径、清孔→钢筋笼制作并安放→安放导管→二次清孔→灌注砼→凿桩头→检桩。

　　3 岩溶发育区钻孔桩施工方法及其要点分析

　　3.1 压浆法

　　对于超过6m的溶洞或者桩基地面下部结构的加工工作，压浆法是较为适合的，该方法的应用可以缓解溶洞击穿时水头所产生的较大压力变化，避免在钻孔施工的过程中出现塌孔或者漏浆。应用该方法开展施工的过程中为了节约成本可以适当地掺入黄土，并且按照从中间到四周的顺序开展注浆。

　　3.2 填充黏土和片石法

　　对于高度不超过6m的溶洞的处理可以应用黏土和片石填充法进行施工。在开展钻孔施工的过程中如果钻孔深度达到溶洞层时，护筒内部的泥浆会发生一定程度的流失，如果泥浆流失严重就会导致塌孔，这时可以采用片石加黏土进行回填，为了保证回填密实度需要回填一层就用钻头冲击一遍，直到回填的高度达到溶洞顶部1~2m。完成溶洞的回填施工后可以应用钻头冲击的方式将片石和黏土挤入溶洞内，保证可以形成坚实的泥石护壁。

　　3.3 灌低标号混凝土法

　　针对进入岩层后所出现的邪岩以及地下暗河的处理可以采用填筑低标号砼法进行施工，在实际处理过程中如果仅应用片石或者黏土成孔难度较大，这时可以应用灌低标号混凝土的方法进行处理，如果遇到暗河，为了节省混凝土的灌注量可以首先填筑粘土块和片石，然后反复进行冲挤，待混凝土的强度达到一定标准后开展钻孔施工。

　　3.4 钢护筒跟进法

　　开展护筒跟进法主要适用于软弱地层的处理，应用该方法的主要目的是避免塌孔现象的发生。应用该技术时需要注意以下内容。

　　（1）如果需要应用钢护筒应适当地加大桩顶护筒；确定内护筒的级数和内径，为了保证内护筒的刚度和避免出现变形情况，钢护筒每增加一级内护筒内径增加0.2m。在下沉内护筒的过程中应该按照由大到小逐级下沉。

　　（2）确定内护筒长度，根据地质情况确定护筒下放位置的高度，如果内护筒的长度过长可以分节进行下沉，并且在孔口位置完成焊接连接。

　　4 施工中常见问题及控制措施

　　4.1 钻孔

　　在进行桩基施工时，钻孔是其中重要的施工环节。在钻孔之前必须先确定溶洞的位置及顶标高。根据所掌握的溶洞地质资料，钻孔距洞顶约0.5~1m时须减小钻孔冲程以避免出现埋钻、卡钻等情况。在钻孔时必须严格控制冲程，最大冲程不可超出2m，钻进位置接近溶洞时，依照目前的钻进速度须及时完成材料、机械等准备工作。在钻进的过程中如果出现斜岩，那么很容易出现钻头向岩层低处下滑，最终造成斜孔情况的发生。因此，必须提高钻孔作业的操作技术要求，每天应该安排相关人员检查钻孔的倾斜度，以便更好地调整之后的钻孔方案。

　　4.2 塌孔

　　当冲击工作到达溶洞后，因为漏浆现象的发生可能导致水头的高度快速下降，透水层的稳定性不能保证最终导致塌孔现象的发生。在开展钻孔施工之前塌孔通常是不可预见的，只能在开展钻孔工作的过程中通过分析和观察异常情况才能判断和处理塌孔现象。因此，施工人员必须根据具体的施工经验精准地判断相应的地质情况是否会发生塌孔现象，提前下放钢护筒。如果孔深较小全孔都可回填黏土，中间暂停一段时间后再埋设钢护筒，然后重新开展钻孔施工。如果孔深较大可以应用小钻头开展冲钻施工，加水排渣，然后适当提起钻头。

　　4.3 卡钻

　　导致卡钻的原因有很多：①孔径变小、冲击钻刃脚磨钝，针对这类情况应该经常对冲击钻进行补刃；②梅花孔，应用五刃和四刃钻头打圆孔；③如果钻卡在溶洞内，不管是上提还是下放都没有任何效果，这时可以利用小钻头冲击孔壁障碍物，然后提出钻头。这里需要格外注意，一旦发生卡钻现象，为了避免损坏，机械严格禁止强提钻头。

　　4.4 漏浆

　　在冲击成孔中可能会发生溶洞与地下暗河相通的情况，在这样的情况下泥浆流失的速度较快以及水头高度的变化也较快，最终会导致漏浆现象的发生。一旦出现漏浆现象应该及时回填片石、黏土并且及时补水，避免水头持续下降。

　　4.5 埋钻

　　塌孔是导致埋钻的主要原因。在开展实际施工的过程中一旦有漏浆现象的发生，需要立即将钻头提出孔外。如果遇到此情况，可以通过小钻头对其进行相应的冲击，同时进行加水造浆作业并通过不断地排渣直到钻头位置，然后安排相关的专业人员利用钢丝绳将钻头连接，然后提起钻头。在实际施工过程中需要对施工现场进行勘查，如果发现与勘查结果不符的地质情况，以保证施工人员安全为基础及时汇报领导，积极做好沟通以及变更施工设计图纸，进一步保证项目施工质量、安全和进度。

　　5 结语

　　针对岩溶发育区域的钻孔桩施工，为了提高施工过程中的安全性、保证桩基施工可以顺利有序的完成，必须采取合理的技术进行处理。随着科学技术水平的不断提高，施工人员在开展实际施工的过程中必须加强施工过程中的管控，提高文明化和标准化施工水平，促进高速公路事业健康和谐发展。

　　作者简介：丁辉（1985-），男，天津人，中交第一航务工程局有限公司总承包工程分公司工程师，研究方向：高速公路路桥施工。

　　参考文献

　　[1]周波.惠兴17标高速公路钻孔桩施工常见问题研究[J].科技创新与应用，2012（23）：178.

　　[2]杨森浩.高速公路桩基岩溶发育区钻孔桩施工方法及技术要点浅析[J].科学技术创新，2018（12）：143-145.

　　（责任编辑：刘振敏）