浅埋式桩板结构岩溶桩基施工技术

【关键词】浅埋式桩板结构；岩溶桩基；施工技术 

　　1 工程概况 

　　新建贵阳至广州铁路GGTJ-6标桂林西车站起讫里DK412+500～DK414+700，站房中心里程DK413+550，桂林西车站位于桂林市灵川县定江镇庄上村，该段内特殊岩土为软粉质黏土，不良地质为岩溶，钻探揭示岩溶发育，溶洞内多填充软塑-流塑状粉质黏土，段内岩溶中等-强烈发育，岩溶塌陷对工程影响大。 

　　其中“DK414+034.08～DK414+180.10、DK414+219.9～DK414+ 293.52”采用浅埋式路基桩板结构。桩板结构由钢筋混凝土承台板、钢筋混凝土托梁、钢筋混凝土桩基组成。承台板共设置9联，三跨一联，板长23.98～24.79m，宽24m，高1m；承台板下设置托梁11片，托梁长24m，宽1.6m，高1.3m；托梁及承台板下共设置140根直径为1.25m的钻孔灌注桩。桩板结构施工重点为岩溶桩基施工。 

　　2 主要技术措施 

　　（1）灌砂注浆：对桩板结构桩基桩位处较大的空溶洞采用灌砂注浆处理，填充密实空溶洞。 

　　（2）路基填筑：地表处理后进行路基填筑，采用采用级配良好的普通填料填筑，填筑压实标准，基床以下路堤： 压实系数K≥0.92，地基系数K30 ≥130MPa/m，基床底层压实系数K≥0.95，地基系数K30≥150， Evd≥40MPa/m。 

　　（3）钻孔灌注桩：采用冲击钻和旋挖钻成孔灌注，桩基施工中需注意桩位偏差、桩基嵌岩长度、孔口防护、钻孔时钻头速度、钻渣泥浆及时清运、桩身混凝土连续灌注。 

　　（4）质量检测：钻孔灌注桩施工完成28天后，对全部桩基进行成桩质量检测，长度小于40m的桩采用底应变进行质量检测，长度大于40m的桩，采用声波透射法进行质量检测，不容许出现不合格桩。 

　　3 关键施工技术 

　　3.1 路基填筑区段岩溶桩基施工中遇到的问题处理方案 

　　浅埋式路基桩板结构钻孔灌注桩需在路基填筑至设计标高后施工，由于路基填料为级配料，一般称A、B料，由碎石和土按一定比例拌合而成。路基地段钻孔桩施工重点为需钢护筒跟进，防止钻进过程中路基填料遇水分离，造成孔径偏大、孔壁坍塌。做好施工组织，泥浆、钻渣及时清运，保证填筑面整齐、道路畅通。 

　　桩基钻进进入岩层施工需注意以下问题： 

　　3.1.1 多层溶洞处理 

　　该段桩板结构桩基大多数为多层溶洞，如22#桩基长度61m，多层溶洞达12层，溶洞高度在0.7～5m，74#桩基6层溶洞，溶洞最大高度11.2m。对于多层溶洞桩基，需仔细核对地勘资料，定位溶洞位置，控制冲击锤冲击高度，及时片石回填溶洞，该区段在路基填筑前已做灌砂注浆处理，溶洞坍塌情况较小。 

　　3.1.2 串通溶洞处理 

　　由于岩溶地区的复杂地质和前期灌砂注浆处理遗漏，相邻桩基存在溶洞串筒情况。此种情况首先需合理安排钻机，隔桩隔排钻进。在施工该DK414+034.08～DK414+180.10段最后两根52#、46#时发现为串通溶洞，52#灌注水下混凝土过程中，46#泥浆由孔口大量流出，因此停止46#作业，升锤，回填片石。 

　　3.1.3 偏孔处理 

　　钻孔灌注桩要求轴线不超过5cm，垂直度偏差不大于0.5%。钻孔灌注法一般采用十字线控制孔位中心，偏孔纠正一般采用片石回填。对于“S”型孔或螺旋孔，冲进过程中不易发现。成孔后用探笼检测。在施工34#桩过程中，桩长41m，孔深41.94m。钢筋笼顺利入孔，安装导管在孔深38m时，导管无法下放。提笼后发现，钢筋笼底部4m变形，重新回填该孔钻进。要求在钻进过程中作业人员随时观察孔位中心，及时纠偏。 

　　3.1.4 斜岩 

　　岩溶地区地质走向崎岖极不平行，岩层多为斜坡岩或半边岩，桩基施工中至斜岩地段极易发生锤头偏移或倾倒，造成偏孔、卡锤。处理方法： 

　　3.1.4.1 回填片石、混凝土 

　　斜岩地段一般采取回填片石的方法，比较经济。但对于坡度过大斜坡时，回填的片石在锤头的重力下会沿着斜坡的走向滑入泥层，该方法的效果不理想。可采取灌注水下混凝土的方法处理斜岩，即用水下混凝土回填斜岩地段再钻进。该法缺点是桩基的进尺慢、工序复杂、不经济。 

　　3.1.4.2 水下钻孔爆破 

　　水下爆破就是采用钻孔机在桩基斜坡位置钻一孔，孔的位置要选在靠近斜坡岩的最高位置，孔深一般取2～3米，钻孔前应先下一根外径11厘米的套管，套管壁厚为6毫米，套管长度为护筒顶至桩底的高度，套管底应按装一个底座紧贴岩层以防止桩内的泥浆或杂质流入孔内。当套管按装完毕后在放置钻孔机械，直径9厘米的钻杆从套筒慢慢放至岩层在钻进。钻孔完毕后应立即拔出钻杆，在从套管向下装炸药，8～12管炸药两两一绑在相连做成炸药包，炸药包下端放一根0.2m长Ф20钢筋以配重。上端用木杆把炸药包一直推入孔底，爆破采用起爆器引爆。这种方法由于套管在爆破前不能拔出，所以套管底节最好选择0.5～1m长以控制爆破对套管的最小损失。 

　　3.1.5 卡锤、掉锤 

　　在施工过程中，由于岩溶地区特有的地貌，桩基钻孔勘探资料与设计有出入，在冲孔过程中，冲击锤冲孔过程中，极容易击破溶洞顶，造成在溶洞中卡锤，掉锤。这时可以采用以下方法： 

　　3.1.5.1 改变钢丝绳提锤的方向 

　　先掌握清楚锤柄倒向哪个位置，利用一短钢丝绳配合挖机或是桩机的机架改变提锤的方向，将锤提出。23#桩两次卡锤都是用此法将锤救出来。重点是摸清楚锤柄倒的方向。 

　　3.1.5.2 水下爆破 

　　若上述摸清锤柄倒的方向后，仍无法将锤提出后，采用水下爆破，重点依然是测准锤柄倒的方向，该方法效果明显，该段多个桩基卡锤采用水下爆破，重点是控制爆破药量和爆破位置的精准。 

　　3.1.5.3 专业人员救锤 

　　卡锤掉锤后如用传统方法无法救锤，可采用潜水员下潜就锤，该方法关键是需要专业潜水机构指派的持证潜水员和持证潜水监督，确保人员安全。28#、32#钻机掉锤均由潜水员救锤。 

　　3.2 浅埋式桩板结构岩溶桩基采用冲击钻、钻挖钻优缺点分析 

　　根据岩溶地区桩基施工特点及工期要求，我段内在DK414+034. 08～DK414+180.10段先期采用旋挖钻施工83#～100#桩基，桩长23～34m。1#～82#桩采取冲击钻，桩长21～61m，绝大部分桩基长度在40m以上，DK414+219.9～DK414+293.52段101#～140#桩基采用旋挖钻，桩长15.6m～29m。 

　　根据施工该段浅埋式桩板结构岩溶桩基采用冲击钻、钻挖钻优缺点分析如下： 

　　3.2.1 旋挖钻 

　　旋挖钻优点：旋挖钻自动化程度高、劳动强度低、钻进效率高、 成桩质量好、环境污染小。在施工101#～140#桩基中，不包括设备进场、钻机维修，实际施工只用26天完成40根928.5mΦ1.25m钻孔灌注桩。 

　　旋挖钻缺点：对多层溶洞、坚硬岩层时，需做好孔口防护，确保桩体垂直度，钻孔深度不足。施工83#～100#桩基时，由于该部分桩基有多达6层溶洞，下伏基岩为白云质灰岩夹白云岩（D3R），在钻孔过程中未达到预期进度。需钢护筒跟进至溶洞底防护确保路基填方塌孔。 

　　3.2.1 冲击钻 

　　冲击钻能适应各种复杂地质条件，缺点进尺较慢，泥浆池占用场地，易造成场地污染。难以满足工期进度要求工程。 

　　4 结语 

　　综上所述，“浅埋式桩板结构岩溶桩基施工技术”是贵广铁路桂林西车站浅埋式桩板结构桩基施工过程中的应用总结，供同行参考与借鉴。 

　　参考文献： 

　　[1]苏谦，高速铁路路基非埋式桩板结构理论与实践，ISBN：978-7 -113-13171-5，中国铁道出版社. 

　　[2]速铁路路基工程施工质量验收标准TB10751-2010/1147-2011.