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摘要：针对江西典型的喀斯特地貌地区铁路工程钻孔桩溶洞施工进行了较全面的总结, 为同类工程施工提供了宝贵经验。
关键词：铁路工程 ，喀斯特 ，钻孔桩
Abstract: based on the typical of the karst landform areas of jiangxi railway engineering drilling pile cave construction has been comprehensively summarized, for similar project construction to provide the precious experience.
Keywords: railway engineering, karst, bored pile
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
0 引言
岩溶是一种形态奇特且分布的自然现象，宏观上虽有特定的发育规律，但在不大的施工场地上，其分布则是无常的，这无形中给铁路工程桩基施工增加了难度。冲击钻孔对不均匀地层具有良好的适应性，钻进时易及时发现和处理因地层软硬不均匀而引起的钻孔偏斜；对于喀斯特地貌地区能很好地冲填加固孔壁，并能及时造浆，防止和纠正偏斜孔。
1冲击钻进技术措施
为避免事故保证钻进顺利进行, 应采用如下施工技术:
(1) 根据岩溶地层岩性硬、脆、研磨性相对较差的特点, 为提高冲击钻进效率, 冲锤底刃硬质合金采用长度10cm左右, 间距5~ 8cm, 呈梳齿状交错排列, 以减少钻头底刃与孔底的接触面积, 提高钻头单位面积冲击力, 增强对岩石的破碎效果, 提高钻进效率。
(2) 孔口护筒埋设稳固, 根据不同地层特点, 采取相应的护壁措施。在土层中钻进时, 向孔内投入少量碎石, 防止糊钻; 并采用小冲程冲击钻进, 使碎石挤入土层增强孔壁稳定能力、提高护壁效果。
(3) 确保钻孔垂直。
(4)采用反循环清孔、排渣确保工程质量。
2钻孔偏斜原因分析及防治措施
2.1 原因分析
桩孔倾斜的主要原因为: 岩面起伏大, 石笋( 芽) 、溶沟、溶槽发育, 冲锤穿越土层进入基岩时冲锤顺倾斜岩面下滑, 导致钻孔倾斜; 溶洞顶底板不平, 锤头中心与钻孔中心线不重合; 穿越较大土( 溶) 洞时, 因充填物强度低, 冲击钻进时冲锤摆动较大而导致钻孔倾斜。
2.2 预防措施
依据工勘资料, 掌握灰岩和溶洞埋深, 冲击钻进至基岩面和溶洞顶面时采用小工艺参数施工, 减少锤头顺倾斜岩面下滑趋势, 待在倾斜的岩石面上冲击出台阶后, 随台阶截面的增大逐渐提高锤头冲击钻进行程,防止钻孔顺倾层岩面倾斜; 冲击钻进过程中, 如发现钢丝绳偏摆严重, 说明孔底不平或软硬不均, 钻头歪斜严重。此时应立即停钻, 向孔内投入抗压强度大于灰岩的岩石, 在孔内创造均质截面, 并采用/ 低程勤击0方法冲击钻进。以减少锤头倾倒量, 防止钻孔倾斜。填石高度一般以高出引起钻孔倾斜界面1m以上为宜。如冲至原位后钢丝绳仍偏摆严重, 应继续填石纠偏直到钻进平稳; 钻进过程中每钻进1~ 2m应检查钻孔垂直状况。发现钻孔倾斜应提出钻头, 向孔内抛入1~2m厚片石, 以小冲程冲击钻进方法校正钻孔。
3 塌孔原因分析及防治措施
3.1 塌孔原因分析
当钻头冲穿无填充物或仅有少量填充物的溶( 土)洞顶板时, 钻孔内泥浆液面急剧下降, 孔壁失去护壁压力, 外部地下水渗透压力过高, 引起孔壁坍塌; 钻孔内泥浆漏失、泥浆液面降, 孔壁失去护壁压力或护壁泥浆液压小于地下水侧向压力时, 孔壁受力失去平衡而坍塌; 冲入土( 溶) 洞时钻孔内快速涌水、突水, 导致孔内泥浆比重下降, 护壁压力降低, 导致孔壁坍塌; 钻遇溶( 土) 洞时, 洞中的流) 软塑状充填物涌入孔内, 引起土洞破坏或土洞进一步发展而导致坍塌; 冲穿承压、似承压含水层时, 外部地下水涌入孔内, 护壁泥浆变稀, 孔内压力失衡而引。
3.2塌孔预防措施
提高泥浆对孔壁的侧压力, 即提高泥浆密度、增加泥浆的固相含量; 保持泥浆液柱高度, 根据钻探资料预计可能漏浆位置, 采取相应措施。施工时认真检查孔内泥浆液面高度、泥浆稠度、泥浆密度和孔外水位变化情况, 及时取渣分析, 如出现漏浆, 立即向孔内抛入优质粘土等止漏材料后低程冲击, 將粘土挤入裂隙、孔隙, 堵塞裂隙、孔隙等漏浆通道, 保持泥浆密度与稠度; 如泥浆漏失强度大时, 向孔内投入块石、片石、砂袋和袋装粘土, 低程冲击方法把投入物挤入溶洞或大裂隙中。待泥浆液面上升至孔口且不再漏浆后, 在高于漏失带115~2m处, 提出锤头, 向孔内投入适量整包水泥后再冲击, 使水泥与石块、粘土和砂结合, 形成人工稳定孔壁, 防止浆液漏失;如孔壁出现局部坍塌, 立即填入优质粘土, 以提高泥浆密度与稠度提高泥浆护壁能力, 防止坍塌进一步发展;当孔口坍塌不太严重时, 在孔口重新埋置大于设计孔径2~3级的护筒, 周围用水泥碎石固定, 待水泥凝结后再施工; 当孔壁、孔口坍塌严重时, 用优质粘土必要时加入水泥回填至孔口并压实, 经15d后, 采用锤头行程110~ 115m, 泥浆比重1130~ 1135, 进尺速度310mPh左右等工艺参数重新冲击钻进; 必要时回填压实后直接下入钢护筒护壁施工。
4 终孔桩端全岩面判断
岩溶区桩基础常采用端承桩, 正确判断桩端是否全部嵌入基岩是保证岩溶地区桩基质量的关键。岩溶区基岩起伏剧烈, 桩基施工时实际遇岩深度往往与勘察孔揭示的遇岩深度存在较大的差异。终孔桩端全岩面现场应主要从四个方面进行综合判断:
（1）以桩孔实际见岩高程始,至少进尺50cm 后, 可申报全岩面检验, 超前钻孔柱状图揭示的岩面高程只作为参考;
（2 ) 查阅机台施工记录, 可将基岩进尺速度0.1m/h～0.2m/h 作为进入全岩面的控制速度;
（3) 可观察井口钢丝绳的摆动情况, 锤头触岩面时会出现轻微的反弹;
5 结语
在溶洞区钻孔, 泥浆易发生漏泄, 而使孔内泥浆标高突降, 因而护筒埋深宜适当加长至3m～4m, 护筒宜高出地面0.5m～1.0m。溶洞内填充物松散, 易坍孔, 必须反复抛填粘土片石冲击固壁, 回填频次为1.5m / 次, 且搭接50cm。岩溶区基岩起伏剧烈, 端承桩嵌岩是桩基质量的关键。终孔判断桩端全岩面参考勘察孔揭示岩面进行, 检查现场, 要时可用工勘钻机钻探。
参考文献：
[1] 张耀辉, 牛润明. 特殊地质条件下钻孔桩施工方法的探讨[J]. 铁路工程, 2004 .
[2] 肖明贵, 陈学军, 佴磊. 岩溶区冲孔桩施工技术综述[J]. 水文地质工程学报, 2003, ( 3) :105- 108.
[3] 胡文年. 冲孔灌注桩施工中常见事故的处理[A].刘金砺. 桩基设计与施工检测[ C] . 北京: 中国建材出版社, 1994,300- 3051
[4] 铁道部第二勘测设计院. 岩溶工程地质[M] . 北京:中国铁道出版社,1984, 77- 801
关键词：铁路工程 ，喀斯特 ，钻孔桩
Abstract: based on the typical of the karst landform areas of jiangxi railway engineering drilling pile cave construction has been comprehensively summarized, for similar project construction to provide the precious experience.
Keywords: railway engineering, karst, bored pile
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
0 引言
岩溶是一种形态奇特且分布的自然现象，宏观上虽有特定的发育规律，但在不大的施工场地上，其分布则是无常的，这无形中给铁路工程桩基施工增加了难度。冲击钻孔对不均匀地层具有良好的适应性，钻进时易及时发现和处理因地层软硬不均匀而引起的钻孔偏斜；对于喀斯特地貌地区能很好地冲填加固孔壁，并能及时造浆，防止和纠正偏斜孔。
1冲击钻进技术措施
为避免事故保证钻进顺利进行, 应采用如下施工技术:
(1) 根据岩溶地层岩性硬、脆、研磨性相对较差的特点, 为提高冲击钻进效率, 冲锤底刃硬质合金采用长度10cm左右, 间距5~ 8cm, 呈梳齿状交错排列, 以减少钻头底刃与孔底的接触面积, 提高钻头单位面积冲击力, 增强对岩石的破碎效果, 提高钻进效率。
(2) 孔口护筒埋设稳固, 根据不同地层特点, 采取相应的护壁措施。在土层中钻进时, 向孔内投入少量碎石, 防止糊钻; 并采用小冲程冲击钻进, 使碎石挤入土层增强孔壁稳定能力、提高护壁效果。
(3) 确保钻孔垂直。
(4)采用反循环清孔、排渣确保工程质量。
2钻孔偏斜原因分析及防治措施
2.1 原因分析
桩孔倾斜的主要原因为: 岩面起伏大, 石笋( 芽) 、溶沟、溶槽发育, 冲锤穿越土层进入基岩时冲锤顺倾斜岩面下滑, 导致钻孔倾斜; 溶洞顶底板不平, 锤头中心与钻孔中心线不重合; 穿越较大土( 溶) 洞时, 因充填物强度低, 冲击钻进时冲锤摆动较大而导致钻孔倾斜。
2.2 预防措施
依据工勘资料, 掌握灰岩和溶洞埋深, 冲击钻进至基岩面和溶洞顶面时采用小工艺参数施工, 减少锤头顺倾斜岩面下滑趋势, 待在倾斜的岩石面上冲击出台阶后, 随台阶截面的增大逐渐提高锤头冲击钻进行程,防止钻孔顺倾层岩面倾斜; 冲击钻进过程中, 如发现钢丝绳偏摆严重, 说明孔底不平或软硬不均, 钻头歪斜严重。此时应立即停钻, 向孔内投入抗压强度大于灰岩的岩石, 在孔内创造均质截面, 并采用/ 低程勤击0方法冲击钻进。以减少锤头倾倒量, 防止钻孔倾斜。填石高度一般以高出引起钻孔倾斜界面1m以上为宜。如冲至原位后钢丝绳仍偏摆严重, 应继续填石纠偏直到钻进平稳; 钻进过程中每钻进1~ 2m应检查钻孔垂直状况。发现钻孔倾斜应提出钻头, 向孔内抛入1~2m厚片石, 以小冲程冲击钻进方法校正钻孔。
3 塌孔原因分析及防治措施
3.1 塌孔原因分析
当钻头冲穿无填充物或仅有少量填充物的溶( 土)洞顶板时, 钻孔内泥浆液面急剧下降, 孔壁失去护壁压力, 外部地下水渗透压力过高, 引起孔壁坍塌; 钻孔内泥浆漏失、泥浆液面降, 孔壁失去护壁压力或护壁泥浆液压小于地下水侧向压力时, 孔壁受力失去平衡而坍塌; 冲入土( 溶) 洞时钻孔内快速涌水、突水, 导致孔内泥浆比重下降, 护壁压力降低, 导致孔壁坍塌; 钻遇溶( 土) 洞时, 洞中的流) 软塑状充填物涌入孔内, 引起土洞破坏或土洞进一步发展而导致坍塌; 冲穿承压、似承压含水层时, 外部地下水涌入孔内, 护壁泥浆变稀, 孔内压力失衡而引。
3.2塌孔预防措施
提高泥浆对孔壁的侧压力, 即提高泥浆密度、增加泥浆的固相含量; 保持泥浆液柱高度, 根据钻探资料预计可能漏浆位置, 采取相应措施。施工时认真检查孔内泥浆液面高度、泥浆稠度、泥浆密度和孔外水位变化情况, 及时取渣分析, 如出现漏浆, 立即向孔内抛入优质粘土等止漏材料后低程冲击, 將粘土挤入裂隙、孔隙, 堵塞裂隙、孔隙等漏浆通道, 保持泥浆密度与稠度; 如泥浆漏失强度大时, 向孔内投入块石、片石、砂袋和袋装粘土, 低程冲击方法把投入物挤入溶洞或大裂隙中。待泥浆液面上升至孔口且不再漏浆后, 在高于漏失带115~2m处, 提出锤头, 向孔内投入适量整包水泥后再冲击, 使水泥与石块、粘土和砂结合, 形成人工稳定孔壁, 防止浆液漏失;如孔壁出现局部坍塌, 立即填入优质粘土, 以提高泥浆密度与稠度提高泥浆护壁能力, 防止坍塌进一步发展;当孔口坍塌不太严重时, 在孔口重新埋置大于设计孔径2~3级的护筒, 周围用水泥碎石固定, 待水泥凝结后再施工; 当孔壁、孔口坍塌严重时, 用优质粘土必要时加入水泥回填至孔口并压实, 经15d后, 采用锤头行程110~ 115m, 泥浆比重1130~ 1135, 进尺速度310mPh左右等工艺参数重新冲击钻进; 必要时回填压实后直接下入钢护筒护壁施工。
4 终孔桩端全岩面判断
岩溶区桩基础常采用端承桩, 正确判断桩端是否全部嵌入基岩是保证岩溶地区桩基质量的关键。岩溶区基岩起伏剧烈, 桩基施工时实际遇岩深度往往与勘察孔揭示的遇岩深度存在较大的差异。终孔桩端全岩面现场应主要从四个方面进行综合判断:
（1）以桩孔实际见岩高程始,至少进尺50cm 后, 可申报全岩面检验, 超前钻孔柱状图揭示的岩面高程只作为参考;
（2 ) 查阅机台施工记录, 可将基岩进尺速度0.1m/h～0.2m/h 作为进入全岩面的控制速度;
（3) 可观察井口钢丝绳的摆动情况, 锤头触岩面时会出现轻微的反弹;
5 结语
在溶洞区钻孔, 泥浆易发生漏泄, 而使孔内泥浆标高突降, 因而护筒埋深宜适当加长至3m～4m, 护筒宜高出地面0.5m～1.0m。溶洞内填充物松散, 易坍孔, 必须反复抛填粘土片石冲击固壁, 回填频次为1.5m / 次, 且搭接50cm。岩溶区基岩起伏剧烈, 端承桩嵌岩是桩基质量的关键。终孔判断桩端全岩面参考勘察孔揭示岩面进行, 检查现场, 要时可用工勘钻机钻探。
参考文献：
[1] 张耀辉, 牛润明. 特殊地质条件下钻孔桩施工方法的探讨[J]. 铁路工程, 2004 .
[2] 肖明贵, 陈学军, 佴磊. 岩溶区冲孔桩施工技术综述[J]. 水文地质工程学报, 2003, ( 3) :105- 108.
[3] 胡文年. 冲孔灌注桩施工中常见事故的处理[A].刘金砺. 桩基设计与施工检测[ C] . 北京: 中国建材出版社, 1994,300- 3051
[4] 铁道部第二勘测设计院. 岩溶工程地质[M] . 北京:中国铁道出版社,1984, 77- 801