浅析桥梁灌注桩斜面岩层施工处理方法

浅析桥梁灌注桩斜面岩层施工处理方法

廖应华

攀枝花公路桥梁工程有限公司四川攀枝花617000

摘要：钻孔灌注桩作为一种基础形式以及适用强、成本一般与简便工艺特点，在地质复杂、山区等地区经常被使用。钻孔灌注桩施工更多的是在水下作业，或者是在地表作业，正是因为如此原因，钻孔灌注桩施工之前，需要对于施工场地有着深刻的认知与了解。对于施工场地钻探中我们其实可以发现，由于施工场地的复杂性，钻孔灌注桩施工过程中经常会出现各种各样的问题。普通的施工场地还好些，对于一些特殊的场地，比如山区中的施工场地，经常会出现各种溶洞及岩层情况，对于这些问题，钻孔灌注桩施工企业往往是较为棘手的，因为这些地址条件其实更为复杂些，这些地质有时看似平整，但是在实际的钻孔灌注桩施工过程中，各种困难也就出现了，一旦出现岩层斜面的状况，钻孔灌注桩施工也就变得更加困难与棘手。目前有众多学者对斜面岩钻孔灌注桩施工工艺，对此研究，如冯燕介绍了冲击钻进对于坚硬岩层有很强的适应性，在很多公路铁路桥梁施工中都被广泛采用。

关键词：桥梁；灌注桩；斜面岩层；施工方法

钻孔灌注桩作为桥梁的一种基础形式，在很多地区经常被采用。钻孔灌注桩根据其所在地区的地质情况、桩的长度和大小情况，在施工中采用的方法和使用的设备多种各样。钻孔灌注桩施工能顺利、成功完成，对整个桥梁的施工起着绝对性的作用。钻孔灌注桩施工通常在地表或水下进行，地质情况无法全部了解清楚，在施工过程中，由于地质复杂性经常出现各种不同问题，尤其在山区多变的地质中，经常出现岩层或溶洞复杂情况，如果岩层的表面比较平整，则钻机施工相对简单，但是一旦碰到岩层是斜面，钻孔施工处理就相对困难。本文就钻孔灌注桩在斜面岩实际施工中为例，对其出现的问题进行分析，然后采取处理措施，成功地解决了问题。

1工程概况

1.1工程概况

本工程水上桥梁共3座，陆地桥梁4座，总长1.7km，设计速度为100km/h，全线采用双向四车道高速公路标准设计，桥宽单幅为12.75m，上部结构为PC连续T梁。下部结构采用柱式墩、肋板式台，桩基础（其中遇到斜面嵌岩桩10根）。

1.2工程地质情况

设计图提供地质钻探资料显示，桥址处主要有亚黏土层、粉砂层、中砂层、卵石层、全风化石英片、强风化石英片岩、碎块状强风化石英片、弱风化石英片石岩组成。

本工程桩基主要为摩擦桩且穿越弱风化花岗岩的厚度较大，大部分桩底嵌入弱风化花岗岩或石英片石，部分桩基刚冲孔基本进入弱风化花岗岩。本工程桥梁大部分靠山体坡脚，因此会产生很多斜面岩，导致本工程钻孔过程的难度较大，容易造成桩基偏孔，以致须要采取一些措施解决在斜面岩条件下冲孔桩造成斜孔的问题。

2施工技术难点

该大桥桥梁，每墩18根桩，桩长57m~105m。23#墩为设计桩长34.2m，桩底标高为-29.0m的摩擦桩，桩径为1.5m。桩底持力层为微风化凝灰岩。桩基位于山边，由于山体岩层变化，桩基穿过具有一定斜度的岩层。微风化岩天然抗压强度达到140MPa以上。钻孔灌注桩施工过程中出现这类问题，最重要的原因在于钻孔灌注桩施工程序及技术把控不到位，对于孔内的压力控制不足，没有处理好桩基孔内注浓泥浆程度，如果桩基孔内注浓泥浆过量或者不足，直接的结果便是区域塌孔，最严重的后果便是出现停站现象。如果出现这种问题，钻孔灌注桩施工人员需要对于此类问题进行分析及总结，找出钻孔偏位的原因，从而将钻孔灌注桩施工工作做得更好。一般来讲，钻孔偏位主要是两侧斜面岩强度不一样，一面是高强度斜面岩，另一面是低强度斜面岩，由于土层的强度低，冲击锤由于重心的原因偏向软弱的土层，并且锤头向土层方向发生偏移，造成孔位偏位、卡钻、掉钻等技术问题。

3在斜面岩条件下冲孔桩的施工要点及处理方法

3.1采用冲击钻孔

3.1.1施工要点

回填强度较硬的片（块）石，一般回填块石应为1~4m为宜，然后慢速钻进使回填块石变得紧密并要控制好冲孔的深度。若冲至原来的岩面时，应掌握好深度，否则就会出现锤头偏向的情况，造成斜孔。由于原来的岩面与回填的片石硬度不一样，容易产生一边软一边硬的现象，在冲孔时锤头就偏向软边，容易造成出现斜孔，以致达不到修正的效果，所以要控制好深度，使锤头慢慢锤击斜面岩，反复锤击就可以把斜面岩修正好。这种情况下，建议增加钻头重量或加大锤头，同时在钻头端部加焊一些诸如锯齿类的耐磨物，钻进过程中宜采用大小冲程反复交替几次进行，施工中应随时观测垂直度。

如果这样不行，可以考虑更换钻具的方案，比如采用正循环钻机，利用牙轮钻头钻进，这样效果会更好。如这样还是修复不成功的，那就采用水下灌注混凝土方案。

3.1.2灌注水下混凝土

施工要点：灌注水下高标号的混凝土，条件允许下可以掺入部分钢筋或其他材料，增加混凝土强度，然后待到混凝土强度达到100%后，开始慢速钻进并要控制好冲孔的深度。若冲至原来的岩面时，要掌握好深度，否则就会出现锤头偏向的情况，造成斜孔。若冲下50cm左右，测量垂直度，不会偏移，则说明斜面岩已经修复完成，可以增加钻头重量或加大锤头，同时在钻头端部加焊一些诸如锯齿类耐磨物，钻进过程中采用大小冲程反复交替几次进行。若是冲到50cm左右，还是偏移，说明斜面岩修复失败，应采取钻孔取芯爆破方案。

3.1.3采用爆破方案

施工方法：对于岩石层回填高标号的混凝土或回填片石，若达不到效果，修正不成功，应采用爆破施工，目的是把斜面岩石炸成一个台阶平台或松动斜面岩，宽度约为1/2桩径，以此让钻机的部分垂头作用在岩石台阶平台上，致使垂头不会产生偏移，保证桩基不偏孔。

（1）采用加适当水泥混合土将原先施工的孔位进行回填的方法，防止爆破产生的震动引起桩基塌孔。（2）根据斜面岩的倾斜走向，在护筒外部周围选择一个角落，取点位置根据岩面倾斜方向判定，利用地勘取芯机械钻准10cm孔，孔数及深度根据现场实际情况而定，但是钻孔深度钻到斜面岩层1/2处即可。当取芯完成时，立即套进一根准10cmPUC管，以免出现塌孔现象。（3）请专业爆破人员根据现场实际情况进行计算炸药用量，装成一个不漏水，密封袋子与一小段长钢筋头一起捆绑并掉入PUC管内，然后按爆破方式方案措施进行爆破，尽量采取微量爆破，只要够把斜面岩炸成一个台阶即可。（4）在爆破完成后，停滞3~5d，待回填黏土较为密实后，再重新进行冲孔，在冲孔过程中，发现钻机钢丝绳摆动不是很厉害，测量桩位、垂直度满足要求，说明斜孔已修正完成，可以进行下一步施工工作。

3.2采用人工挖孔

施工要点：在周围环境地形不复杂和水源不丰富及桩长不是很深的情况下，可以考虑采用人工挖孔的方法处理斜面岩。首先，在已冲孔的一定深度的桩基处，利用低标号C15混凝土进行浇筑，重新回填。然后按照人工挖孔桩施工方案、操作方法及公路桥涵施工技术规范等相关规范进行挖孔，一直挖到本桩基结束。

结论

桩基施工中遇到在地质复杂斜面岩、岩溶等地区，钻机就不能正常施工的困惑，耽误工期的进度，在钻机出现偏离孔位。钻孔桩施工工艺对比2种，处理措施进行现场施工比较，桩底分时间段回填高强度石块处理方法，成功的解决了斜面岩桩基施工问题，这种处理措施为斜面岩桩基钻孔施工参考和借鉴。

参考文献

[1]冯燕.冲孔灌注桩的施工技术措施.石家庄铁路职业技术学院学报[J].2011，10（2）：49-52.

[2]许哲，张晓欣.浅谈坚硬岩层的正循环钻孔灌注桩施工技术[J].黑龙江科技信息，2015，24：220-220.

[3]陈景辉.深层大倾斜岩面钻孔灌注桩施工技术[J].施工技术，2015，42（17）：54-55.

[4]丁文圩.特殊地质条件下钻孔灌注桩施工工艺对比研究与应用[J].工程质量，2016，3.