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岩溶地区黏土、碎石充填法桩基施工工法
1、前言
随着近年来高速公路桥梁施工技术的发展，桩基础在复杂地质条件下也得到了广泛应用。喀斯特地貌就为一种比较常见的复杂地质。
结合施工环境及特点，我公司在施工中总结了处理喀斯特地貌富水地质条件下桩基施工的经验，将黏土、碎石充填法总结，并加以推广，取得了显著的社会效益和经济效益。
2、工法特点
1）施工简单，操作性强，施工可有效控制保证桩基质量。 2）经济高效，材料便宜，方便取材，缩短了工期节约了成本。
3）环保，富水地区毗邻河流，泥浆中不添加任何有害物质污染水源。 3、适用范围
本工法适用于岩溶地区裂隙比较发育，浅水中桩基施工。此法同样适用于岩面倾斜地段。 4、工艺原理
使用膨润土加编织袋、片石形成复合型纤维泥浆，对岩层裂隙及小的孔洞堵塞，起到护壁的作用，并用冲锤低冲程冲击使片石堵塞溶洞、溶沟更密实。
5、施工工艺流程及操作特点 5．1施工工艺流程
测量放样
↓←红黏土周边夯实 ↓
挖埋护筒
↓←泥浆制备←泥浆指标检测 ↓
钻机就位←如漏浆，补水补浆 ↓ 冲进岩层
↓← 如遇小溶洞抛填黏土片石，如漏水，补水补浆，加编制袋形成纤维。 ↓
反复冲压进行充填和护壁
↓←泥浆水位稳定 正常钻进 ↓
泥浆循环→终孔验收，地质检测
↓←泥浆钻渣外运
钢筋笼制作，验收→钢筋笼安装定位 ↓
安装导管，二次清孔 ↓←泥浆指标检测
严格控制混凝土和易性、塌落度 →灌注水下混凝土 ↓←导管埋深检测 灌注混凝土至设计高程以上一倍桩径 5．2操作要点
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5．2．1钻进速度。进行超前地质打孔，确定溶洞大概位置，为了避免钻孔过程中遇溶洞，孔内液面突然下降引起塌孔，在溶洞顶板位置必须低速钻进。
5．2．2钻机头选用。在临近溶洞顶板时换小锤低冲程冲击，将顶板击穿后用片石黏土填充反复冲击，直至整个顶板破除。若填充无法解决说明溶洞较大，则直接用大锤低冲程冲击，慢慢破除溶洞顶板。溶洞内多含有填充物，为防止异石卡钻、偏位，最好使用冲击钻钻进。 5．2．3钻机选用CK手拉锤冲击钻机，避免机械钻机振动造成塌孔。
5．2．4防渗漏。在预先确定溶洞位置的情况下，如溶岩较浅可适当加长护筒，在泥浆下降时要及时补充泥浆，使泥浆液面高于江面3~4米。采用提前预备的膨润土拌制泥浆，进行护壁。
5．2．5清孔。清孔要快，避免清孔时间过长造成塌孔。 6、材料与设备
6．1优质打桩专用膨润土、黏土提前准备。钢护筒采用≤3㎜钢板卷制而成，内径比桩径大200～300㎜。
6．2准备充足的片石，最大直径不得大于30cm。
6．3CK手拉锤冲击钻一台，配备1.5、1.2，5T、3T钻头。 6．4超前地质钻机一台。
6．5装硼润土的塑料编织袋若干。 7、质量控制
7.1埋设护筒时，护筒顶应高出地面30㎝，一般埋设深度为2-4m，确保钻孔和灌注砼的顺利进行。
7.2.泥浆要反复适配钻孔泥浆有水、粘土（或膨润土）按适当配合比配制而成。反循环钻机成孔泥浆使用技术要求如下：密度为1.2～1.45、黏度19～28Pa·s、含砂率4～8%。 7.3钻机安装就位至开机，必须保证底座平稳、顶部不倾斜。在钻进过程中产生位移应及时调整处理，以免发生偏孔斜孔现象。
7.4钻孔作业时，应分3班连续进行，每班详细填写钻孔记录，交接班时交接钻进情况，随时观察空内水位变化情况。 7.5清孔 项 目 孔的中心位置（㎜） 孔径（㎜） 倾斜度（%） 孔深（m） 沉淀厚度（㎜） 允 许 偏 差 群桩：100；单排桩；50 不小于设计桩径 钻孔：小于1% 摩擦桩：不小于设计规定 摩擦桩：符合设计要求，当设计无要求时，对于直径≤1.5m的桩，≤300㎜；对于直径＞1.5m或桩长＞40m或土质较差的桩，≤500㎜； 相对密度：1.03～1.10；黏度：17～20Pa·s；胶体率：＞98% ；含砂率＜2； 清孔后泥浆指标 7.6 灌注混凝土。为避免混凝土在溶洞位置有两种可能情况出现： 1）溶洞内无填充物，混凝土在溶洞处外流，面积加大，流动性变差，停止上浮，灌注失败。 2）溶洞内有填充物则混凝土与填充物混合，和易性变差，停止上浮，灌注失败。
所以，在钢筋笼加工时，在钢筋笼与溶洞相对应的位置，用3mm铁皮将钢筋笼包裹，并采取密封措施。 8、安全措施
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8.1合理的布置料厂，做到易燃物品存放场地与电焊工作厂地、电工棚等远离分开。设置防水砂、灭火器等防火物品。
8.2成立安全生产小组，设立安全员，经常进行各项安全检查，及时发现问题及时解决，防患于未然。
8．3生活区要距离桩机孔位有一定的距离，以免塌孔造成危险。
8．4建立安全规章制度，各工种工作期间在施工现场必须配戴安全防护装备，按操作规程工作，防止安全事故发生。
1.4多张贴安全生产标语，并经常对全体职工进行安全生产教育。 1.5泥浆池采取有效的围挡防护措施及醒目的标牌。 9、环保措施
9．1采用泥浆循环泵，减少泥浆排放。
9．2安排洒水车每天对施工现场的主干道路进行洒水，以减少扬尘污染。
9．3合理安排施工时间，尽量避免高噪声作业在白天进行，但抢修、抢险作业和因生产工艺上要求或特殊需要必须连续作业的除外。
9．4施工现场设置澄清池，施工废水和生活污水应避免直接排入附近水体及土壤，应对废水污水进行适当澄清处理后排放河道。 10、资源节约
10．1使用泥浆泵，使泥浆重复利用，大大减少了水和黏土的浪费。
10．2膨润土是一种极有价值、多用途的非金属矿物、享有“万能”粘土之称。使用优质膨润土做泥浆大大节约了水泥的使用。
10．3简单高效处理溶洞，减少了不必要的桩机动力消耗。 10．4钢筋笼包裹铁皮，保证质量的同时减少混凝土的浪费。 11、效益分析
（1）普通水泥价是420元/吨，优质膨润土140元/吨，每使用1吨膨润土就可以节省280元。在喀斯特地区进行桩基施工，使用量大，大大节约了材料费用，创造了效益。
（2）使用的编织袋是浆砌防护使用废弃的编织袋，重新回收利用。节省去了材料费用。 （3）片石黏土法处理桩基溶洞，快速简单，方便有效，减少了时间的浪费，保证了质量，避免了工程事故的发生，间接创造了效益。 以上两点可以看出使用新型材料结合新工艺，给公司不但可以创造经济效益，处理效果明显同时在公司其他项目上推广使用，也创造了明显的社会效益。 12、工程实例
12．1保定至阜平高速公路保定段交界口大桥
界河大桥跨径30m预应力混凝土连续箱梁，全长540米，交角70。钻孔灌注桩共19排84棵，该桥部分桩基位于平原河道内，地下为岩溶地区。开始施工时采用直接补水，补水泥的方法处理，没有效果大大浪费了水泥材料。后来采取本法，效果明显，该桥后来均采用本法处理。
12．2张家口至诼洲高速公路交界口大桥
交界口大桥左幅16跨，右幅14跨，30m预应力T梁，桩基采用冲击钻孔工艺，桩基为 72根。地质以碎（卵）石土层为主，透水性强，北临拒马河支流小西河，地下水丰富，在雨季易引发孔位坍塌。尤其本标段交界口大桥桥长487米，最长桩长26米，位于国家旅
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游景区野三坡“鱼谷洞”附近，岩溶裂隙发育，为桩基施工增加了难度。采用本法效果明显。
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