钻孔桩异常处理指导书

合福铁路安徽段站前四标桥涵工程

编号： (ZYZDS-QH-2010-002)

钻孔桩异常处理 施工作业指导书

单 位： HFZQ-4 编 制： 葛世康 审 核： 林凡科 批 准： 付伟庆

2010年08月14日发布 2010年08月16日实施

钻孔桩异常处理施工作业指导书

1．适用范围

适用于合福客运专线铁路安徽段四标岩溶地区钻孔桩施工。 2．作业准备 2.1内业技术准备

作业指导书编制后，应在开工前组织技术人员认真学习实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。制定施工安全保证措施，提出应急预案。对施工人员进行技术交底，对参加施工人员进行上岗前技术培训，考核合格后持证上岗。 2.2外业技术准备

施工作业层中所涉及的各种外部技术数据收集。修建生活房屋，配齐生活、办公设施，满足主要管理、技术人员进场生活、办公需要。 3、施工要求

3. 1钻孔灌注桩施工主要风险

（1）在钻进过程中临近既有芜铜铁路线时，钻孔桩机必须设臵地锚和缆风绳，进行抗倾覆受力检算，确保桩机不倾覆，不影响既有线的正常运营。

（2）根据桥址地质情况，溶洞发育最大达几十米，易产生卡钻、掉钻、埋钻、偏孔、漏浆、坍孔等事故，严重的可致孔口坍塌、地面下陷。

（3）砼灌注过程中，由于砼和易性较差、砼离析严重，或导管埋深过大、导管提空等，导致断桩。

（4）桥址水域环境下施工，泥浆指标下降，浮渣能力差，易造成钻孔进尺慢，甚至坍孔；岩溶地区砼灌注过程中，因砼柱压力大于水柱压力，可能造成孔壁坍塌，以致漏砼，严重的可能造成断桩。

（5）承压水对钻孔桩施工的影响。对于群桩基础，在施工后期，由于地基土在承压水的反复作用下不断弱化（含水量增加，强度降低）孔壁稳定性越来越

差，不但增加了施工难度，而且影响工期。严重的还可能因孔内外突发压力差使沙土液化穿孔而发生塌孔现象。 3.2 溶洞地区钻孔措施

施工前，根据设计资料进行现场地质资料核对，经过现场对地质情况的核对发现桥址区石灰岩广泛分布，石灰岩中岩溶发育，岩溶的表现形式有溶沟、溶槽、溶洞和溶蚀裂隙等。经过地质补勘统计，揭露溶洞的钻孔，溶洞规模大小不一，填充情况多数为流塑和软塑粘性土及基岩碎屑，表现形式为全填充、半填充或无填充。

3.2. 1一般溶洞、溶槽、裂隙及斜坡岩的施工处理方法

（1）钻孔顺序为先长桩后短桩，先施工多层溶洞的桩后施工少层溶洞的桩位，先施工大溶洞的桩后施工小溶洞的桩，间隔开孔。施工时每10台钻机配臵1台吊车和1台ZL-40装载机，以帮助处理险情、吊放钢筋笼及灌注C30水下混凝土。

（2）小溶洞的处理方法为回填片石或者碎石、粘土混合物。 （3）钻孔时刚进入溶洞时的施工方法

当发现钻进速度有显著变化、间或有漏浆等现象，则说明钻头已进入溶洞了。对应处理方法：此时应迅速提出钻头，抛入25～40㎝块径的片石，回填高度为1.5～2.5m。调整冲程到60cm，继续钻进，钻进10～15分钟后抛入膨润土造浆进行护壁，泥浆比重由1.2逐渐提高到1.4。经反复抛填冲击至溶洞顶板标高0.5m以下时,加大冲程至100cm继续钻孔。

（4）穿越溶洞的施工方法

溶洞内钻孔，当钻孔进度明显加快,又无偏孔现象时，表明钻头已钻入溶洞。进入溶洞1m以后，再次用长度与孔径成4倍关系的检孔器验孔，确认无孤石或台阶后，进行取碴，再根椐碴样判断洞内填充物的类别，然后调整钻机冲程和泥浆比重，继续钻孔。

a、填物为砂和砂加碎石时，对应处理方法：采用大比重泥浆护壁。按水泥：粘土=1：30的比例配臵泥浆，将其投入孔内，以1m冲程造孔。并可适当的加入纯碱，作用在于泥浆中加Na2CO3可促使粘土颗粒分散，胶体率提高，与水泥颗粒能形成很好的泥皮保护孔壁，且由于其比重大（可达到1.5），故浮渣作用明

显，能加快进度。

b、充填物为粘土或砂粘土时，对应处理方法：抛入块径为15㎝的小片石约高1m，用0.6m小冲程冲孔，泥浆比重1.45，冲孔时将片石挤入孔壁，形成约30㎝厚的护壁，以防止缩径。

c、半填充物或空洞，在堵漏和处理溶洞顶板孤石的过程中，必然要将空洞填塞一部分。如果空洞过大，人造孔壁不稳定会产生坍塌，因此，抛入成袋水泥和碎石粘土混合物（重量比为1：1），填高至洞口以上0.8～1.0m后再进行冲击。

（5）大规模溶洞、半充填溶洞或充填淤泥质土溶洞、串珠状溶洞处理方法为必须设臵钢护筒跟进，其长度视地层情况而定。采用了4m一节φ1.25m（1.45m、1.70m、2.2m）的钢护筒进行跟进。钢护筒穿过地表软弱层后埋入强风化层1.0m以上，然后再进行冲击钻孔。

（6）岩溶裂隙发育且地下水承压较小、流速较慢溶沟溶槽不大时采用预注浆的施工方法。

(7)处理漏浆的施工方法

当钻至接近溶洞或已发生漏浆、偏孔现象时，应改用小冲程（60cm），并抛入粘土加大泥浆比重。漏浆严重时，将备好的整袋黏土、整包的水泥与块径30cm左右的片石、4～10cm的碎石一起填入孔内，填高约1.0m，再缓缓放绳继续冲击，将碎石、粘土、水泥挤入溶洞内，漏浆止住后，抛填25～30cm块径的片石1.0m高，再进行冲击。

（8）处理斜岩及孤石的施工方法

斜岩及孤石此类情况纠偏比较困难。采用回填块径25～40cm的片石，填至高出斜岩或孤石0.5m，小比重泥浆，以大冲程钻孔，并用主绳控制钻头，使之不要过重地冲击孤石，当钻头冲击平稳并无弹跳状态时，可继续钻进，但速度要放缓，且每次都必须用检孔器检查孔壁是否符合设计要求，切不可盲目加大冲程。

经反复冲击仍无法纠正的偏孔，则进行灌注C30级水下砼，待达到70%强度后（4～5天）再钻孔。

3.2.2钻孔桩施工常见事故原因分析、处理及预防措施

（1）卡钻

原因分析：a、钻头磨损后经补焊变大；b、孔壁不光滑；c、孔壁边有溶洞溶槽。

处理措施：a、下小钻头冲击后，提钻头；b、水下爆破，松动锤头后提钻头。 预防措施：a、经常补焊钻头；b、小冲程钻进；c、钻孔时发现有溶洞，尽早填充碎石、粘土。d、经常观察钢丝绳，卡钻之前，钢丝绳提升会有异常。

（2）掉钻

原因分析：a、钢丝绳断丝；b、钻孔时，冲程过大，提升过快；c、卡钻时，过分强行提钻。

处理措施：a、打捞钩打捞；b、水下爆破，松动锤头后，打捞钩打捞。C、潜水员打捞。

预防措施：a、经常检查钢丝绳；b、分析地质，岩溶发育时小冲程慢打，孔壁护好后再加快；c、卡钻时不强行提钻。

（3）埋钻

原因分析：a、掉钻后发生坍孔；b、坍孔速度过快，不能及时提升钻头以至埋钻。

处理措施：a、正循环清孔，清出钻头后提钻或者打捞；b、不易浮渣时，采用空压机反循环排渣，清出钻头后提钻或打捞。

预防措施：a、注意观察，发生坍孔及时提钻，但要防止提钻过猛造成钢丝绳断裂。

（4）偏孔

原因分析：a、岩面不平整；b、钻头偏心。

处理措施：抛石或者浇筑砼，高出最高面0.5m，重新钻孔，反复处理。 预防措施：a、了解地质柱状图，观察钢丝绳，岩面有倾斜时，钢丝绳一般有异常；b、及时回填片石处理。

（5）漏浆

原因分析：a穿越溶洞；b、泥浆比重过小，或者地下水流速过快。 处理措施：回填片石、碎石和粘土混合物，加水泥等加大泥浆比重重新钻进，必要时可采用回填水下砼处理。

预防措施：裂隙发育，但溶洞规模小，水流较大时，可注浆堵水。 （6）坍孔

原因分析：a、漏浆严重，孔内外水差过大造成坍孔；b、孔下水流较大，将局部泥浆护壁冲破造成坍孔。

处理措施：回填至坍塌顶部1-2m后重钻。

预防措施：a、适当加大泥浆比重；b、穿过溶洞时回填造孔要保证质量，回填高度要高出溶洞顶1-2m，重新造孔，保证孔壁稳定。

（6）孔口坍塌或者地面坍塌

原因分析：击穿大规模溶洞，孔内水压急速下降，孔口土层位砂卵石层，粘聚力较差。

处理措施：机械撤离，立即回填。可采用砼，改良土等回填，孔口注浆，加长钢护筒至稳定层，重新稳定护筒。

预防措施：a、预先对孔口松散土体进行适当的固结；b、加长钢护筒至最顶岩层面或稳定土层。

（6）漏砼

原因分析：浇注砼时，砼柱压力较溶洞水压大，冲破新造孔壁，致使砼进入溶洞溶腔。

处理措施：a、加快砼浇注速度，以防止断桩；b、适当加长桩长，浇注砼面高出桩顶设计标高2-4m；c、砼浇注面到设计标高后，继续保持导管2-3h后方可拔出。

预防措施：a、击穿溶洞时，要反复冲击，是孔壁尽量稳定；b、加长钢护筒穿过溶洞。

（6）断桩

原因分析：a、砼灌注不连续；b、砼质量不良；c、漏砼过快，以至于导管埋深不够。

处理措施：a、离桩顶10m以内时，下钢护筒人工开挖后接桩；b、尽量拔出钢筋笼及导管，重新钻孔；c、补桩，既有桩位用砼回填。

预防措施：a、保证设备运转正常，砼质量符合要求；b、加大设备的生产能力；c、适当增加导管的埋深，不小于6m。 4．劳动组织

4.1劳动力组织方式：采用架子队组织模式。

4.2施工人员应结合试桩确定的施工方案、机械、人员组合、工期要求进行合理配臵。

每个作业工地人员配备表

负 责 人 技术主管 专兼职安全员 工 班 长 技术、质检、测量及试验人员 钻机司机、吊装工、钢筋工、普工 1人 1人 1人 3～5人 4～6人 30～50人 其中负责人、工班长、技术人员、专兼职安全员必须由施工企业正式职工担任，并可根据工程情况适当配备若干劳务工人。 5．材料要求

岩溶地区钻孔桩主要的处理材料为片石和粘土混合物， C30混凝土以及钢护筒。

5.1要求在两墩之间储存一定数量的片石和粘土。 5.2 C30混凝土直接联系搅拌站供应。

5.3钢护筒在溶洞处理前需到位，规格按照方案确定，以保证施工的安全和质量。 6．设备机具配臵

钻孔桩异常情

况处理需要配臵一定数量的设备，如下表。

主要施工机械设备配臵表

名称 型号 吨位/功率 装载机 汽车起重机 ZL-40 TL-250e 25t 7、大规模地面坍陷应急预案

在施工过程中如发生大规模地面坍陷，立即按突发性事件上报程序上报公司领导。有人员伤亡时，拨打120急救。

当事故发生时，立即组织人员进行抢险，并对机械设备进行撤离。 当事故发生在公路附近，如造成公路路面损坏，立即拨打110电话，并迅速设臵路障，引导交通，防止发生交通事故。

当事故发生在既有线附近，如造成路基沉降等事故，立即向工务段汇报，并迅速用钢筋搭在两根铁轨上，造成信号中断，防止发生行车安全事故。

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