汉德车桥（株洲）齿轮有限公司 株洲 412000
摘要：通过对汽车驱动桥及齿轮智能化制造基地建设项目的实践，文中对旋挖桩的实施过程中遇到的问题及解决方法进行总结，提出在岩溶地质条件下进行基础工程建设的建议。
关键词：超前钻；旋挖钻孔灌注桩；溶洞；钢护筒；低应变法；钻芯法；单桩竖向抗压静载试验
1.工程概况
1.1建筑工程概况
该项目是湖南省“5个100”重点产业项目、湖南省重点项目，项目建设内容为齿轮联合厂房、研发楼、锻造厂房、联合站房、废料棚、辅助材料库、危险品库，是株洲市首个集协同研发、智能制造、信息高度集成车桥与齿轮制造数字化基地，投产后预计年销售额在52亿元左右，年纳税额在5.4亿元以上。
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1.2旋挖桩设计主要概况
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依据图纸统计：φ800桩共计155根，φ700桩共计311根（管道支架28根）。
1.3地质情况
根据本次勘察结果，结合区域地质资料，场地内揭露地层自上而下依次为：
（1）素填土②（Q4ml）（②为地层编号，下同）：杂色，主要由粘性土组成，夹含大量碎石块，未完成自重固结，结构松散，密实度差，稍湿。层厚0.30～5.80米，强度差，工程性质差。
（2）耕土③（Q4pd）：灰黑色、灰褐色，主要由粘性土组成，夹含大量植物根系，结构松散，密实度差，湿。层厚0.50～1.30米，强度差，工程性质差。
（3）淤泥④（Q4h）：灰色、灰黑色，由池塘静水物沉积而成，富含腐殖质，有微弱臭味，结构松散，密实度差，流塑，饱和。层厚1.10～2.30米，强度差，工程性质差。
（4）黏土⑤（Q3al）：黄褐色、褐黄色，切面稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，硬塑，稍湿。层厚2.30～17.20米，强度较好，工程性质较好。
（5）黏土⑥（Q3al）：黄褐色、褐黄色，切面稍有光泽，无摇振反应，干强度中等，韧性中等，可塑，湿。层厚0.60～2.60米，强度较差，工程性质较差。
（6）全风化炭质灰岩⑦（D）：黑色、灰黑色，系基岩完全风化而成，原岩结构大多已破坏，干强度中等，韧性中等，可塑，湿。层厚1.00～11.70米，强度一般，工程性质一般。
（7）强风化炭质灰岩⑧（D）：灰色、灰黑色，为沉积岩，块状构造，风化强烈，用镐可挖，遇水易崩解、开裂，岩体破碎，岩芯呈块状、短柱状，属极软岩，岩体的基本质量等级为Ⅴ级。层厚0.60～3.60米，强度较好，工程性质较好。
（8）中风化炭质灰岩⑨（D）：灰色、灰黑色，为沉积岩，块状构造，中等风化，节理裂隙较发育，易击碎，岩体较完整，属较硬岩，岩体的基本质量等级为Ⅲ级。此层在场地所有勘察钻孔中均有揭露，为场地基底岩层，厚度大，均未揭穿，控制层厚8.10～11.30米。
1.4超前钻资料
依据现有超前钻钻孔柱状图及施工图，汇总成以下研发楼超前钻钻孔柱状图参数汇总表。
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2.钻孔灌注桩施工技术方案
2.1旋挖钻孔灌注桩施工工艺流程
旋挖钻孔灌注桩工艺流程图
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2.2溶洞的处理方法
施工时首先根据超前钻报告，及时确定已知溶洞桩号，在有溶洞桩钻孔或超前钻资料未揭示有溶洞而钻孔过程中发现溶洞时，现场施工人员及时通知参建各方，确认溶洞大小及最终处理方法，并进行现场签证。
根据已完的超前勘探结果，我们将当前揭示的溶洞情况进行整理分析，本工程针对以下不同情况：
2.2.1高度0.5m以内溶洞的处理：
单个高度H≤0.5m以内的填充式溶洞。钻至成孔后采用混凝土直接浇灌，同时现场对混凝土方量进行计量。
2.2.2高度0.5m以上溶洞的处理：
采用钢护筒跟进法：
对于高度H＞0.5m洞溶为避免造成大的塌孔事故，同时为节省材料，同时为确保成桩风险，拟采用护筒跟进法。且利于同墩位下一根桩施工溶洞处理难度，当同墩位两极桩中，优先施工护筒跟进法的桩基。具体方案如下：
（1）提前加工好钢护筒：孔深在15m钢护筒采用12mm厚钢板加工；孔深在15-30m采用14mm厚钢板加工采，每节长度分别按2m、3m、4m制作配备，护筒内直径比设计桩径+10cm。钢护筒总长度要求L≥（h+H）米，h为超前勘探溶洞高度，H为溶洞顶至地面以上1.50cm。钢护筒的加工尺寸必须严格控制，护筒上下节的连接缝除焊接外，还在接缝处焊5cm宽的加强钢带，护筒水平接缝所成平面与护筒竖向垂直，使整个钢护筒的垂直度符合要求，振动锤与护筒顶面焊接牢固，无松动；并要求振动锤位居护筒顶面中，各节下沉的护筒必须严格控制垂直度。
（2）扩大钻机钻头直径。在超前勘探确定的溶洞顶以上3m按常规冲孔成孔。在达到接近溶洞顶3左右时，更换能满足设计桩径的常规钻头，同时埋入钢护筒，然后边打边跟进钢护筒。
（3）护筒的沉放：下放长护筒时，其位置必须准确，下放完成后，检查其高程、垂直、护筒顶面水平度。当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻，说明顶部已成孔并且圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机（或桩机自生重量）把护筒放入沉至孔底，必要时用振动锤下沉。用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工时，施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。
（4）护筒跟进至最下层溶洞底1.0m以上。护筒到位后钻头改为满足成孔要求的钻头直径。如果冲击钻在坚硬岩石中的扩孔系数较小，不能满足钢护筒下沉要求的，回填并加大钻头直径二次冲孔，以保证钢护筒顺利下沉。为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔竖直，无歪斜、缩颈。冲击锥锤冲至溶槽顶部范围做到上下轻提慢放，做到缓慢的进尺至溶槽处形成一小的裂口，不得高提进行强烈的冲击；以防止卡锤的危险。进入溶洞后，孔内的泥浆势必全部漏失，需单独进行溶槽的处理：孔内浆漏失完后，尽快用25T汽车吊将冲击锥锤吊开。将拼装备好的水下砼导管放入孔内，采用C15砼进行封堵，砼须多次进行，且每次灌入的砼不宜过多，同时砼需在待前面砼达到初凝后进行，砼的塌落度控制在30～50mm，通过砼的低流动性达到暂时封堵的目的；待砼凝固产生一定强度后，再用冲击锥锤进行重复回钻、跟进内钢护筒。
2.2.3钻孔出现泥浆无法清理情况的处理：
钻孔出现泥浆无法清理情况，现场施工人员发现混凝土浇筑过程中下降后应立刻通知参建各方确认。采取方法为不清孔，即向孔内灌注水下C15混凝土到溶洞顶1.0m以上。待混凝土达到70%强度后，重新钻进，若仍然无法达到要求时，重复以上步骤，至达到要求为止。并进行现场签证。
2.2.4在混凝土浇筑过程中出现溶洞处理：
现场施工人员发现混凝土浇筑过程中下降后应立刻通知参建各方，对已在浇筑的桩基应持续浇筑混凝土，直至混凝土面不再下降，并进行现场签证。
3.检测情况
3.1低应变法检测结果：
建设单位委托第三方检测机构对所有研发楼桩基进行了低应变法检测，检测结果均为一类或二类桩，满足规范和设计要求。
3.2钻芯法检测结果：
建设单位委托第三方检测机构对编号为1、5、6、11、19、22、25、26、30、33的研发楼桩基进行了钻芯法检测，检测结果满足规范和设计要求。
3.3单桩竖向抗压静载试验检测结果：
建设单位委托第三方检测机构对编号为30、55、68的研发楼桩基进行了单桩竖向抗压静载试验检测，检测结果满足规范和设计要求。
4.结语
通过汽车驱动桥及齿轮智能化制造基地建设项目在岩溶地质条件下实施旋挖钻孔灌注桩的实践，笔者认为超前钻工作十分重要。若超前钻资料不能有效指导施工，将会对工程进度、质量、投资带来极其不利的影响。超前钻资料必须有入岩部分的详细描述，还应指出不良地质部位的标高并附有工程地质剖面图。同时，可根据溶洞大小的分类，采取相应的措施对溶洞进行处理，以取得良好的效果。
我国的岩溶区域分布广泛，随着经济发展，我国用地将日益紧张，许多大型的工业建筑、民用建筑将在岩溶区域兴建，汽车驱动桥及齿轮智能化制造基地建设项目实施旋挖钻孔灌注桩的经验将会为岩溶区域的工程建设提供有益的参考与借鉴。
作者简介
邓昂乐（1992.5—），男，汉族，湖南常德人，汉德车桥（株洲）齿轮有限公司技术负责人，助理工程师，学士学位，专业：土木工程，研究方向：结构设计、施工技术、工程项目管理。