中铁十局集团第三建设有限公司
摘要：在道路桥梁施工过程中，不良地质情况普遍性存在，尤其是在我国的南方和西方，由于地势比较复杂，地理条件恶劣，所以道路桥梁施工比较困难，在各种不良地质条件下，孤石地质是制约道路桥梁桩基施工进度的重大难题。所以在孤石发育地质条件下施工，必须要全面分析工程地质情况，在施工过程中，还需要时刻关注钻孔过程中所遇到的问题，这样可以及时发现问题及时解决，最大化确保道路桥梁施工的质量。
关键词：不良地质；桥梁桩；钻孔桩
1.前言
在桥梁基础设计与施工中，钻孔灌注桩以其施工技术要求相对简单、成孔快、质量高、施工安全保障性强等特点，近年来得到广泛应用。随着我国建设行业的迅猛发展,大量桥梁的修建,桩基施工中会遇到各种不良地质情况。局部区域，桥区范围地质会出现多层、高度发育的孤石层等不良地质条件。施工中，遇孤石时，多采用冲击钻成孔工艺，成孔施工工期长、施工成本大。本文结合实践，对孤石较发育地质条件下桥梁桩基施工技术要点及质量控制进行探讨。
2.工程概况
潮汕环线高速公路溪头互通地处丘陵地带，地形起伏较大。根据现场地质勘探情况，该区域桥梁桩基孤石占比较高，根据试验结果揭示，该段孤石层数较多，孤石层厚较大，孤石强度高，约为120MPa。采用传统冲击钻成孔工艺施工周期常，施工成本高；采用旋挖钻及反循环工艺成孔难度大、成本高；采用传统人工挖孔桩工艺安全风险较大。根据项目施工验证，采用桩基孤石预裂工艺、水磨钻人工挖孔工艺，可以有效控制桩基施工进度，缩短桩基成孔周期，降低施工成本。在项目整个施工过程中，采用桩基孤石预裂工艺、水磨钻人工挖孔工艺，工程的安全、质量和进度得到了建设单位和监理单位的一致好评。
3.孤石不良地质处理方法
3.1桩基孤石预裂
3.1.1钻孔参数确定
根据桩径布置钻孔数量，具体数量可根据孤石实际强度增加或减少。桩基直径为1.6m时，布置18个孔，共布置三层，外层11个孔、中层6个、中心1个。桩基直径为1.8m时，布置20个孔，共布置三层，外层13个孔、中层6个、中心1个，布置如图1-1、1-2所示。钻孔直径均为110mm。
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图1-1D1.6m桩基预裂孔布置图 图1-2D1.8m桩基预裂孔布置图
3.1.2钻孔施工
（1）钻机对位。钻机调试完毕后，根据测量放样孔位，严格认真进行孔位调整，保证孔位竖向垂直，要求经由现场技术负责人检测合格后方可允许进入下道工序的施工。（2）钻进造孔。确保钻孔孔位纵横误差不得超过±50mm，确保钻机在造孔过程中不得出现晃动。钻孔自上而下逐层施工深入，钻孔的速度，推进根据钻机的性能并结合底层实际情况严格控制，防止钻孔扭曲和变径。钻孔过程要安排专人负责，对开孔成孔、孔深进行详细记录，在钻孔的过程中，对每个孔的钻进状态及一些特殊情况要及时反馈、采取措施，以便在钻进过程中更快、更有效、更合乎设计要求的完成每一个钻孔。（3）验孔。一个引孔钻好后，要及时组织验孔，要对孔深、孔径、垂直度进行检验，各项指标符合设计要求即可。
3.1.3钻孔施工控制措施
⑴钻进过程中，在钻杆垂直方向各设置1各锤球，随时检查钻杆垂直度，确保钻杆垂直度控制在0.2%以内。⑵钻进过程中严格监测孔斜情况，发现偏斜要及时纠偏。
3.1.4桩基成孔
桩基预裂完成后，根据冲击钻成孔工艺进行桥梁桩基施工，控制要点参照冲击钻施工工艺进行控制。
3.2水磨钻人工挖孔工艺
3.2.1桩孔开挖
人工挖孔桩分节开挖，分节支护。对于土层开挖采用人工持铁锹、尖镐开挖；强风化层、中风化层岩质硬，采用水磨钻、风镐破碎开挖。
水磨钻开挖法是采用水磨钻、风镐破碎开挖，分节进行，每节施工深度为0.6m，施工过程中，当桩孔内积水较深、影响到钻孔施工时，用水泵将孔内积水抽出，并及时采用通风措施，保证孔内作业人员的安全，孔内通风采用专用鼓风机，由孔底将孔内空气向上吹，与地面空气形成对流。此外，当开挖的岩层不稳定时，设置护壁支护。主要施工顺序具体如下：
（1）钻取孔桩四周岩石：沿桩基孔壁布置取芯点，芯点中心位于设计内径基线上，取芯直径为150mm，依次以外倾角15°向下钻取外周的岩芯，取出的岩芯高约600mm，外周岩芯取完后中间岩体便形成一个环形临空面。（2）钻取中间岩石：沿桩半径钻取岩芯，将桩芯岩体等分成三等份，每份占桩芯岩体的1/3，以便于岩体破裂。（3）人工装渣，电动提升机出渣：一次单循环施工作用后，将水磨钻钻出的岩芯进行依次出渣，出渣从桩孔的一侧进行，然后插入钢楔，击打钢楔分裂岩石后再进行一次出渣。（4）桩孔修正及下一循环的施工：由于水磨钻钻芯后桩基孔壁成锯齿状，为保证有效桩径，要敲掉侵占桩基空间的岩石锯齿。
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图1-3水磨钻施工大样图
3.2.3挖孔桩终孔检查
当开挖至设计标高后，进行终孔检查。质检人员先进行自检，自检确实达到设计规定标高、桩径、垂直度。孔桩开挖岩层与设计岩层相同，将桩底沉渣清理干净，孔内水抽干净后，再及时通知监理、设计及业主，进行终孔检查。如果入岩深度与设计不符时，需要请设计进行确认是否需要进行桩长的调整。
4.结论
综上所述，在不良地质条件下进行桥梁桩基础施工时，前期的勘测十分重要，根据勘测结果和分析结果选择合适的施工工艺，这样才能够有效确保桩基施工进度，确保桩基施工安全、质量和进度满足各方要求。
参考文献
[1]中交第一公路工程局有限公司.JTG-TF50-2011公路桥涵施工技术规范.北京：人民交通出版社，2011；
[2]李文功.市政桥梁钻孔桩施工质量控制措施的研究[J].建材与装饰，2018(21):274.
[3]琚萍萍.桥梁桩基础钻孔灌注桩施工技术探究[J].民营科技，2017(01):184.
作者简介
刘新航（出生年月：1988年1月），性别：男，文化程度：本科，籍贯：江西省九江市，职称：中级工程师，从事施工技术管理11年。