1、在岩溶地区施工钻孔灌注桩处理方法的探讨【摘要】本文主要以岩溶地区钻孔灌注桩施工为研究的重点，分析了岩溶地区的特点，从而结合该特点分析了该地区钻孔灌注桩处理的科学方法，以期能够为岩溶地区施工钻孔灌注桩施工提供有意义的参考。 【关键词】岩溶；施工；钻孔灌注桩；处理 中图分类号：TU7 文献标识码： A 一、前言 钻孔灌注桩本身具有众多优点，对建设周边的建筑物也影响较小，是当下常用的一种桩型。在岩溶地区，更加需要处理好钻孔灌注桩的施工问题，避免因为岩溶特质导致施工事故发生，确保施工质量。 二、岩溶地区钻孔灌注桩施工常见问题 1、泥浆漏失、孔壁坍塌 在钻孔过程中，由于岩溶地质中溶洞存在，溶洞互相贯通，
2、施工时造成泥浆突然漏失，导致孔内水头迅速下降，无法维持孔壁的稳定，造成孔壁失稳坍塌，有的造成孔口地面大面积沉降，甚至造成设备塌陷的事故发生。成孔困难，后期处理费时费力。 2、桩孔偏移倾斜 岩溶地区由于溶洞、溶沟等的发育，以及岩石本身起伏不平，易产生临空面及各种角度的斜石，当钻机施工时，钻具沿着斜面下滑，或者因溶洞内无填充物或填充物强度低，地面不平等，冲击钻进时锤头不正，逐步偏移桩孔中心，造成孔斜，成孔后桩孔垂直度偏差大大超出设计规范要求（1%） ，造成钢筋笼安放困难甚至无法下入，导致返工，甚至报废。3、卡钻、掉锤等事故多 岩溶地区由于存在大量溶洞、溶沟等，而溶洞、溶沟中填充物有全填充、半填充、
3、无填充等形式，且填充物一般多呈流塑或软塑状态，强度很低，在施工时由于孔壁的不规则极易使钻具（锤头）卡在溶洞中，或因接近溶洞顶板时，锤头击穿溶洞顶板以惯性下冲，造成卡钻，甚至因钢丝绳断裂而锤头掉落，处理起来相当麻烦。 4、混凝土大量超灌、流失 在岩溶地区进行冲击成孔时，锤头冲击挤压粘土造浆，或遇到溶洞后回填粘土、块石等再冲击，一些溶洞得到临时封闭，施工时不会漏浆，但是灌注混凝土时，由于混凝土的密度较大，对孔壁产生较大的侧压力，有可能使临时封闭的孔壁破碎，造成混凝土大量流失。有的桩混凝土面能正常灌注到桩顶，但一段时间后会下降。有时灌注过程中，混凝土面突然下降，造成导管底口脱离混凝土形成断桩。既浪费
4、了材料，又造成质量事故。 5、桩身直径变化大 溶洞内无填充物，或者填充物软弱松散，不经过处理，直接施工，桩孔很容易产生扩径或缩径现象，扩径是由于溶洞内无填充物；缩径是由于松散填充物向内挤压。缩径会减小桩身承载力，影响质量。扩径不仅浪费混凝土，而且做低应变检测桩身质量时易产生假象。造成不必要的麻烦。 6、桩孔终孔位置难以控制 建筑地基基础设计规范要求“嵌岩灌注桩桩端以下三倍桩径范围内应无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布，并应在桩底压力扩散范围内无岩体临空面” 。由于溶洞发育变化大，无规律可循，仅依靠常规工程勘察报告无法准确判断岩溶发育的深度和范围，桩基施工时风险大。在桩基施工前大多数工程均采取对每
5、根桩单独进行施工勘察，来探明溶洞位置等，提供桩基施工桩端控制参数，但相应费用较大。 三、钻孔桩施工前的准备工作及预处理措施 1、准备工作 （一）钻孔桩施工前必须对岩溶地区的钻孔桩的地质情况进行认真的分析（依据主要是设计地质柱状图） ，分清每一根岩溶钻孔桩溶洞的发育情况、溶洞的位置、溶洞的大小、是否有充填、充填物是什么物质、持力层埋深、厚度和力学性质，等一系列地质情况。画图列表，为制定相应施工方案提供详实依据。而且现场的技术人员必须把每一根岩溶桩的地质情况作出详细的技术交底，交到每一个钻机机长及钻机操作手的手中。 （二）现场的技术人员要根据设计地质情况，提前备好处理溶洞所需的材料，如红粘土、片石
6、、水泥等。 2、预处理措施 岩溶地区的预处理措施主要采用的是岩溶注浆，根据设计地质柱桩图所反应的地质情况，选定溶洞及裂隙发育的钻孔桩进行打孔注浆，封堵裂隙及溶洞，待等强度达到一定要求后开钻钻孔，钻孔过程中配以其它的处理措施（投粘土、片石等） ，来保证成孔。注浆主要通过地质钻机钻孔至溶洞顶面（如有串珠状溶洞，钻至最低溶洞顶面） ，然后进行孔内注浆，如果溶洞无充填物，还要向孔内投入砂浆及粉煤灰先回填空洞后进行岩溶注浆。 四、钻孔灌注桩施工方案 1、方案 A回填法 当溶洞深度小于 1m 时采用该方法较合适,目的是堵漏、堵塞小裂隙的漏水。主要是向孔内回填大量优质粘土、片石或水泥。施工方法是先在各孔周围
7、准备足够的小片石和粘土,粘土预先做成泥球状或饼状,用薄膜包裹,防止干裂。当冲至溶洞顶部时,采用小冲程逐渐将洞顶击穿,一旦发现孔内浆面下降应迅速补水,然后按 1B1 的比例回填粘土和片石,直至溶洞顶部。水泥需整袋抛入孔内,然后用冲锤轻轻冲击进行造浆,并使粘土和片石充分挤入溶洞内壁。这时水泥混合浆要求比重较大、粘度较大,以较好地护壁和堵塞小裂隙。不能盲目地抢工期,一定要待粘土和片石充分挤入溶洞内形成稳定护壁并且泥浆漏失现象全部消失后才能转入正常钻进,一般在 4h 后才可继续钻进。此方法只需回填大量的粘土、片石和水泥,相对于以下两种方案最为经济,应为首选。 在个别情况下可能会出现回填片石和粘土不起作
8、用,多次漏浆,孔内浆液面不能上升,浆液变清水的情况,在这种情况下一般采用直接回填混凝土的方法堵漏,按照灌注水下混凝土的方法下导管至已钻孔孔底0.3m0.5m,然后灌注水下混凝土至溶洞填充完毕止,判断标准以灌注混凝土面超过溶洞顶 1m 左右且混凝土不再下降为准。待混凝土强度达到30%50%左右后重新钻进。 2、方案 B注浆法方案 针对桩基周围的粉砂土和较大溶洞（高度超过 3m）裂隙可采用注浆法。注浆后浆液可以堵塞孔裂隙，固结土体，能够保证桩基在施工过程中不出现漏浆现象，而且也能提高地基承载力。若在冲击过程中出现微小漏浆，可采用少量黏土球和片石堵漏。 （一） 注浆法原理 注浆法是利用气压、液压或电
9、化学的原理，通过一定的压力将一定比例的水泥浆液注入土体中，然后在注浆点通过喷射使土体密实，在注浆点附近形成一定范围的浆层。一段时间后，该浆层形成一个强度大、防水性能高和化学稳定性好的“结石体” ，从而达到堵漏的目的。 根据勘察报告提供的地质情况及现场实际施工条件，现场可采用标号为 32.5、水灰比为 0.5 的水泥浆液，经过多次注浆和加密注浆，最终达到填充溶洞的目的。 （二）注浆法孔位的布置根据工程地质情况，在每根桩距桩边50cm60cm 处采用等边三角法确定 3 个角点作为注浆孔。注浆孔施工采用地质钻机，孔径为 89mm，注浆孔深度以超过桩基最底端 20cm 左右为标准。 （见图 1） 图
10、1 注浆法孔位布置图 3、方案 C套内护筒法 当溶洞深度大于 3m 或上述两种方法使用困难或失败时可用。套内护筒法以 2 层内护筒为宜,每层内护筒长度 L=h+2m(h 为地质超前钻确定的溶洞深度)。护筒内径确定的原则为:1)共 2 层护筒,即只有 1 层套内护筒时,则内护筒内径为 D+200mm,外护筒,即地面层护筒内径为 D+270mm(D 为桩直径),护筒钢板厚度以 6mm10mm 为宜。2)共有 3 层护筒,即有 2 层内护筒,则最小 1 层内护筒内径为 D+200mm,第 2 层内护筒内径为 D+270mm,最外 1 层,即地面层护筒内径为 D+340mm(D 为桩直径),护筒钢板厚度以6mm10mm 为宜。
