浅谈岩溶地区冲孔灌注桩施工漏浆塌孔处理方法

2011-02-17周飞

中国科技信息 2011年7期

关键词：漏浆护壁成孔

周飞

中铁隧道集团三处有限公司

浅谈岩溶地区冲孔灌注桩施工漏浆塌孔处理方法

周飞

中铁隧道集团三处有限公司

冲孔灌注桩是以泥浆护壁，采用冲击锤的冲击能量，将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣随着泥浆循环排出或用掏渣筒掏出成孔的一种施工方法。它具有嵌岩深度大、单桩承载力高和质量可靠等优点，被广泛应用于基础工程。但在岩溶地区，特别是上部地层复杂，容易产生漏浆塌孔的地区施工，若没有采取有效的措施，不但影响施工人员的情绪，而且直接影响到施工项目成本和整个工程的进度。通过本项目的例子，探讨冲孔灌注桩在岩溶地区施工产生漏浆、塌孔的原因及处理方法，不足之处，敬请斧正。

1.工程概况及地质条件

1.1 工程概况

白云新城站地处广州旧白云机场，沿线为机场跑道、停机坪和草坪，地形平坦，地势开阔，地面标高10.81～14.23m，南部略低，北部渐高，原始地貌属广花冲积盆地，地表水系不发育。

本段地层主要为人工填土层<1>、冲积—洪积中砂层<3-2>、冲积～洪积黏性土层<4-1>、坡积土层<4-3>、可塑或稍密状残积土层<5C-1B>、硬塑或中密状残积土层<5C-2>、灰岩强风化带<7C-2>、中风化带<8C-2>、微风化带<9C-2>。

1.2 溶洞发育概况

（1）岩溶分布规律

本次勘察参与统计钻孔为44个，揭露发育岩溶的钻孔11个，见洞率为25%，有5个钻孔揭露两层岩溶以上，占揭露岩溶钻孔的45%，说明本场地内岩溶都比较发育。

（2）充填物特征

白云新城站勘察揭露岩溶洞穴20个，其中半充填和无充填11个，占岩溶总量的55%，全充填状占45%。勘察揭露充填物质多为流塑、软塑状黏性土，易被水流冲蚀，局部洞体充填物夹碎石，为近期塌落物，钻探中表现为漏水，地层软弱，工程性质差，钻具自重下沉现象；无充填物岩溶为空洞，在钻探中出现掉钻现象，严重漏水。

（3）洞体稳定性分析

在揭露的20个岩溶洞体中有8个洞体顶板厚度小于洞体高度，比率为40%，顶板最小厚度仅为0.30m。由于顶板厚度小，岩溶洞体高度大，且充填不好，在受到外力作用情况下，可造成顶板塌落，地面发生塌陷，对于结构稳定性和桩基施工影响较大。

1.3 水文条件

该项目地下水富存情况有两种：一种是孔隙水，主要存在冲积—洪积中砂层<3-2>，水量大，水位高；另一种是灰岩溶洞裂隙水，主要是在岩溶化石灰岩和微风化石灰岩裂隙中，水量大。

2.漏浆塌孔的原因分析

(1) 漏浆：施工至岩溶化石灰石的顶面出现漏浆现象，有的桩位漏浆表现为泥浆面徐徐下降，逐渐消耗；有的为突发性的，一旦发现突发性漏浆，几十米的孔内泥浆瞬间漏到孔底。根据现场施工记录，最快的漏浆为每分钟流失泥浆20m3，造成漏浆的主要原因是溶洞岩石破碎，溶洞属半填充或无填充状态，基岩顶面裂隙发育，且有互通产生的。

(2) 塌孔：漏浆之后，若没有及时采取有效的措施堵漏，伴随着就是孔内坍塌，甚至出现孔口坍塌现象。原因主要是上部地层松散，地下水位高，为砂层，在冲击过程中，破坏了上部孔壁土层结构，原为不密实的土层就更加松散。

3.采取措施

3.1 准备工作

(1) 采用超前钻，一桩一钻，目的是查明每个桩位的地层结构及分部特征，查明桩内的溶洞分布、大小及填充情况，查明溶洞顶板的埋深及厚度。

(2) 设备材料：现场准备事先根据桩径做好的钢护筒，备好足够的袋装黏性黄土，在现场中心位置挖2个备浆池，每个备浆池约为200m3，施工过程中将性能好的泥浆抽至备浆池，作为补浆备用。

3.2 施工处理

(1) 改善泥浆品质，加大泥浆浓度。由于上部地层松散，厚度大，因此在冲击成孔过程中，应采用高浓度的泥浆护壁，泥浆浓度一般保持在1.2，当泥浆浓度不足时，可在泥浆中适量掺入水泥，提高泥浆胶体和悬浮能力。加大泥浆浓度，可以提高泥浆护壁能力，减缓泥浆渗透及漏浆速度。

(2) 及时安放钢护筒。当冲击成孔穿透上部砂层时，要及时埋设钢护筒，护筒埋设到预定位置后四周用黄土回填夯实，孔口用钢丝绳固定，防止继续施工时跟进脱落。

(3) 一旦出现漏浆，一边将袋装黄土填入孔内，一边将备用池的泥浆抽入孔内，及时补浆。在填袋装黄土时，分层加入一定数量的整包水泥，回填高度超过漏浆位置，然后放下重锤挤压黄土包和水泥包，使之填充溶洞缝隙之中，再用重锤轻打，使水泥和黏土混合，形成水泥土浆，并挤入周围的黏土及水泥包之间或挤进岩溶缝隙之间。在堵漏浆过程中，应立即恢复泥浆面至孔口，确认无漏浆之后，停机数小时，待水泥凝固且具有一定强度，在桩孔周围形成了水泥土护壁层，保证能正常向下施工时，再进行冲击成孔。