熔岩地区桩基软基处理技术应用研究

穆显明

摘要：岩溶地貌也被称为喀斯特地貌，主要是分布在我国西南地区。岩溶地貌主要包括石芽、溶洞等等。岩溶地区桩基施工主要运用的技术有冲孔灌桩、人工灌桩以及钻孔灌桩，在软基施工中最常见的一种方法就是化学灌浆工艺。本文主要介绍这几种施工方法以及在岩溶地区施工中应注意的问题。

关键词：岩溶；桩基施工；软基施工

一、岩溶地貌的产生和特点

岩溶主要是流水对可溶性岩石的化学溶蚀，可溶性岩石主要包括碳酸盐岩、石膏、岩盐，辅之以流水冲蚀、潜蚀、崩塌等机械作用，这些现象都被称为岩溶地貌，也叫喀斯特地貌。我国的喀斯特地貌主要分布在广西、贵州、云南等西南地区。岩溶地貌产生的根本原因是可溶性岩石，以其他多种因素辅之。

岩石本身具有透水性也是岩溶地貌形成的一个重要原因，流水下渗的最主要渠道就是岩石上面的孔隙和裂缝，岩石上面的裂缝越大，岩石具有的透水性就越强，岩溶作用也就越大。岩溶作用越大，溶洞就会不断变大，地下管道发展得越多，岩溶地貌发育也就越趋于完整。

二、我国岩溶地貌工程地质特点以及桩位地质检测

1、岩溶地貌工程地质特点

从桩基施工角度来说，我国岩溶地貌的工程特点主要表现在以下几个方面：可溶性岩石的主要组成部分是石灰岩和白云岩，强度大，桩孔难度大；岩溶地貌基岩起伏大，在岩溶发育的溶沟底部有软弱土存在，难穿透；岩溶地下水为钻孔带来极大不便；岩溶地貌中存在大量孔隙和裂缝，易造成坍塌。

2、巖溶地貌区桩位地质检测

由于在岩溶地区的地质情况复杂特殊，所以在岩溶地貌地区进行施工前一定要先对施工地区地质进行详尽检测和了解，以免施工中发生意外。一般对于地质的勘察主要分4个阶段：可行性研究、初步勘察、详细勘察、施工勘察。对于每个阶段的勘察和检测都需充分结合岩溶地貌的特点，根据经验和检测标准进行实地考察，了解建筑工程桩基可能遇到溶洞的发展规律和基本形态，悉知岩溶地貌发展的规模和空间分布，对建筑场地的适宜性和地基的稳定性做出确切评价并采取相应措施，确保桩基施工顺利进行。

三、岩溶地区桩基软基施工技术

（一）冲孔灌注桩

冲孔灌注桩是灌注桩的一种，灌注桩技术主要是在施工现场桩位上钻孔，随后将混凝土灌进钢筋笼的做法。冲孔灌注桩就是在施工中用冲孔机冲孔，这种做法比较明显的优势就是它对周围建筑物的伤害小，对周边环境带来的影响也小；冲孔灌注桩对于桩基中要求的桩长和直径都能够灵活满足；桩端可以在冲孔的时候进入到持力层或者嵌入到岩层中；单桩的承受力较大等等。但是不足之处也很多，如灌注桩钻孔的施工技术非常复杂，对于操作技术的要求也非常严格；非常容易发生安全事故；不能立即承受施工荷载，施工技术间隔时间非常长；不便在冬季施工。一般来讲，冲孔灌注桩技术在填土层、黏土层、粉土层、淤泥层、砂土层、碎石土层、砾卵石层、岩溶地貌岩层或者裂缝底层比较适用，桩孔的直径从0.6m到2.5m不等，具体施工工艺如下。

1、成孔

（1）成孔工艺

场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→冲击造孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收。

（2）应先在孔口设圆形砼钢筋砼护筒，内径应比钻头直径大200mm，埋深一般为1.3～1.8m然后安放冲击钻机就位，对准护筒中心，偏差≤20mm，开始低锤（小冲程）密击，锤高0.4～0.6m，必要时加粘土造浆护壁，使孔壁挤压密实，直至护筒下3～4m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.5～2.0m以上，转入正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣排出孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻现象。

（3）在钻进过程中每1～2m要检查一次成孔的垂直度情况。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠偏。对于变层处和易发生偏斜的部位，应采取低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。

2、下笼：清孔后应立即放入钢筋笼，并固定在孔心钢护筒上。使其在浇筑混凝土过程中不向上浮起，也不下沉。

3、水下砼施工：钢筋笼下完并检查无误后应立即浇筑混凝土，间隔时间不应超过4h，以防护浆下沉和坍孔。混凝土浇筑采用导管法水中浇筑，灌注前要计算确定砼首灌量。

（1）导管选用口径φ220～250mm，采用法兰形式连接。开始灌注时，导管底端到孔底的距离为0.5m，储料斗内须有足以将导管的底端一次性埋入水下砼1m以上深度的砼储量，首盘砼数量必须够一次性埋管1m的量。

（2）混凝土的初灌。开始灌注时，将首批混凝土倾入初灌斗内，拔出球塞（或打开底阀放下砼。此时孔内迅速返出大量水（或泥浆），混凝土顺利到达孔底并上升，首批混凝土灌注完毕，立即转入连续灌注。

（3）导管的提升和拆除。提升导管时不宜过快过猛，以防拖带表层混凝土造成泥渣浮浆的浸入。导管的拆除要干净利落，防止螺栓、密封圈落孔中。拆下的导管应立即用清水冲洗干净，集中堆放整齐。

（4）浇灌过程中，应有专人探测导管埋深及导管与井孔内混凝土面高度差，随着砼的上升，要适当提升和拆卸导管，导管底端埋入砼面以下一般不小于2m，不宜大于6m。

4、校验。

（二）、钻孔灌注桩

钻孔灌注桩一般就是在施工现场通过机械钻孔、钢管挤土或者人工挖掘等手段从而在地基中形成桩孔，在形成的桩孔内放入钢筋笼、灌注混凝土而成桩。灌注桩根据成孔的方式又能够分为沉管灌桩、钻孔灌注桩以及挖孔灌注桩等类型。钻孔灌注桩是目前使用非常广泛的一种施工技术，它主要包含泥浆护壁施工法和全套管施工法两种。泥浆护壁施工法的做法就是对地下墙成槽、钻浆对槽壁的静压力用充满水、CMC、膨润土等附加剂的混合液体在槽壁中形成一层泥皮，从而对槽壁起到有效的保护，防止槽和孔壁的坍塌。同时泥浆还能够携渣和冷却润滑机具，一些具有粘度的泥浆还能够携带其它泥渣排出。

全套管施工的方法基本与泥浆护壁法类似，只是不需要泥浆护壁法中的泥浆和清孔。全套管的压入套管垂直度是需要使用水准仪和铅垂的，因为它的垂直度主要是由最初挖掘的垂直度来决定的。

四、桩基软基施工可能遇到的问题及处理方法

1、塌孔

预防塌孔要随时注意水位变化和钻进情况，当钻进遇到松散粉砂土或流砂时，一定要及时补充粘度和比重较大的泥浆。发生塌孔后，一定要采取及时的补救措施，若成孔不深，可以将粘土全部填回去，停一段时间以后将钢护筒埋到不透水层，如此可以重新开始钻孔。若成孔深，就要先将钢护筒放置在坍孔喇叭口下方的亚粘土上，将钢护筒周边用粘土填平压实后可继续钻孔。

2、斜孔

发生斜孔一般有几种方法处理：扩孔纠编；短钻具；扫孔；补孔。每一种方法对应钻孔的各个阶段，如在潜孔阶段出现了斜孔就可以使用第一种方法，矫正钻机方向，防止继续斜孔。如在松软岩层或覆盖层较厚时钻孔出现斜孔，可使用第二种方法进行矫正。第三种主要是在灌浆钻孔结束时发生斜孔时使用。第四种方法适用浅孔出现严重偏斜时。

结束语

在岩溶地貌进行施工，对于建筑企业来说是个大难题，如何实施桩基和软基技术还需要在发展中多方探究，对各种地形地貌也要多加研究。

参考文献：

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[2]谷传凯，赵迎光.岩溶地区桩基施工中应注意的问题探究[J].地球，2013（1）.

[3]麦荣强.化学灌浆在岩溶地区软土及石洞地基处理中的应用[J].探矿工程—岩石钻掘工程.2009，36（5）.