干作业钻孔灌注桩岩溶处理方案

李拯稷

（中国建筑第八工程局有限公司，广西南宁，530000）

引言

根据4号线一期工程B标初勘和4号线一期工程体育中心西站详勘钻孔揭露的溶洞发育情况，遇洞隙率为69.1%；线岩溶率为13.37%，根据《广西壮族自治区岩土工程勘察规范》（DBJ/T45-002-2011）判定该场地岩溶发育等级为岩溶强烈发育。

根据钻探和物探成果，车站范围内岩溶均强烈发育，车站主体范围内溶洞多发育于土岩交界面附近，受地表渗水和地下水作用影响，岩溶规模大，连通性好，在土岩交界面附近地下洞穴系统基本形成，钻探揭露溶洞多为空洞，局部充填黏性土，物探推测灰岩局部形成小规模空洞。溶洞填充物多为砂、粘土等，承载力较差。溶洞充填物复杂，主要有流塑状淤泥，软粘土，泥炭质粘土，粉质粘土；可塑状的粘土，粉质粘土；硬塑状的粘土，粉质粘土；

针对该地质情况，在钻孔灌注桩施工前需对岩溶预先进行有效处理，并且在遇到溶洞填充物类型不同时，选择不同的的处理方案，处理效果完全不同，因此处理方案的选择显得尤为重要。

1 溶洞无填充时或者可塑状、硬塑状填充处理方案

如果溶洞没有任何填充物或者为可塑状、硬塑状填充时。需要预先填充或者固结填充物，通常情况下，采用静压化学法，待溶洞填充物已经固结满足相应要求后，再进行钻孔施工。

（1）选择注浆方式：通常情况下采用袖阀管注浆或者花管注浆。

（2）工艺流程：第一步，布孔。应该预先在有溶洞范围内，桩基位置的中心钻孔，然后再以2m为间距梅花布孔，以探明溶洞边界，同时通过注浆孔，能够对地质条件进行详细的勘察，不仅能够了解溶洞的具体高度和大小，也能充分了解填充物的相关情况。第二步，注浆泵注浆，注浆过程中要控制好压力，不能过大，通常情况下保持在0.5~1.0MPa之间，具体需要多大压力，施工人员需要根据现场情况而定，注浆速度要达到15~20L/min，注浆过程中，注浆管要深入溶洞底部下 50cm，这样能够充分的保证浆液完全渗入填充物中，最终固结。一般而言，渗透直径至少达到3m，这样在成孔时，固结体足够。注浆液选择使用水泥浆，水灰比0.8:1；如果施工人员采用水泥砂浆，则需要水：水泥：砂子=1:1:0.8；对于局部区域岩溶过大，漏浆严重时，可使用双液浆从围护桩边线外3m位置开始先做双液浆止浆帷幕，现场试验双液浆凝结时间，以 30s为宜，待止浆帷幕做完后，再在桩位孔开始注双液浆，凝结时间60s为宜，并控制注浆压力不超过1MPa。

（3）注浆顺序：对于桩位溶洞处理，特别是地下水丰富地区，注浆顺序应该先从桩位中间的孔位开始，待压力达到设计要求后，再对桩位两侧孔进行注浆，并控制好压力及流量，这样在注浆过程中尽量将地下水挤出桩位（用水泥浆置换），钻孔时，才能尽可能减少地下水渗流入孔中。对于需处理的纵向多层分布的溶洞，由深至浅依次充填处理。

注浆过程中可能会出现漏浆浪费的情况，为了有效避免这一问题，施工人员应选择间歇性注浆方法，重复几次注浆，待注浆量与注浆夜里满足要求后再停止。注浆完一个孔后，立即进入下一个孔注浆，钻孔注浆顺序越靠后，注浆压力就越需要调高，注浆完全结束后再封孔。

2 溶洞填充物为流塑状时处理方案

如果在钻孔注浆过程，发现溶洞填充物为流塑状时，且溶洞大于2m时，没有必要再继续钻孔注浆，由于无论注水泥浆还是双液浆，都无法置换流塑状填充物，也无法对流塑状填充物进行有效固结，围护桩干作业钻孔时流塑状填充物流失，甚至塌孔，导致无法成孔。针对这种情况可采用以下两种方式进行有效处理。

2.1 回填素混凝土法：

如果遇到少数桩位有类似情况时，可采用此法。

第一步：终止钻孔注浆。第二步：采用旋挖机干孔作业，待成孔深度到达溶洞范围时，继续用旋挖机向下钻孔，直至钻之溶洞底部。测量孔深，并根据钻进情况，判定溶洞高度，安装导管，浇筑C15素混凝土，素混凝土液面高出溶洞顶部3m，停止浇筑。第三步：待素混凝土终凝后，再进行重新钻孔。如果遇到上下竖向重叠溶洞，则需多次重复，直至围护桩孔深达到设计要求后，放钢筋笼，完成该围护桩施工。此法，对比高压旋喷法经济，但是在围护桩施工时，成桩效率低。

2.2 高压旋喷注浆加固法：

如果在前期补勘时，发现大量围护桩位均有流塑状填充物填充时，可采用高压旋喷注浆加固，对于流塑状填充物改良加固效果显著。

工艺流程：

第一步：补勘，探明溶洞（土洞），或岩土交界面位置，高程，从而确定高压旋喷作业范围，岩土交界面至溶洞（土洞上3m）。

第二步：高压旋喷布孔，在围护桩两侧布孔，桩身范围可不布孔，确保在钻孔过程中，桩周围有60cm土体被加固，固结，确保孔壁不垮塌。

第三步：旋喷加固，一般采用二重管法即可，钻机定位，制备水泥浆（水灰比 1:1），钻孔， 待钻至岩土交界面时，停止钻孔，旋转不停，提升喷浆管，高压泵压力增加至20~40MPa，坐底喷浆30s后，边喷浆边旋转，同时按照20cm/min提升至预定高度。如果不冒浆或者冒浆量少时，可加大水泥浆浓度（水灰比1:1.3）。

第四步：检测，补勘时探明的溶洞范围已经全部加固完成即可。

高压旋喷完成2~3天后即可进行围护桩施工。可大大提高围护桩成桩效率，施工效率。

3 结束语

综上所述，可知干作业钻孔灌注桩岩溶处理方式的选择，需要根据溶洞的深度大小以及是否有填充物状态，填充物的形态而定，地铁施工区域均处于城市中心位置，如果岩溶处理效果不理想，可能会导致地面塌陷，设备倒塌，存在危害行人及行车安全的风险，因此在地铁车站围护桩施工前，有效处理岩溶显得尤为重要。

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