岩溶区钻孔灌注桩施工特点及技术措施

卢轮

摘要：岩溶区具有复杂的地质条件，增加了钻孔灌注桩的施工难度，且极易产生各类成桩质量问题，严重影响钻孔灌注桩施工质量。文章介绍了岩溶区钻孔灌注桩施工特点，分析了岩溶区钻孔灌注桩施工技术措施。

关键词：岩溶区;钻孔灌注桩;施工技术

The karst area has complex geological conditions，which increases the construction difficulty of bored piles，and it is easy to produce various types of pile quality problems，seriously affecting the construction quality of bored piles.This article introduces the construction characteristics of bored piles in karst area and analyzes the technical measures of bored piles construction in karst areas.

Karst area;Bored pile;Construction technology

0 引言

岩溶区相应的基岩主要是石灰岩。石灰岩具有较高的强度，适宜作为钻孔灌注桩相应的基础持力层。但岩溶区具有较为特殊的地质条件，开展钻孔灌注桩施工存在较大的难度，且极易产生漏浆、偏孔以及各类桩身缺陷问题，严重影响钻孔灌注桩施工质量。对此，有必要明确岩溶区钻孔灌注桩施工具备的特点，并立足于施工实践，采取专业的施工技术措施，有效保障钻孔灌注桩施工质量。

1 岩溶区钻孔灌注桩施工特点分析

1.1 地质条件

岩溶区是典型的喀斯特地貌，由各类可溶性岩层，诸如岩盐、石膏以及石灰岩等组成，在地下水流常年侵蚀的影响下，极易产生溶洞以及沟槽。在钻孔灌注桩施工过程中，极易引发埋钻、塌孔以及漏浆等现象。少数岩溶地区相应的基岩具有凹凸不平的表面，且岩石较为坚硬，对桩基施工的实际速度造成严重制约，且“V”型岩石极易将钻头卡住，引发斜孔[1]。

1.2 成孔工艺

岩溶地区通常采用如下两种桩基施工方式：（1）冲击钻成孔灌注桩。该施工工艺是借助钻头自身具备的重量对基岩实施冲击造孔。但岩溶地区相应的基岩面缺乏平整性，且岩石较为坚硬，钻头对基岩面进行剧烈冲进时，“V”型岩石存在的岩沟极易将钻头卡住，进而导致斜孔。因此，该施工工艺适合采用“吊打”这一冲孔工艺，其行程较短，且频率密集，能有效避免卡钻现象，且能减少斜孔。若出现斜孔，必须将素混凝土或石块填充于孔内，实施有效修孔，该工艺繁杂，且耗费资金较多。（2）回旋钻钻孔灌注桩。该施工工艺是指由钻头逐步钻进直至成孔，在垂直方向，钻头与岩石不会发生剧烈碰撞，能有效避免卡钻现象。在施工过程中，若出现斜孔，需对钻杆进行提升实施重复钻进，即能实现对斜孔的有效修复[2]。

1.3 混凝土灌注特点

岩溶地区的钻孔灌注桩施工中，其混凝土灌注主要具有如下特点：

（1）具有较大的扩散量。在半填充溶洞或填充溶洞中实施钻孔成桩，并在对水下混凝土进行灌注的过程中，需用混凝土对溶洞空间进行填入，这会耗费大量的混凝土，其相应的扩散系数可达6～7。

（2）容易发生断桩或者缩颈。在混凝土浇筑过程中，需用混凝土对溶洞进行填入，混凝土面呈现出相对较慢的上升速度。若未能及時对桩内混凝土面实际高度进行测量，极易将导管提升过高，使导管与混凝土面发生脱离，进而发生断桩或者缩颈[3]。

2 岩溶区钻孔灌注桩施工技术

2.1 一般溶洞处理技术

岩溶区的一般溶洞，实际厚度相对较小，内部含有第四系覆盖层充填，可采用优质泥浆进行护壁，将泥浆实际比重控制在1.4 g/cm3以上，采用片石、黏土实施反复回填，或者采用水泥实施严格规范的挤密施工，并通过一层钢护筒对钻孔灌注桩施工进行跟进，实现钻孔灌注桩施工在溶洞的顺利进行，并有效防止溶洞垮塌[4]。

2.2 特大型溶洞处理技术

通常，将溶洞厚度在8 m以上的溶洞称为特大型溶洞。当覆盖层为淤泥层，或者是易于垮塌且层厚的流砂层时，在超前钻孔过程中，漏浆严重的情况下，采用单层或两层钢护筒对钻孔灌注桩施工进行跟进。

（1）冲进施工

对松软地表进行开钻施工，要通过低锤快打的施工方式，逐渐对孔壁进行挤密压实处理。在开钻过程中，对砂砾地层进行钻进，通常将提锤高度控制在40～60 cm范围内，将冲击次数控制在20～35次/min范围内，将泥浆比重控制为1.2～1.5 g/cm3。实施正常冲进，要将高冲程控制在100 cm左右。对松软砂砾进行冲进，要采用中冲程进行;对流砂层进行冲进，要采用低冲程[5]。实施冲进时，要避免过快过猛地提升冲锤，防止对孔壁造成碰撞而导致护壁失稳引发的塌孔。在冲进过程中，要随时掌握孔内地层的实际情况，并将地层情况作为依据，采取针对性较强的措施。

（2）对钢护筒进行下放

在钻孔灌注桩施工中，钢护筒施工是重要的施工难点。只有确保钢护筒施工质量，才能实现钻孔灌注桩施工在溶洞的顺利进行。在钢护筒施工过程中，通过控制点对钢护筒的具体位置进行控制，实施粗控。在完成对钢护筒的安装后，采用全站仪对其进行复核，并借助吊机实施调校，确保钢护筒施工符合设计要求。对钢护筒进行下放，通常要在内护筒内，采用工字钢焊导向架，确保钢护筒具备良好的垂直度。同时，通常将钢护筒有效下放至岩面以下，在吊放钢护筒的过程中，要配合使用100 t振动锤。对于凹凸不平的岩面，要在钻进过程中，用片石进行抛填，有效避免斜孔，并减少钢护筒与岩面之间存在的接触空隙。

（3）封底混凝土施工

完成对钢护筒的有效下放后，实施规范的封底混凝土施工。套筒封底混凝土施工对于钻孔灌注桩成桩质量具有关键影响。通常，封底混凝土厚度为4 m，通过水下混凝土开展施工。借助套筒与封底混凝土，能促进护筒有效连接基岩，增强基础结构的坚固性，避免护筒外存在的承压水进入钻孔内部，有效保障成桩质量。在完成封底混凝土施工，经过3～7 d的待强后，继续实施冲进施工，直到满足设计标高。在实施封底混凝土施工中，要注意对混凝土的流动性进行观察，确保浇筑混凝土停止后，混凝土面不再发生下降[6]。

（4）在套筒与护筒间实施分段注浆

在套筒与护筒间实施分段注浆。在灌注水下混凝土后，通过高压清水将存在于套筒与孔内钢护筒中的杂物进行有效清除，直到清水从孔内返出。对注浆管进行下放，将注浆管间距控制为40 cm，并在钻孔周围对注浆管进行布置。通常将镀锌管作为注浆管，将其壁厚控制在2.0～2.5 mm范围内，对两端进行加工，形成丝扣。完成对注浆管的下放后，再回填洁净的2～4 cm级配碎石，在孔口50 cm深处，采用水玻璃溶液以及水泥浆溶液进行封孔，将两种溶液混合，并实施均匀搅拌，倒入钻孔周围实施封孔。封孔完成后，要逐根对注浆管实施注浆，对套管与护筒二者间存在的间隔进行填充。在注浆过程中，要一边注浆，一边对注浆管进行上提，将注浆管段控制为0.5 m，将注浆液水灰比控制在0.6～0.7之间，将压力控制在2～3 MPa之间。注浆管对螺旋式钻孔适用。

3 终孔位置确定

岩溶地层普遍呈现出无规律性的变化状态，在岩溶地区，对桩基持力层进行选定存在较大的难度。要将设计值作为依据，并结合地质勘查相关资料，准确判别施工实际情况，并在此基础上确定终孔：

（1）当施工实际情况与地质勘查相关资料保持基本一致时，通常采用设计值终孔。

（2）当施工实际情况与地质勘查相关资料不相符时，要深入考察桩孔漏浆实际情况、冲锤进尺速度、岩样实际情况等，对其进行科学分析和准确判断，在必要的情况下，加补钻孔，实现对终孔位置的合理确定。

（3）加补钻孔反映桩端支撑部位存在溶洞，且溶洞实际厚度比3倍桩径较小时，必须对溶洞进行穿越，并对溶洞以及桩端持力层存在的溶隙实施有效的压浆处理。

4 塌孔处理

在实施钻孔钻进的实际过程中，溶洞极易发生塌孔。对此，要考虑溶洞的具体规模，采取具有较强针对性和有效性的处理措施。对于规模较小的溶洞，可采用泥浆、土体对其进行填充，避免對周围产生严重影响。稳定塌孔后，可对原孔位进行回填，并重新实施钻孔，将泥浆比重控制在1.3～1.5范围内。对于规模较大的溶洞，极易引发扰动导致塌孔范围扩大，且钻头通常会陷死在洞里，难以拔出。对此，通常将钻头放弃，并改变钻孔灌注桩的桩位，重新实施钻孔施工。

5 结语

综上所述，岩溶区具有复杂特殊的地质条件，增加了钻孔灌注桩施工的难度。在岩溶区进行相应的钻孔灌注桩施工工程中，其混凝土灌注特点体现为具有较大的扩散量，且容易发生断桩或者缩颈。对此，要深入考察岩溶地区实际情况，采取有效的钻孔灌注桩施工技术措施，保障钻孔灌注桩施工质量。

参考文献：

[1]由瑞凯，李芳武，张延河，等.岩溶区大直径钻孔灌注桩施工技术[J].施工技术，2017，46（20）：61-64.

[2]高洪生，马跃原，张小兵，等.岩溶地区钻孔灌注桩施工技术[J].中国港湾建设，2018（4）：61-64.

[3]张运考，陈天旭，王 兵.岩溶地区钻孔灌注桩施工技术[J].港工技术与管理，2016（6）：27-30.

[4]丁雁飞.岩溶地区钻孔桩施工技术[J].建材发展导向（上），2016，14（2）：9-10.

[5]范文斌.岩溶地区钻（冲）孔灌注桩施工的难点及其技术对策[J].工程建设与设计，2018（11）：92-94.

[6]欧阳柱，潘殿琦，刘耀峰，等.岩溶地区冲孔灌注桩施工技术探讨[J].长春工程学院学报（自然科学版），2017（4）：7-9.