岩溶地区钻孔桩基础施工疑难处理措施

李斌

（武汉纺织大学，武汉430200）

1 引言

岩溶地区溶蚀作用的变化情况会随着时间的推移扩大溶洞的规模。由于岩溶地区地质的不稳定性，受外界因素影响颇大，在此地进行施工，桩基施工的难度过高，常常会出现一些卡钻、塌孔等情况[1]。若是对该种情况不重视，很容易出现意外事故。针对当前所出现的问题，要以岩溶发育地区的地质条件作为着手点进行分析，引进先进的技术对岩溶地区的工程项目进行技术优化，增强周边支护结构的稳定性，制订有效的溶洞处理方案，推动岩溶地区施工项目的顺利开展。

2 目前岩溶地区钻孔桩基础施工中存在的主要不足

从岩溶地区的地质分布来看，同一施工场地内相近位置的土层分布不尽相同，从而增加了桩基施工的难度。目前，在相关工作中普遍存在设计深度不够，施工处理方案单一，施工人员专业水平有待提高等问题。本文主要针对以下3个方面进行全面的解析：首先是在施工中对岩溶的分类进行分析；其次是常见溶洞类型的处理措施；最后从组织措施及管理方面进行相关论述。希望通过这些分析可以为日后的工程项目提供更好的理论支持，能够提供更多可选择的措施。

3 岩溶类型分析及对钻孔桩基础施工的影响

3.1 岩溶的分类

根据岩溶的填充特点，可以分为充填型、半充填型和无充填型；根据岩溶垂向分带个数分为单个溶洞和多层溶洞；根据岩溶大小可以分为大溶洞（溶洞高度＞3 m）和小溶洞（溶洞高度＜3 m）；根据是否漏水可以分为全漏水溶洞、半漏水溶洞、不漏水溶洞[2]。

岩溶的分类多种多样，对此，本文主要根据岩溶的演变发育分为以下4种：

1）地表水会沿着灰岩内的裂隙面发生溶蚀，最终在时间的推移下转变成石柱或石笋；

2）地表水会沿着灰岩内的裂隙面向下渗流，慢慢形成落水洞；

3）落水洞的地下水含水层会发生横向移动，形成岩溶洞；

4）地下洞穴塌陷后形成的岩溶洞。

3.2 岩溶对桩基施工的影响

岩溶地区出现岩面不平整主要源于该地区的岩面倾斜、风化差异大等情况。若是该情况不被重视，施工时会导致钻头或冲锥移位，致使冲击时的能量损耗过大，发生一系列的施工安全问题。部分地区的岩溶发育区溶洞密集性强，各个溶洞相互交杂、填充，故一旦在钻孔时击穿过溶洞，会出现岩溶地区的漏浆塌孔等情况，严重时还会出现地表局部的坍塌风险。溶洞顶板的击穿会有一定的卡钻风险，如果在该情况下完成混凝土灌注，会使混凝土直接流入溶洞中，致使规模较大的溶洞地质条件很难形成灌注桩[3]。

4 岩溶处桩基的处理措施

针对不同的岩溶类型，应采取不同的处理措施，桩基在溶洞地层的钻孔施工。建议根据溶洞的类型采用填充片石黏土、钢护筒跟进法施工方案，综合岩溶地区地质条件的复杂性，岩溶地区的施工指导性方案可根据施工现场实际情况进行调整。

4.1 填充法

采用黏土和片石填充适用于溶洞高度小于6 m的情况，片石与黏土可按1∶1的体积比回填，溶洞较大时，可加入部分水泥砂浆，当钻孔内发生漏浆时，先对该区域的不平整区域预先回填1~2层水泥砂浆，再用钻头对其冲击1遍即可确保周边地区的片石和黏土密实统一，确保回填面距离顶部1～2 m为止[4]。在溶洞完成回填后，要向钻孔内注入水泥砂浆，使其可以慢慢地浸入片石缝隙中。若一些地区无法靠自然力浸入缝隙内，可利用钻头冲击的方式将其直接挤入溶洞，确保周边形成一项保护膜。

对于大面积的溶洞，应用填黏土和片石很难了解到的孔隙变化情况，故要对成孔区域采用灌注低标号混凝土对其进行处理。此外，还需要将混凝土通过导管直接灌入孔隙内部，确保混凝土可以直接灌注到溶洞顶1 m以上的位置，等到混凝土施工强度达到一定状态后再对其进行工程施工。

4.2 护筒跟进法

当溶洞高度不一时，可应用钢护筒进行钻孔，应用片石、黏土块等对该区域进行封堵。而某些特殊形态的溶洞，则应根据实际情况采用多层次的钢护筒进行钻进处理。钢护筒应用一些高质量的钢板制作，确保其在厂家生产之后应用机械集中卷对其进行工程加工。施工时，先将桩径扩孔10 cm，正常钻进至溶洞上方约1 m处，采用汽车吊辅助振动锤等打入设备，将钢护筒分节打入土层中至溶洞底。

钢护筒跟进工艺流程：场地平整、定位→埋设外钢护筒→冲孔至溶洞顶→下放内钢护筒→正常成孔至桩底标高（终孔）[5]。

岩溶处理预注浆法施工步骤为：先在每个桩基周围均匀布设6个注浆孔，注浆孔从地面钻孔（钻孔直径D=108 mm）至桩底，钻孔长度为从地面到桩底，钻穿顶板后用直径为89 mm,壁厚3.5 mm的钢花管打入溶洞底部。钢花管采用在无缝钢管上钻孔制作，注浆材料采用42.5R级普通硅酸盐水泥，水灰比为1∶1。水灰比根据现场情况可做适当调整。为防止注浆过程中浆液流失过快，浆液采取1∶1水泥浆，并掺加早强剂及增稠剂（5%~6%的膨润土）。对于填充物较少或溶腔较大的溶洞，可先通过钻孔向溶洞内填充黄沙，待溶洞填充满后再进行注浆加固。

4.3 施工注意事项

4.3.1 斜孔、弯孔的防治

在对周边的基岩进行冲击的过程中，要考量搭配基岩埋深、溶沟、溶槽等施工中会涉及的特殊地质。一旦遇到该种类别的地质，需要放慢冲击速度，依据现场实时调整冲击频率，维持低频率、小落距。回填硬质片石时，应用低锤密击有利于避免偏锤孔斜现象，配制适量低标号混凝土回填斜孔或弯孔处，待混凝土强度提升，符合施工作业后才可再次被冲击使用，确保孔位偏差慢慢减小。

4.3.2 埋锤、卡锤的防治

进行埋锤、卡锤的防治时，要根据集到的地质数据信息制定措施，实时调整冲程和速度，确保该地区的泥浆浓度符合规定，减小塌孔出现的概率。一旦发现岩溶洞隙，要向其中填入一定量的块石和碎石，确保洞隙处被充实，溶洞施工区域要应用钢丝绳紧绷锤子，降低击打时出现的冲程，主要源于岩溶地区施工的特殊性。此时，需要及时的关注钢丝绳的变化情况，判断钢丝绳是否会出现斜孔问题。如果是由于一些意外事故出现埋锤、卡锤、掉锤等意外事故时，不可以盲目将锤子拔出，要在分析其实际原因后再采取针对性的举措。若卡锤现象出现在砂砾层，可以通过冲、吸等方法对其综合处理，使冲锤周边的冲碴不断松动并掉落，等待合适的时机顺利提锤。需要注意的是，一旦出现塌孔埋锤现象，施工单位要配置大直径的冲击锤，将其用于清理周边地区的杂质物，再确保原锤与孔壁分离即可。

4.4 灌注问题处理

采用灌注混凝土处理溶洞时，混凝土的灌注量与桩孔径大小息息相关，但过多的混凝土会增加混凝土用量，并且在施工过程中，灌注阻力的变大直接降低了混凝土的和易性，致使其出现堵塞导管、漏斗的情况，甚至危害工程的安全性。此时，要提高设备起重承载力，使其直接应用漏斗加混凝土。若是起重承载力不足，会导致施工出现晃动情况，故应当应用卷扬机拉紧漏斗，使混凝土直接灌输到孔底即可。灌注混凝土时，会出现不连续情况，故要有效做好水下导管的设计。在整体工程施工完成后，施工人员应当了解当地的孔口地返浆情况，规避后期的灌注不密实情况。为增强该地区的灌注密实度，应有效减小漏斗高度落差，防止其出现桩孔坍缩等意外情况。但是，根据实际的工程施工需求，应当确保每根灌注桩的混凝土灌注时间少于8 h，灌注高度大于10 m。

5 针对岩溶地区桩基施工人、材、机的管理

5.1 设计阶段的把控

在设计前期，应收集翔实的地勘资料，在公共建筑中提前进行超前钻，为设计提供尽可能准确的地勘资料，有助于桩基结构的安全设计及施工造价的把控。对此进行简要分析：

1）明确工程施工要求，了解每一个地区的桩基施工规范，制定适合当地施工的施工计划以及举措，待相关工作者核实之后，直接进行下一步操作；

2）制订施工计划后，要对桩基的情况全面分析，应用计算机设备采集相关数据信息，了解岩溶洞的一些基本情况，经过长期性的分析与检验之后制订游戏计划；

3）对不同地区的桩基位置做好核实，一旦发现信息数据存在差异，要聘请专业设计单位以及建立单位做好现场情况的重新核实。

5.2 相关的技术人员职业素养提升

在岩溶地区桩基施工中，工作人员的综合素养与其施工质量息息相关。因此，培养高素质的、专业性强的技术人员的十分重要。但就当前的社会发展过程情况可知，这类人才极度缺乏。故管理者必须重视对专业技术人员的培养，引进更多的专业人才加入岩溶地区桩基施工团队，确保工程施工的质量。当前，各类专业技术人员的水平参差不齐，各种施工质量问题屡见不鲜。为了从根本上解决些问题，可以通过诸多途径进行专业人才的培训和培养，通过多种渠道、多方式吸引人才，聘请专业的讲师进行知识宣传。另外，还要定期或者不定期地对施工人员进行考核，使施工人员主动地利用闲暇时间进行专业知识学习，从而不断提升自身的综合素养和技术水平。

5.3 关键的机器设备的提档升级

在岩溶地区桩基施工技术的使用过程中，对设备的要求十分高，但目前行业发展过程中，某些机器设备的配备难以满足施工需求，直接影响了施工质量。为进一步保障行业的发展前景，要不断更新相关的机器设备，对设备进行升级，确保使用最优的工程施工工艺。目前，我国岩溶地区桩基施工的技术水平比较落后，设备的更新与升级速度慢，导致施工问题屡见不鲜。如果不能保障机械设备的购置，很难开展工程施工。故在后续的行业发展中，要重视机器设备的引进，提升对岩溶地区桩基施工质量和水平。

6 结语

尽管岩溶地区桩基施工情况复杂，影响因素较多，但通过翔实的勘探、深化设计，在施工中进行及时的沟通，提出切实可行的施工方案，再进行精细化的施工部署，依据桩基施工规范，可以较好地确保桩基施工的质量、工期及造价。在今后的基础建设中，岩溶地区的桩基施工不可避免。希望本文所述对岩溶地区的桩基施工有所帮助，为基建行业提供一些有益借鉴和参考。