淺談巖溶地區沖孔灌注樁施工漏漿塌孔處理方法

周飛

中鐵隧道集團三處有限公司

淺談巖溶地區沖孔灌注樁施工漏漿塌孔處理方法

周飛

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沖孔灌注樁是以泥漿護壁，采用沖擊錘的沖擊能量，將硬質土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣隨著泥漿循環排出或用掏渣筒掏出成孔的一種施工方法。它具有嵌巖深度大、單樁承載力高和質量可靠等優點，被廣泛應用于基礎工程。但在巖溶地區，特別是上部地層復雜，容易產生漏漿塌孔的地區施工，若沒有采取有效的措施，不但影響施工人員的情緒，而且直接影響到施工項目成本和整個工程的進度。通過本項目的例子，探討沖孔灌注樁在巖溶地區施工產生漏漿、塌孔的原因及處理方法，不足之處，敬請斧正。

1.工程概況及地質條件

1.1 工程概況

白云新城站地處廣州舊白云機場，沿線為機場跑道、停機坪和草坪，地形平坦，地勢開闊，地面標高10.81～14.23m，南部略低，北部漸高，原始地貌屬廣花沖積盆地，地表水系不發育。

本段地層主要為人工填土層<1>、沖積—洪積中砂層<3-2>、沖積～洪積黏性土層<4-1>、坡積土層<4-3>、可塑或稍密狀殘積土層<5C-1B>、硬塑或中密狀殘積土層<5C-2>、灰巖強風化帶<7C-2>、中風化帶<8C-2>、微風化帶<9C-2>。

1.2 溶洞發育概況

（1）巖溶分布規律

本次勘察參與統計鉆孔為44個，揭露發育巖溶的鉆孔11個，見洞率為25%，有5個鉆孔揭露兩層巖溶以上，占揭露巖溶鉆孔的45%，說明本場地內巖溶都比較發育。

（2）充填物特征

白云新城站勘察揭露巖溶洞穴20個，其中半充填和無充填11個，占巖溶總量的55%，全充填狀占45%?？辈旖衣冻涮钗镔|多為流塑、軟塑狀黏性土，易被水流沖蝕，局部洞體充填物夾碎石，為近期塌落物，鉆探中表現為漏水，地層軟弱，工程性質差，鉆具自重下沉現象；無充填物巖溶為空洞，在鉆探中出現掉鉆現象，嚴重漏水。

（3）洞體穩定性分析

在揭露的20個巖溶洞體中有8個洞體頂板厚度小于洞體高度，比率為40%，頂板最小厚度僅為0.30m。由于頂板厚度小，巖溶洞體高度大，且充填不好，在受到外力作用情況下，可造成頂板塌落，地面發生塌陷，對于結構穩定性和樁基施工影響較大。

1.3 水文條件

該項目地下水富存情況有兩種：一種是孔隙水，主要存在沖積—洪積中砂層<3-2>，水量大，水位高；另一種是灰巖溶洞裂隙水，主要是在巖溶化石灰巖和微風化石灰巖裂隙中，水量大。

2.漏漿塌孔的原因分析

(1) 漏漿：施工至巖溶化石灰石的頂面出現漏漿現象，有的樁位漏漿表現為泥漿面徐徐下降，逐漸消耗；有的為突發性的，一旦發現突發性漏漿，幾十米的孔內泥漿瞬間漏到孔底。根據現場施工記錄，最快的漏漿為每分鐘流失泥漿20m3，造成漏漿的主要原因是溶洞巖石破碎，溶洞屬半填充或無填充狀態，基巖頂面裂隙發育，且有互通產生的。

(2) 塌孔：漏漿之后，若沒有及時采取有效的措施堵漏，伴隨著就是孔內坍塌，甚至出現孔口坍塌現象。原因主要是上部地層松散，地下水位高，為砂層，在沖擊過程中，破壞了上部孔壁土層結構，原為不密實的土層就更加松散。

3.采取措施

3.1 準備工作

(1) 采用超前鉆，一樁一鉆，目的是查明每個樁位的地層結構及分部特征，查明樁內的溶洞分布、大小及填充情況，查明溶洞頂板的埋深及厚度。

(2) 設備材料：現場準備事先根據樁徑做好的鋼護筒，備好足夠的袋裝黏性黃土，在現場中心位置挖2個備漿池，每個備漿池約為200m3，施工過程中將性能好的泥漿抽至備漿池，作為補漿備用。

3.2 施工處理

(1) 改善泥漿品質，加大泥漿濃度。由于上部地層松散，厚度大，因此在沖擊成孔過程中，應采用高濃度的泥漿護壁，泥漿濃度一般保持在1.2，當泥漿濃度不足時，可在泥漿中適量摻入水泥，提高泥漿膠體和懸浮能力。加大泥漿濃度，可以提高泥漿護壁能力，減緩泥漿滲透及漏漿速度。

(2) 及時安放鋼護筒。當沖擊成孔穿透上部砂層時，要及時埋設鋼護筒，護筒埋設到預定位置后四周用黃土回填夯實，孔口用鋼絲繩固定，防止繼續施工時跟進脫落。

(3) 一旦出現漏漿，一邊將袋裝黃土填入孔內，一邊將備用池的泥漿抽入孔內，及時補漿。在填袋裝黃土時，分層加入一定數量的整包水泥，回填高度超過漏漿位置，然后放下重錘擠壓黃土包和水泥包，使之填充溶洞縫隙之中，再用重錘輕打，使水泥和黏土混合，形成水泥土漿，并擠入周圍的黏土及水泥包之間或擠進巖溶縫隙之間。在堵漏漿過程中，應立即恢復泥漿面至孔口，確認無漏漿之后，停機數小時，待水泥凝固且具有一定強度，在樁孔周圍形成了水泥土護壁層，保證能正常向下施工時，再進行沖擊成孔。

3.3 處理效果

通過采用上述幾項處理措施，有效地遏制了孔內漏漿而引起的塌孔現象，減少了漏漿次數，加快了施工進度，同時也減少了混凝土超灌量，效果顯著。

4.結束語

(1) 巖溶地區地層復雜，處理起來有很大的難度和復雜性，因此，施工前要全面分析各種復雜地質條件對施工的影響，制定一套完整的施工方案和措施。

(2) 采用埋設鋼護筒、投放袋裝黃土和水泥方法綜合處理漏漿塌孔，行之有效，既經濟又方便，同時能夠保證樁質量，減少混凝土超灌量，提高工程進度。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.024