巖溶地區樁基施工技術探討

王鐵華　王剛　許季玲

摘 要：巖溶地層因其特殊性，樁基礎沖孔灌注樁施工難度較大，施工質量難以保證，后期運營存在安全隱患。文章針對沖孔灌注樁在巖溶地層中施工時遇到的問題進行了分析，提出了相應的技術對策。

關鍵詞：巖溶地區；樁基技術；對策

1 概述

具有巖溶地貌的地區就是常說的巖溶地區，巖溶地區的水對可溶性巖石進行溶蝕、沖蝕、潛蝕等作用，其中以溶蝕為主，溶蝕后形成溶洞。

溶洞種類很多，按其填充狀態可分為無填充、半填充和完全填充這3類，按其填充物的性質可分為粘性土、砂礫和稀土這3類，按其漏水情況可分為漏水和不漏水這2類。

正是由于巖溶地區巖溶形態、充填物、地下水流動的復雜性，施工中主要有泥漿漏失和坍孔、孔壁失穩、偏孔與斜樁、混凝土流失、斷樁等現象發生，給施工質量及安全帶來隱患。作者通過多年來的經歷，對巖溶地層樁基施工提出了一些應對技術措施。

2 事故原因及技術對策

2.1 泥漿漏失與坍孔

2.1.1 事故原因

因巖溶地層中溶洞廣泛存在，溶洞貫通性高，樁基施工時極易出現泥漿漏失情況，造成鉆孔內無法保持合理的水頭高度，使地下水涌入孔內產生由外向內的側壓力，造成孔壁失穩坍塌。

2.1.2 技術對策

采取措施：（1）在孔口附近備足優質黏土、片石，當出現漏漿現象時，立即用挖掘機向孔內回填黏土，必要時向孔內投入整袋水泥進行堵漏。（2）如漏漿數量有限，在回補漿液后漿面恢復，則表示遇到的是不連通溶洞，若進尺正常，則表明溶洞較小，可繼續鉆進；若進尺突然加快，則表明遇到較大的填充物不密實的溶洞，向孔內拋填片石反復沖砸，使孔周圍形成完整的護壁，繼續鉆進。（3）如漏漿數量較大，回補漿液后，孔內漿面不回升，則表明遇到了連通的地下溶洞，采用向孔內拋填片石再反復沖砸的辦法進行堵漏，直至漿面不再下降。（4）如判斷溶洞較大，溶洞內無填充物或填充物較少時，可選擇向孔內放入固定的鋼管，鋼管上置碎石料斗，向洞內灌入碎石，投料時振動鋼管以防止堵塞。注漿時注漿管必須插入填充物底部，邊注漿邊緩慢提升。為防止漿液流失太遠，可采用間歇注漿方式，注漿10天后可進行鉆孔。

2.2 偏孔與斜樁

2.2.1 事故原因

巖溶地區當沖樁機施工時，沖錘易沿著溶溝、溶槽的基巖斜面而傾斜下滑，或因溶蝕造成底板不平，錘頭下落后發生歪斜，使錘頭中心偏離樁孔中心，造成偏孔，使鉆出的樁孔垂直度偏離設計范圍，鋼筋籠也會隨樁孔而傾斜，或者鋼筋籠無法下到樁底，影響樁身質量。

2.2.2 技術對策

（1）填塊石：沖錘出現偏位或傾斜，鋼絲繩擺動較大傾向一邊時，要停止沖孔，把沖錘拉起，檢查沖錘是否出現蒜頭型，如出現蒜頭型則要把沖錘修焊好并在孔內回填石塊，采用填石修孔法用沖錘將石塊夯壓實，使孔底平衡受力，再起錘慢慢沖進。（2）填混凝土：如果填石修正效果仍達不到設計要求，可采用孔斜段澆灌高標號水下混凝土，待混凝土凝固后再行沖擊修孔（一般需等10天左右），使孔底作業面強度均勻，讓沖錘垂直沖進，糾正斜孔。（3）直接開挖埋護筒：對于基巖埋深較淺的樁可先用機械開挖，直接用人工埋設鋼護筒，這樣可保證鋼護筒的筒身垂直度，起一定的導向作用并能平整基巖巖面，對于防斜有一定的效果。（4）使用長筒沖錘：可采用長筒沖錘進行沖孔。長筒沖錘做法是用直徑稍小的厚壁鋼護筒焊上錘牙和提引機構，其長度一般在5m以上，具體可根據實際情況進行增減，其特點是具有較好的導正性能，保證樁孔垂直度。

2.3 混凝土流失

2.3.1 事故原因

在巖溶地區進行沖孔樁施工時，由于沖錘沖擊擠壓粘土造壁作用，一些溶洞可能得到臨時封閉，沖孔時不會漏漿，但是在灌注混凝土時，由于混凝土的比重較大，且在灌注過程中混凝土自由下落產生較大的沖擊力，使臨時封閉的孔壁破裂，混凝土大量流失，有時在灌注混凝土時尚無異常，但灌至樁頂后一段時間內會發生混凝土面下降，這是由于臨時封閉的孔壁無法承受混凝土的重量而裂開，造成混凝土漏失。

2.3.2 技術對策

（1）控制混凝土指標：控制混凝土的和易性、坍落度等指標，保證符合設計和施工要求；（2）加大混凝土的初灌量：為了防止初灌時因混凝土的沖力造成樁底穿孔而使混凝土流失，導致樁底斷樁，可加大混凝土初灌量，保證初灌后埋管高度不能小于1m；（3）適當加大導管埋深：灌砼時對于一般樁徑在1～1.5m以內時保持埋管深度6～9m較合適，若混凝土供應連續，可適當加大埋管深度，減少拆管次數，特別是在溶洞分布段，不盲目拆卸導管；若混凝土供應較慢，則需加入緩凝劑，保持初凝時間比混凝土供應間隔時間1小時左右，埋管深度控制在4～8m，防止導管與混凝土凝結。同時加密對混凝土面上升的探測，判斷不同樁孔段超灌情況及混凝土埋管深度；（4）慢拔導管：起拔導管時，切忌以快速上升的方式起拔，應慢慢起拔，確保砼的密實性和防止超拔；（5）增加樁頂超灌：灌注砼至設計樁頂標高后，不立即拔出導管，保持埋管2～4m，觀察砼面穩定情況，當混凝土面下降時，及時補入混凝土，避免樁頂高程誤差，同時適當增加樁頂混凝土超灌量。（6）下鋼護筒：對于溶洞較大的樁孔，采用鋼護筒進行隔離，防止混凝土流入溶洞。

2.4 斷樁

2.4.1 事故原因

斷樁是指混凝土凝固后不連續，中間被疏松體或泥土填充形成間斷的樁。在巖溶地區因為溶洞的存在，灌注混凝土時由于混凝土突然流入溶洞，使砼面驟然下降，導管底露出砼面造成斷樁，或底部有溶洞使初灌混凝土不夠高度使導管底露出砼面造成斷樁，也可能因清孔后又造成塌孔使孔底沉渣厚度超標而斷樁。

2.4.2 技術對策

（1）注意清孔質量：清孔時保持泥漿濃度，在保證灌注混凝土質量的同時保證孔壁的穩定，防止再次塌孔形成沉渣，同時清孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規范規定。（2）控制導管底部高度：成孔后必須準確量取孔深，計算好需要的導管長度，下導管時控制導管底與樁底的高度為20～40cm，太高會使混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土離析；太低又容易堵管。（3）控制初灌量：灌注混凝土前認真進行孔徑測量，準確算出全孔及首次混凝土灌注量，保證初灌量不能小于計算的數量。（4）控制埋管深度：混凝土澆注過程中，應隨時測量混凝土面的標高和計算導管的埋深，初灌后埋管深度不能小于1m，并立即續灌混凝土，其他部位保持埋管深度6～9m，提升導管要準確可靠，并嚴格遵守操作規程。（5）慢拔管、慢澆砼：因混凝土在灌注過程中或灌注后數小時內容易出現突然下降的情況，因此在灌注時適當放慢灌注速度，當接近樁頂標高時不要急于完工，繼續灌至設計樁頂標高以上1～2m左右，將導管上拔至埋管2～4m左右時稍作停頓，觀察混凝土面半小時左右，若混凝土面不下降，則拔出導管。

3 結束語

綜上所述，在巖溶地層進行沖孔樁施工時，難度較大，但應對的方法也很多?？傮w來說，當溶洞高度小于3m時，采用“拋填造壁”的方法，即填入直徑0.2～0.3m的片石和粘土；當溶洞高度大于3m時，采用“拋填造壁”的方法無法奏效時，采用鋼護筒跟進法施工；當豎向溶洞較多，樁孔較深，鋼護筒跟進困難，不能一層跟進到底時，可先下一層大護筒，大護筒直徑應大于樁徑200mm左右，當大護筒不能下沉，下面的溶洞又無法處理時，需下一層小護筒跟進，小護筒的直徑大于樁徑100mm左右，直至穿過溶洞；這些方法都能提高巖溶地區樁基的施工質量。