淺談巖溶樁基施工處理措施

王中海　李瑞祥

【摘 要】巖溶地區(qū)施工的難點主要在于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和不可預(yù)見性，施工時經(jīng)常出現(xiàn)漏漿、塌孔、地陷、卡鉆等問題。本文結(jié)合武漢某市政橋梁巖溶樁基施工采取的處理措施進(jìn)行概述，對不同的溶巖地質(zhì)情況選擇合適的施工方法，保證樁基的施工質(zhì)量作了初步探討，望對類似工程減少施工風(fēng)險和投入有所幫助。

【關(guān)鍵詞】樁基；溶洞；處理

巖溶地基主要是由于地質(zhì)中含有可溶性巖層，受到水的溶蝕和侵蝕作用而形成的洞穴、溝槽、空隙等各種形態(tài)的巖體，其分布位置、大小、深淺多變，因而施工中容易出現(xiàn)問題。現(xiàn)對施工中易出現(xiàn)的問題及處理措施進(jìn)行闡述。

1 對小溶洞及裂隙的處理

小溶洞和巖溶裂隙相對尺寸較小，其危害性一般不大，沖擊鉆孔施工遇到此類地層時，通常在鉆進(jìn)一段深度后必須回填一定量的粘土和片石重復(fù)沖孔，將粘土片石擠入裂隙中，堵塞樁孔周邊孔洞及裂隙。

裂隙對鉆孔樁施工造成的主要危害是漏漿，嚴(yán)重的或重復(fù)漏漿將導(dǎo)致孔口坍塌。主要處理措施有：（1）改進(jìn)護(hù)筒的埋置方式，如加長護(hù)筒的埋置深度或強(qiáng)夯固結(jié)護(hù)筒周邊土體，避免孔口坍塌；（2）根據(jù)超前鉆資料，在鉆孔至溶洞或裂隙上方2m左右位置，需準(zhǔn)備充足的粘土、片石、水源和水泵；（3）鉆進(jìn)至裂隙、溶洞層段，應(yīng)加大對護(hù)筒內(nèi)泥漿面的監(jiān)控，當(dāng)泥漿面迅速下降時，說明在漏漿，首先要抓緊補(bǔ)水，然后按約1：1的比例往樁孔內(nèi)投入3m左右深的粘土和片石重新沖孔。若鉆進(jìn)至原漏漿巖面再次漏漿，仍按上述方法處理，多重復(fù)幾次沖孔擠壓孔內(nèi)粘土和片石，直至解決裂隙漏漿的問題。

2 對普通溶洞的處理

普通常規(guī)溶洞一般其連通性較差、洞高在4m以內(nèi)。對此類溶洞的施工主要是以預(yù)防為主。在鉆孔至溶洞頂前在孔口附近存儲大量片石、粘土及一定數(shù)量的袋裝水泥并配備鏟車；還需準(zhǔn)備好泥漿泵和泥漿或水源，一旦漏漿，可立即進(jìn)行補(bǔ)漿補(bǔ)水。

鉆孔施工時，根據(jù)超前鉆資料提前對溶洞進(jìn)行分析，對于空洞或半填充溶洞（特別是漏漿的溶洞），在鉆進(jìn)至溶洞區(qū)域時，必須采用小沖程沖擊，避免在擊穿溶洞頂板時發(fā)生卡鉆現(xiàn)象。在溶洞區(qū)域鉆進(jìn)過程中應(yīng)加密對巖樣的采集，及時與超前鉆資料核對是否相同；密切關(guān)注護(hù)筒內(nèi)泥漿面的變化，若發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿顏色、漿面發(fā)生變化或進(jìn)尺速度明顯加快，又無斜孔偏孔現(xiàn)象，說明已鉆進(jìn)至溶洞內(nèi)。一旦漏漿，首先應(yīng)迅速補(bǔ)漿補(bǔ)水，同時提鉆，防止孔內(nèi)坍塌埋鉆；然后用鏟車及時按適當(dāng)?shù)谋壤度霚?zhǔn)備好的片石、粘土；若漏漿嚴(yán)重時，可考慮投入一定量的袋裝水泥（投入的片石大小、與粘土的比例及數(shù)量應(yīng)根據(jù)溶洞大小、充填情況確定，若溶洞較大，可投入數(shù)量、比例及粒徑相對較大的片石）。在投入一定量的片石、粘土及水泥后，孔內(nèi)仍在漏漿，可采用小沖程輕砸，擠壓回填混合物，如此反復(fù)，直至孔內(nèi)泥漿停止下降，再用沖錘進(jìn)行擠壓，將粘土和片石充分?jǐn)D入溶洞內(nèi)壁，直至把樁孔周圍的空洞填滿，以便重新造壁，順利穿越溶洞。

鉆孔過程中，只要遇到溶洞，不管是否漏漿、是否有充填物，均應(yīng)向孔中投入一定量的片石、粘土，然后采用小沖程進(jìn)行沖擊，使混合物擠入裂隙、溶洞內(nèi)，反復(fù)操作，以達(dá)到固壁效果。且在每次擊穿溶洞頂板后，都應(yīng)在溶洞頂板區(qū)域反復(fù)沖砸，確保將樁孔修理圓滑，避免后期卡錘或卡鋼筋籠。

3 對不完整巖溶的處理

巖溶地區(qū)鉆孔樁施工常會遇到溶槽、斜巖面、陡坎等復(fù)雜地質(zhì)情況，對此類地質(zhì)的處理，主要采用拋填片石，反復(fù)沖擊成孔的方法。在鉆孔過程中，若發(fā)現(xiàn)鋼絲繩抖動較厲害，說明遇到此類地質(zhì)，若不及時處理，極易發(fā)生斜孔片孔現(xiàn)象。應(yīng)及時向孔內(nèi)孔拋填片石、粘土，然后采用小沖程反復(fù)沖擊成孔，直到完整巖面。該方法操作簡單、易控制，成本低，又不影響鉆進(jìn)作業(yè)。

4 對大型溶洞的處理

4.1 跟進(jìn)鋼護(hù)筒法

鉆孔施工中遇到特大半充填型或空腔溶洞時，為防止漏漿導(dǎo)致孔口坍塌，可采用深埋鋼護(hù)筒隔離上部松軟地層的方法加以處理。在穿越特大半充填型或空腔溶洞時，采用跟進(jìn)護(hù)筒的方法施工。即先用較樁徑大20cm的鉆頭鉆進(jìn)至溶洞頂1.0m左右位置后，下內(nèi)護(hù)筒至孔底，再換正常樁徑鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)，直至擊穿溶洞。接著用導(dǎo)向錘將鋼護(hù)筒振至溶洞底巖面，再在護(hù)筒內(nèi)澆筑高1m左右砼封堵護(hù)筒刃腳，待砼達(dá)到一定強(qiáng)度后再按正常工藝施工，穿過溶洞。

4.2 預(yù)先灌注砼再鉆進(jìn)成孔法

當(dāng)樁孔穿越流塑狀填充物的大型溶洞時，由于其自穩(wěn)性較差，如果只采用回填片石或跟進(jìn)鋼護(hù)筒的方法施工，回填物可能直接涌向溶洞內(nèi)，導(dǎo)致拋填物數(shù)量無法估計，且清孔困難；給樁基砼施工造成質(zhì)量隱患，易出現(xiàn)斷樁。因此，在穿越流塑狀充填物的大型溶洞時，應(yīng)待鉆孔至溶洞底后，直接在孔內(nèi)灌注水下砼至溶洞頂0.5m左右位置，待砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，重新鉆進(jìn)。

4.3 回填封堵法

鉆孔過程中若遇到溶洞底部漏漿的半填充型溶洞，首先應(yīng)立即向孔內(nèi)補(bǔ)漿補(bǔ)水，以保持孔內(nèi)泥漿面高度，同時向孔內(nèi)拋填一定量的袋裝水泥，然后投入片石、粘土混合物3m～5m厚，待孔內(nèi)漏漿停止后再重新沖孔至原漏漿位置，該沖孔時間宜控制在水泥終凝之前，然后停止10～12h。反復(fù)這樣操作，直到水泥粘土漿凝固后把漏漿部位堵死。

5 對多層溶洞處理

在巖溶區(qū)施工鉆孔樁，經(jīng)常會遇到多層溶洞，根據(jù)溶洞的層數(shù)、大小和充填物情況可采取不同的處理辦法。對于由小型和一般溶洞組成的多層溶洞，極易出現(xiàn)漏漿、斜孔等病害，在鉆孔施工時可參照一般溶洞的處理方法一層接一層的處理。對于由大型溶洞組成的多層溶洞，可綜合采用灌漿法和護(hù)筒跟進(jìn)法進(jìn)行處理。

6 對樁孔串漿、串孔處理

樁孔串漿、串孔主要由于場地巖溶裂隙較發(fā)達(dá)，存在有連通性較好的溶洞，并且貫穿相鄰樁孔樁身的某個部位；或樁孔本身溶洞、裂隙不連通，由于樁孔距離較近，又同步施工先后漏漿，導(dǎo)致孔身中部某一軟弱地層塌孔聯(lián)通。使得相鄰樁在成孔和灌注混凝土?xí)r相互干擾，若其中一個樁孔施工，相鄰樁孔內(nèi)泥漿相應(yīng)翻動，導(dǎo)致相鄰樁孔的不能正常施工。

對于此類情況應(yīng)立即停止繼續(xù)施工，應(yīng)仔細(xì)查閱地質(zhì)資料進(jìn)行判斷。若溶洞不大，可向孔內(nèi)填入?yún)⒂幸欢科⒙咽恼惩粒捎脹_擊鉆將其擠壓至孔壁空洞位置，從而形成具有一定厚度和強(qiáng)度的護(hù)壁，使之無法串通；若溶洞較大，可將粘土裝袋整包投入孔內(nèi)，同時回填片石和塊石粘土等，并分層投入一定量的整包水泥，再用沖擊鉆機(jī)沖擊、擠壓，該沖孔時間宜控制在水泥終凝之前，然后靜置12h以上，如此反復(fù)，直至兩樁孔間形成護(hù)壁，不再串通。

在溶洞、裂隙發(fā)達(dá)的地區(qū)施工時，首先應(yīng)仔細(xì)查閱各樁孔超前鉆資料，若發(fā)現(xiàn)同一墩位或相鄰橋墩位存在貫通性溶洞時，必須間隔施工，統(tǒng)一考慮施工順序，并協(xié)調(diào)好各施工鉆機(jī)之間的關(guān)系，必要時暫停相鄰樁孔的施工，以避免影響相臨樁孔的成孔清孔和混凝土灌注，確保成樁質(zhì)量。另為避免在澆筑樁基砼時，砼進(jìn)入相鄰樁孔，可在其孔內(nèi)投入粘土至連通位置2m以上，并用鉆錘壓實，待砼灌注完畢后，再繼續(xù)鉆進(jìn)成孔。

7 對深大溶槽處理

若樁孔位置有深大溶槽，一般其底部都聚集有軟塑或流塑狀土層，且基巖面起伏不平整，溶洞、裂隙較發(fā)育，此類地質(zhì)條件成孔困難，易塌孔、漏漿甚至地面塌陷等，因此，對此類巖溶地質(zhì)需重視，宜采用預(yù)注漿固結(jié)的方法施工。

8 結(jié)論

在巖溶發(fā)育地區(qū)進(jìn)行樁基施工時，由于溶洞具有不可預(yù)見性、復(fù)雜性、危險性等特點，應(yīng)針對不同的溶洞類型，合理利用資源，選用適宜的處理措施或方案，以確保施工質(zhì)量，加快工程進(jìn)度，使得經(jīng)濟(jì)效益最大化。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李波.巖溶地基橋梁樁基施工技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2011，3.

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[責(zé)任編輯：王楠]