淺述巖溶地區樁基施工處理方法

陳春陽王濟時劉元鋒/.中國冶金地質總局中南局 .湖北中南勘察基礎工程有限公司

淺述巖溶地區樁基施工處理方法

陳春陽1王濟時2劉元鋒2/1.中國冶金地質總局中南局 2.湖北中南勘察基礎工程有限公司

近年來，隨著高層建筑的不斷發展，使的鉆（沖）孔灌注樁的應用越來越廣，因為各地地質情況隨著我國地域廣闊而不盡相同。而且由于巖溶地區地質結構復雜，從而在施工時給施工帶來了一定的困難。本文結合某建筑樁基工程，介紹了巖溶地區的溶洞分類，從而進一步探討了巖溶地區樁基施工方法、具體措施和注意事項。

巖溶地區；樁基施工；方法

一、溶洞的主要類型

根據不同的標準，溶洞大體可以分為以下幾類:

(1)根據溶洞大小進行分類:①小型的溶洞，洞高＜0.5m;②一般溶洞，0.5≤洞高≤4.0m;③大溶洞:＞4.0m。(2)根據洞內添充物有無進行分類:①洞內有填充物且已填滿，為已填充;②洞內有但未填滿的，為半填充;③洞內無填充物的，為空洞。(3)根據是否漏水進行分類:①不漏水;②半漏水;③全漏水。(4)根據溶洞垂向數量進行分類:①單一溶洞;②復雜溶洞。某建筑樁基工程根據地質勘察資料描述，該工程溶洞主要是半填充式，填充物為灰巖和軟塑狀含礫黏土兩種形式，局部可能有全填充式和無填充式形式;溶洞大小分布不均，小的洞高為1～2米，大的洞高達到了26.5米，且相當一部分垂向具有多個溶洞;由于溶洞較多，相互之間串聯可能性較大，漏漿具有普遍性;有時一個溶洞具備以上多種形式。本文主要闡述沖擊鉆成孔狀態下的巖溶處理。

二、巖溶區樁基成孔方案選型

本工程的特點是巖溶分布較廣，巖溶強烈發育，施工技術難度大，大部分樁基在20米以下，最深達75.5米。根據巖石的硬度、結構和設計要求的入巖深度（進入完整基巖≧2m），成孔方法最終選擇沖擊鉆成孔。

三、巖溶區樁基施工處理方法及措施

（一）巖溶區樁基施工處理方法

本工程巖溶區樁基施工處理方法主要有放拋填物(拋填片石、碎石、黏土、水泥、混凝土或幾種的混合物)、護筒跟進法。巖溶地區制備造孔泥漿采用膨潤土造漿，并加入適量的純堿防止泥漿沉淀，泥漿比重應不小于1.2g/cm3，在距離溶洞頂板1m左右時，泥漿比重加大至不小于1.4g/cm3，同時應準備大量的粘土袋、草袋、木屑、碎石袋、15～25cm片石、適量袋裝水泥及其它機械設備，選用小沖程進尺逐漸將頂板擊穿后立即進行補漿和投擲。根據超前鉆資料和現場施工情況，在穿越溶洞時，可以采用“草袋粘土包”大量拋填的方法加強鉆孔結構護壁。待泥漿面穩定后，再采用小沖程沖錘輕打擠壓形成泥石孔壁成孔。在對溶洞進行處理時，首先要做好準備工作。在進行鉆孔開始之前，需要在周邊場地準備好足夠的碎石及粘土袋，同時還應有適當數量的水泥袋。

（二）巖溶區成孔施工處理措施

1.沖孔時，應對小裂縫及溶溝等地形采取投放黏土及碎石的措施，并利用水泥袋進行護壁，嚴防泥漿流失，確保鉆孔能夠正常通過。

2.如果在前期地質勘探時獲得結論為小溶洞或無溶洞，但在施工時突然發生跑漿，則擠壓過大，造成周邊大溶洞洞壁劈裂的可能性很大。應迅速投放黏土片石塊或水泥袋，對其進行護壁及固化作用，以使得鉆孔能夠正常通過。

3.對較小溶洞(洞高＜0.5m)，溶洞內有填充物，是軟塑的礫質黏土，先對溶洞頂部成孔，然后用小沖程鑿穿溶洞頂板，若鉆進過程中泥漿損失較慢，不能有效護壁、易塌孔，應及時補充泥漿，并拋填片石+黏土按1∶1.5投放回填沖擊充填擠實后再鉆進。

4.當鉆進入的是空洞溶洞，并且如果空洞的洞身在5m以內時，可對填充壓實的方法進行采用，從而進行鉆孔:①填充至空洞口以上1m高左右，緩慢下落鉆具并進行沖砸，如此進行往返操作，直到在鉆具沖砸時的沖撞聲由小變大，或進尺變小為止。②接入高鋼護筒，同時要在護筒內不加入充足泥漿，以增加其壓力。同時在護筒的頂部增加振動錘，加力錘擊護筒，在護筒側頂位置開孔加泥漿并投放混合材料。等待其沉壓3－5日之后，觀察無特殊情況發生，即可再恢復施鉆。

5.下鋼護筒跟進鉆孔是對于溶洞高度較大(洞高＞4m)時所采用的，從而輔以片石、黏土塊或C20砼封堵的方法。護筒采用振動錘或者利用錘頭自重下壓方式下放。對于糖葫蘆串珠狀的溶洞，根據情況采用多層鋼護筒遞進的方法鉆進，采用多層鋼護筒跟進時，護筒采用壁厚10～12mm的鋼護筒。

表1

6.泥漿迅速流走是因為有的溶洞與地下暗河或其他溶洞是相通的，從而使得水頭高度急劇下降，使漏漿情況發生。施工時要在孔邊盡可能對一定數量的片石和黏土多備足，如果有漏漿現象出現，及時多回填片石和黏土沖擊造壁，并馬上補水，防止水頭高度繼續下降。然后采用多層鋼護筒遞進的方法鉆進。

該方法就是一面沖孔，一面接鋼護筒，并且將其壓到下沉至已鉆成的孔內。當樁孔穿過多個溶洞，并且均已成功造壁，在下面沖孔時，上面已形成的泥石護壁坍塌漏水并且無法解決時，可以全鋼護筒跟進到這個溶洞位置堵漏。如果在前期地質勘探時獲得結論為小溶洞或無溶洞，特別是無填充以及半填充物的溶洞，應選用鉆頭較小型的器具進行鉆探工作。同時應補充優質泥漿以及用草袋、鋸末和粘土，并加水攪拌最終成軟塑狀，填滿溶洞后觀察二十四小時后，如無異常情況發生，再進行正式鉆孔。

沖孔在離溶洞頂板位置約1m左右高度時，加大泥漿的摻入比重并選用較小型的沖程，逐漸擊穿頂板。并且在頂板擊穿之前，需要安排專人負責對孔內泥漿面變化進行密切觀察，一旦發現漏漿，就應該立即提錘泥漿，同時將片石、粘土袋等混合物拋填入鉆孔中，等待泥漿面穩定且不再下降之后，改用小沖程的沖錘輕打擠壓形成泥石孔壁并逐漸成孔。

不管溶洞原來是否空溶洞或半填充或溶洞內填充物為軟粘性土或淤泥土，也不管是否有漏漿現象，在溶洞頂板被沖錘擊穿后，沖錘進入溶洞后均應向孔內投入片石塊及粘土袋，當填充后超過溶洞頂面3m左右時，改用小沖程沖錘法沖擊投下的混合物，如此進行反復多次操作，堵塞溶洞通道固壁，可大大減少灌樁時混凝土擴散流失量。沖錘在沖破溶洞時可能會出現滑入溶洞中的現象，在提錘時容易被溶洞頂板巖石卡住而造成埋錘。施工過程中，也嚴禁在溶洞周邊打松錘，應將鋼絲繩繃緊，從而采用小沖程進行緊擊低打。

四、結束語

巖溶地區樁基施工，由于巖溶發育結構具有不定向性和不均質性，導致施工難度增加，風險難以控制，因此，施工過程前應將準備工作充分做好，從而加強施工過程管控工作，根據巖溶的發育程度合理選擇成孔施工方法和措施，并特別注意以下幾點：

（1）樁基施工前必須做超前鉆勘察，Φ800以內樁基不少于1孔，Φ1000以上樁基不少于2孔；

（2）施工前應編寫針對性巖溶處理方案；

（3）對地面出現塌陷的區域，待勘查清楚巖溶發育特征，方可施工；

（4）對巖溶發育不均勻的地域，應先施工巖溶不發育地區，再施工巖溶發育區域；

（5）參與巖溶地區樁基施工的所有人員應經培訓后方可上崗。

［1］竇廣元．淺談巖溶地區樁基施工技術措施［J］．城鄉建設，2010(29)．

［2］顏建平．巖溶地區樁基施工淺析［J］．巖土工程界，2009(04):61－64．