探討溶巖地質鉆孔灌注樁施工的處理與預防

陳曉偉

摘要：由于部分山區的地質結構比較復雜，在工程建設時會出現山區區域的溶巖地質現象，這種溶巖地質就會直接給工程建設帶來很大的威脅。因而，工程建設單位要加強對這些地質的處理，盡量地去減少給工程項目施工作業帶來的不良影響。

關鍵詞：溶巖灌注樁;骨料;化學添加劑;護筒

引言

在進行鉆孔灌注樁施工作業當中，工程人員要及時地做好工程方案的編制及工程造價工作。在施工中，靈活地應用灌注樁施工方法，來開展工程的基坑施工作業和橋梁的建設作業。對于公路施工現場存在的溶巖地質，要采取必要的處理措施。在橋梁的工程建設中，要求設計師對整個設計有全面系統的把握。

一、溶巖地質規模及類型分析

（一）超前鉆

使用超前鉆工程作業期間，工作人員要預先對工程做好封樣工作的處理，還要工程人員對鉆孔設備進行嚴密的檢查，并形成相應技術規范，如圖1所示。在提供地質狀況資料前提下，可以應用偏位鉆方式，再與地質的資料形成比較鮮明的對比，了解溶洞的寬度及溶洞的鉆探未來走向。

（二）超前注水

工程人員在超前鉆進行施工作業時，利用超前鉆裝備的高壓水管，之后，再逐步向溶洞內注水，這樣就可以實現對水管長度的管控。應用容器來及時地注入水量，利用水表來觀測，這樣就可以有效地去判斷出是不是水流已經充滿孔洞或者水洞。在應用高壓水管或者向溶洞內部注水時，水管的深長度要確保能夠深入到溶洞內部，水管的外徑往往比鉆孔要略小一些，這將更容易去判斷外管內部的直徑高度。當孔內部的漿液在流入到孔洞之后，就有可能產生塌方事故。

二、施工工藝

（一）鉆孔軌跡

對溶洞的提前探測，需要采用鉆孔設備進行鉆掘。因此，精準的鉆孔可以有效的提高施工作業，精準對穿孔的施工目的就是為了讓施工設備直接命中設定的靶點。在鉆孔的過程中，鉆孔施工作業盡量要平穩進行，不要過快或過慢，鉆孔軌跡盡量平穩的穿過設定的路線。在開采挖掘過程中使用定向鉆進施工技術，軌跡設定時要使設備從低向高緩慢掘進，保持鉆頭軌跡穩定平順，這種鉆孔設備在向上掘進時，軌跡線路的角度不應該超過1度/3米，這樣就可以減少鉆孔施工作業遇到的阻力，也可以使鉆孔產生的石渣順著軌跡流下。在鉆孔的軌跡中，每隔60米都要設置一個分叉點，以避開不穩定的地層。在軌跡的設計時，要綜合考慮后期施工設備能否準確對準靶點，因此要控制設備爬升速度，水平掘進，并在軌跡處預留分支點，來科學合理設計鉆孔軌跡[1]。

由于探測管會在實際的測量過程中產生一定的誤差，因此，可在實際的探測過程中，調整探測管道方向，從巷道的側方進行探測，進而可以精準的探測鉆頭的工作情況。

（二）控制鉆孔軌跡

在掘進鉆孔過程中，施工作業對于鉆孔軌跡管理控制標準要求非常高，在隧道掘進施工作業中，需要嚴格按照鉆孔軌跡設計標準來施工，每掘進3米都要測量一下鉆孔是否產生偏差。如果鉆孔軌跡產生偏差，就需要調整鉆孔角度來糾正。在糾正的過程中，要緩慢的調整設備的角度。同時在鉆進的過程中，也要考慮鉆孔設備自身對于這種軌跡的影響。探測管往往在鉆孔設備的后方，只有在掘進6米后，才能通過探管設備測量出內部的鉆孔軌跡，因而在實際的施工作業中，要憑借施工人員的經驗來對實際的掘進過程進行判斷[2]。

（三）施工的流程

可以在實際的鉆孔作業過程中采用直徑為133毫米的鉆頭以及直徑為89厘米的鉆桿，進行精準對穿孔施工作業。在鉆進12米時，更換鉆孔設備，采取直徑為98毫米的定向轉頭，螺桿馬達以及直徑為73毫米的鉆桿，來對鉆孔軌跡實行定向掘進。在鉆孔設備掘進三米時，就對實際的鉆孔軌跡進行測量，并記錄數據，測量設計的鉆孔軌跡與實際鉆孔軌跡的偏差。同時調整偏差，在穿孔后，將鉆孔設備換回去，換成直徑為133毫米的平底鉆頭，以及89毫米直徑的鉆桿。通過大直徑的鉆頭將穿孔作業完成后，不直接提出轉頭，而是直接將設備卸下，進而卸下鉆頭。在鉆孔作業完成后，給孔套上套管，套管與孔隙之間進行注漿以加固套管。

三、處理方法分析

（一）回填法

應用回填法作業范圍不超過1米的溶洞，工程人員將粘土、砂石等部分骨料用編織袋裝好。之后，再放入到樁體內部，樁基的土方量高要達到孔洞的頂部以上。在應用重錘將泥土沖擊之后，要減少溶洞的間隙以及孔洞的裂隙縫隙，避免出現跑漿問題產生[1]。

（二）應用靜壓化學灌漿的方法來處理

在工程作業實施期間，要對孔洞進行填筑作業。作業人員確定好溶洞四周施工位置，保持樁基周圍的四個分布均勻的關鍵孔尺寸相一致。在施工期間，還要形成80毫米的孔洞。同時，孔洞的深度也要達到相應的技術要求，在選擇材料時要盡量地選擇具有較高水凝性的混凝土材料，及時去控制好混凝土的凝固時間，將材料凝固時間控制在半個小時以內。應用靜壓化學的灌漿方法來實現對混凝土結構樁的全封閉式控制，由上到下分段式的管理，可以開展重復的攪拌。在整個工程施工時，要做好澆筑作業的記錄，并及時地去編寫相應的參數數據，來繪制詳細的曲線圖紙。

（三）套內護筒

在施工時，如果溶洞為空洞，而且溶洞內部的高度在達到3米以上，就可以使用套內的護筒工程。首先，工程人員確定筒內的護筒長度，護筒長度為h+3米，再確定不同類護筒的直徑。根據地質的狀態數據結果，來確定每節護筒的直徑大小。如果只有一層的溶洞，此時護筒的直徑可應用1.73米，壁厚達到一厘米，外部直徑達到1.75。外桶的內部直徑可達到1.9米。當在施工時，遇到第2層溶洞時，第2層溶洞的內筒的直徑可達到1.7米，并且工程人員也要確定好鉆頭的直徑。外部直徑來確定鉆頭的外部直徑，如果外層直徑比內部護筒的直徑小上2厘米，可以在擴孔之后，形成比護筒大5厘米窗口。如果在施工的樁孔內部沒有溶洞，此時鉆頭的直徑要以樁基的設計作為最大的限值。如果樁孔內部有多層的溶洞，那么該樁基就會由上到下依次去變小[2]。

（四）溶洞頂部的沖孔

工程人員在溶洞頂部的沖孔工程施工作業時，要根據溶洞內部頂部的地質情況來選擇適當施工設備。開展工程機械化操作，沖孔作業會使用鉆機來開展。回旋轉的機械設備主要是由鉆頭和鉆桿來構成，在應用沖擊鉆的施工設備時，要保證該鉆頭直徑達到設計的標準，使鉆頭的直徑達到1.73米。在沖擊溶洞頂部期間，會出現沖錘的問題，此時工程人員要輕輕地使用設備，慢慢的地啟動鉆頭，鉆機就不會受到較大的阻礙。應用上下慢提的方法，來提高沖擊鉆上升的高度，使其不能夠超過50厘米。

（五）沉放護筒

工程人員要及時地將鉆機準備到位之后，再用鋼絲繩去綁住護筒。在鉆機設備的鉆桿附近上，應用鉆機設備，使鉆桿和鉆頭的重量保持一致，來使護筒由鉆頭位置一致地向下鉆直到鉆進溶洞底部。

（六）處理護筒的空隙及溶洞底部的空隙

在施工中，施工人員要保持溶洞底部與頂部的1米范圍，在中間部位填筑砂石材料之后，再應用高壓噴出灌漿的方法來實現精準澆筑。

四、溶洞的監測

當工作人員進行作業施工時，如果鉆頭進入到巖體之后，巖心溶解，在重錘在錘入一定的深度之后，突然進尺速度加快，就不需要在應用提錘來使錘體自動下沉[3]。在取樣期間，如果巖層風化現象較多，而且也有一些鐘乳石碎塊，入巖之后的泥漿會發生顏色的變化，逐步地由黃色變為黑色。工程人員在地質狀態資料研讀的基礎上，來通過樁基的施工，及通過應用成孔方式來監測，這樣就可以在一定程度上去正確分析斷層的走向，并判斷溶洞的大小和溶洞的數量，以及路基填充的狀況。有些縱橫位置和溶洞位置存在偏差，就會造成工程人員出現錯判的問題。

五、預防措施

（一）防止吊錘卡錘的措施研究

在入巖前期，工程人員要盡量減少沖擊力，同時還要盡量控制好樁錘，避免樁錘突然去沖擊，而造成溶洞頂部坍塌，在吊錘墜落瞬間，拉力突然增大，而出現拉斷鋼絲的情況產生。要在溶洞的頂部依次去提起沖擊錘，控制好提錘的速度和沖擊力度[4]。

（二）減少混凝土擴散量

工程人員用編織袋將碎石、粘土磚瓦的混合物裝好，填充物的投放量要實現達到溶洞的頂板標準，再用樁錘將其擠至周圍。

六、結束語

近年，我國加大對山區地區的開發力度，在山區修建很多的高速公路，但是在修筑道路時，會遇到許多的溶巖，此時工程人員要針對溶巖地質狀況開始分析勘測，然后再應用鉆孔灌注樁的施工方法來處理。工程公司工作人員要加強對地質溶巖鉆探技術的控制，深度掌握技術核心，研究新型的鉆探設備，提高自身的鉆探技術水平。

參考文獻：

[1]徐學鵬.巖溶地質條件下大直徑超長鉆孔灌注樁施工技術研究[J].山西建筑，2018，044（015）：76-78.

[2]毛文森，李國麗，張再源.巖溶發育地區鉆孔灌注樁施工技術研究[J].科技創新與應用，2019，000（012）：144-145.

[3]唐俊華.巖溶地貌鉆孔灌注樁施工方法探討[J].中國房地產業，2018，000（008）：P.146-146.

[4]鄭禮旺.超前導孔在巖溶地質旋挖鉆成孔灌注樁施工中的應用[J].四川水泥，2019，000（010）：247.

（作者單位：安徽省地勘局第二水文工程地質勘查院）