岩溶地基地铁车站围护桩施工技术

胡兰初

摘 要：钻孔灌注桩施工在我国建筑施工中应用最为广泛，但在岩溶地基中施工的难点亟待克服。在实施钻孔灌注桩施工的过程中施工人员应熟悉和掌握相应对策，从而为业主提供优质的工程产品。

关键词：岩溶 围护桩 施工问题 处置方法

中图分类号：TN943 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（b）-0055-02

近年来，为适应城市发展需要和满足城市居民日益增长的出行需求，昆明市地铁建设不断加快了建设步伐。由于地铁施工技术难度大、施工风险高、质量要求高、不可预测因素多。因此，施工人员应熟悉和掌握车站围护桩施工监控重点及相应对策，才能真正做到有效地对施工安全和质量进行监控，从而为业主提供优质的工程产品。本人有幸参加了昆明地铁3号线太平村站工程的施工，太平村站是昆明地铁3号线工程的中间站，位于太平村东侧东绕城连接线和规划道路交叉口西北角地块内，沿东绕城连接线北侧呈东西向布置，为地下两层局部一层侧式站台车站。车站基坑总长193.3 m，标准段基坑宽度22.8 m，施工期间基坑深度约16.45 m。该区段地质条件复杂，钻孔桩施工范围土层多为黏土，部分基底存在岩层，段内不良地质主要为岩溶断层角砾，岩溶发育于（D3Z）白云质灰岩内，属浅覆盖型岩溶，根据野外地质调查和钻孔揭示综合分析，该地段岩溶中等发育。深度直至钻孔桩桩底，断层角砾主要填充在溶洞内，岩溶区域主要分布在K20+303向大里程方向29 m，向小里程方向6 m，对钻孔桩施工有较大影响。是全线施工中的难度最大的，本人在岩溶地基地铁车站围护桩施工过程中，通过不断摸索与总结，也积累了一些菲薄的施工经验，以下就以此为例，谈几点体会，以为抛砖引玉。

1 岩溶处理方案的原则

（1）每根桩必须用地质钻机钻探，详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型，画图列表，为制定相应施工方案提供详实依据。

（2）对填充物进行土工试验，分析其物理力学特性，检测容重、含水量、孔隙率等，为注浆参数计算提供依据。

（3）根据地质钻探资料和填充物情况，对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。

（4）对每种处理方案，都要进行仔细的计算，施工前在桩位外进行溶洞注浆试验，取得经验数据，完善施工方案，指导施工。

2 溶洞处理方案

（1）对于封闭的比较小的溶洞，采取注浆措施，提供成孔条件穿过溶洞。若洞内无填充物或填充物不满，则采取先填充碎石或干砂，然后注浆；若充填物呈松散或软塑状态时，直接注浆固结即可；若充填物已固结呈硬塑状态时，则可以直接冲孔，但需加强泥浆护壁。

（2）溶洞内无填充物或填充物较少需向洞内填充砂子的，选择一个合适的孔位，放入并固定钢套管，将注砂管与钢套管相连接，在注浆前灌砂。根据成桩直径、围护体积的最小直径及堆积体成形规律，计算填砂量。用压风机将干砂压入，为防止洞内高压阻止灌砂，利用其它孔作为减压孔。待达到计算的填充体积，压力稳定时，即可停止。

（3）对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等，冲孔时可采取投放片石、碎石夹粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失，使钻孔顺利通过岩溶区。

3 岩溶地基钻孔桩施工过程中常见问题的预防及处理措施

3.1 钻孔出现溶洞漏浆塌孔

（1）原因分析。

钻进至岩溶位置时会出现漏浆，当孔内无泥浆时，无法起到泥浆护壁作用再加上外部地下水的渗透会造成塌孔。

（2）预防措施。

①定期对孔内泥浆进行测试，当泥浆比重较轻，可增大泥浆比重。使泥浆起到护壁作用。

②泥浆外送时，不要全部排完，留置备用泥浆。

③进入溶洞位置，减小冲程，冲程为50 cm以内，防止冲程过猛，破坏孔壁及溶洞，增大溶洞漏浆范围。

（3）处置措施。

当溶洞范围不大（从失浆量、失浆速度判断）采用填充压实的方法。小溶洞采用抛填袋装水泥、黏土、碎石等混合料进行堵塞，并利用钻头冲击力将抛填物挤入侧壁溶洞，形成稳定结构。当泥浆不再漏失后方可转入正常钻进。若是特大溶洞，在进行钻孔时，拟采用护筒跟进处理溶洞。钢护筒跟进是在施钻过程中将钢护筒用震动打桩锤逐步下沉到需要保护孔壁的地层或岩石上。因此在选定时要特别注意，护筒跟进适用于发育规模大、层数多、溶洞内填充物性能差、存在暗河等特大型溶洞，施工前应仔细核对地质资料，确定辅助护筒的深度和层数，并根据护筒的层数，确定每层钢护筒的直径。每层钢护筒的直径以最后一层辅助护筒为基准，最后一层辅助护筒的直径应比设计桩径大5～10 cm顺次每增加一层辅助护筒，其内径宜比相邻内层护筒外径增大10～20 cm。对于进入溶岩地带，先储备好大量的泥浆以防出现溶洞漏浆塌孔。将泥浆池泥浆排入孔内，再回填粘土及袋装水泥，可使溶洞成功堵住并钻孔成功。这既节约了泥浆外运费用，又可减少回填深度，控制回填钻进成本，最后通过水泥和粘土利用钻头冲击力将抛填物挤入侧壁溶洞，形成稳定结构，防止再次出现漏浆。

（4）冲击成孔时应注意事项。

①冲击成孔必须待注浆凝固后才能进行，为防止意外，冲孔前应有备用措施，备好材料，一旦泥浆泄露，及时向孔内投放粘土、水泥和片石，依靠冲挤在溶洞内形成片石夹粘土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使得冲钻顺利进行。

②加大泥浆质量和密度。采用优质泥浆，当缺少优质粘土时，可在泥浆中掺入适量的水泥、烧碱和锯末，以提高泥浆胶体率和悬浮能力，其质量配合比为黄土∶水泥∶烧碱=1∶0.2∶0.4，锯末按黄土体积的10%掺入。

③接近岩溶地段，采取轻锤冲击、加大泥浆密度的方法成孔，以防卡钻和掉钻。

3.2 灌注水下砼出现漏浆

（1）原因分析。endprint

在溶洞区域混凝土浇筑过程中，由于混凝土冲击力过大，破坏侧壁造成漏浆。

（2）预防措施。

首盘砼浇筑后，适当减少混凝土的灌注速度。在混凝土浇筑过程中时刻注意泥浆面的水位及混凝土面情况。

（3）处置措施。

出现水位或混凝土下降，及时补充泥浆，导管尽量往下落，水位稳定后，重新测量砼面高程。然后在灌注过程中适当加大导管埋深，并在灌注时随时测量混凝土面高程，对灌注过程中砼面出现的缓慢下降要有准确的判断，防止砼面突然下降导管悬空造成断桩事故。最后待灌注结束后，不要及时拨出导管，要停止30～40 min，每隔10 min缓慢的提升活动导管，尽量避免在灌注完成拨出导管后混凝土面突然下降造成断桩，但也不能停止时间太长，防止混凝土初凝，拨出导管后形成桩基抽心。导管要徐徐、缓慢的拨出，防止表层泥块吊入砼中形成夹层。其次保证混凝土供应及时，了解混凝土的运输能力及时交通情况，避免行车高峰期出现交通堵塞。

（4）灌注水下砼出现的问题及解决方法。

我们在对A3-95号钻孔桩进行砼浇筑过程中就出现漏浆情况，直至混凝土全部漏完致使导管悬空，当孔里的浆液漏完发现孔底存在暗河，由于第一次已浇筑18.5 m3混凝土，对孔底暗河进行了填充，且间隔1.5 h，孔底混凝土已初凝，进行第二次混凝土浇筑增大混凝土方量，并且在砼内添加了速凝剂，最后浇筑成功。根据事后分析，在混凝土浇筑过程中时刻注意泥浆面的水位及混凝土面情况，一旦出现水位或混凝土下降，及时补泥浆，导管尽量往下落，水位稳定后，重新测量砼面高程。然后在灌注过程中适当加大导管埋深，并在灌注时随时测量混凝土面高程，对灌注过程中砼面出现的缓慢下降要有准确的判断，防止砼面突然下降导管悬空造成断桩事故。最后待灌注结束后，不要及时拨出导管，要停止30～40 min，每隔10 min缓慢的提升活动导管，尽量避免在灌注完成拨出导管后混凝土面突然下降造成断桩，但也不能停止时间太长，防止混凝土初凝，拨出导管后形成桩基抽心。导管要徐徐、缓慢的拨出，防止表层泥块吊入砼中形成夹层。

4 结语

岩溶地基钻孔灌注桩施工是一项技术性较强的作业，通过多年来前人的不断摸索和实践已经形成了一套比较成熟的施工技术，尤其是近年来在地铁建设中得到了广泛的应用，而且取得了可喜的成绩。这些都对施工技术人员的素质提出了更高的要求，更需施工人员通过不断学习和实践，熟悉这些相关的施工技术，掌握岩溶地基钻孔灌注桩施工要点及相应的对策，才能为今后车站围护结构施工质量、施工安全提供有力的保障。

参考文献

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