桩基施工中溶洞及破碎岩体的处理方式

梁树理

摘要：桩基施工中遇到溶洞是常见的情况，溶洞作为隐蔽工程，在施工中存在很大的麻烦，有时还会存在破碎岩层，影响桩基施工。本文主要分析桩基施工中溶洞及破碎岩体的处理方式，在桩基施工中需要明确了解溶洞的发育规律，根据实际情况采取合适的措施，为桩基施工提供一些参考。

关键词：桩基施工；溶洞；破碎岩体

我国岩溶发育非常广阔，地质水文条件非常复杂，溶洞的存在给桩基施工带来很大的困难，在桩基施工中若是不正确处理溶洞问题，必然影响施工工体，还会严重影响工程质量和工程造价，本文以具体的实例分析桩基施工中溶洞及破碎岩体的处理方式，为桩基施工中溶洞问题提供一些参考。

一、溶洞处理施工处理措施

桩基施工中，溶洞的存在为施工带来很大的挑战，一般情况下，针对溶洞高度小于3m的情况，覆盖厚度在6～8m范围内，常采用的措施主要是片石粘土筑壁法。针对高度小于8m，同时覆盖厚度大于8m的溶洞，一般采用的处理措施是片石粘土筑壁与护筒跟进相结合的方式。针对覆盖层和高度均大于8m的溶洞，一般采取的措施主要是帷幕注浆法。

帷幕注浆法注浆的范围与整个溶洞的高度保持一致性，注浆采用水泥砂浆注浆，注浆孔间距一般设定为3～5m。针对溶洞高度不太大，无填充物存在严重漏水的，一般采取片石粘土筑壁法，将片石、水泥和粘土回填冲击，使填充物充分密实，形成人工泥石护臂，避免出现坍孔。若是溶洞覆盖层较厚，一般情况下是采用隔行护筒跟进法，一面冲孔，一面接高护筒。钢护筒的选择中，一般要求护筒内径大于桩直径10cm，钢板厚度一般设定为12mm。在护筒的陈放中，需要充分利用钻的扩孔性能，要求桩孔竖直、无歪斜。

二、工程地质条件

该工程下部构造为桩柱式，地质钻孔柱状见图1所示，直径130mm，稳定水位深度10.10m，底层结构从下往上依次是4.00～11.50石灰岩、2.40～4.00m粘土层、0.60～2.40m粘土石层、0～0.60m褐黄色杂填土。灰岩节理发育完全，呈强弱风化，局部存在破碎岩层，存在溶洞，溶洞内部主要是棕红色粘土，溶洞深度1.1～3.9m，存在较大的基岩层倾斜。

三、施工方案的确定

该孔是在两年前开钻的，先后出现三层溶洞，存在起伏较大的基岩面倾斜，地质类型比较单一，存在断层，规模不大，地貌类型单一，场内存在局部岩体破碎，溶洞对施工存在很大的影响，在施工中存在较大的困难，在施工中需要在汛期到来之前，完整柱基抢出水面，并根据不同施工方法来进行施工。

针对基岩倾斜起伏的问题，采用片石、回填粘土和灌注混凝土来进行施工，用冲击方式成孔。由于柱基施工存在破碎岩层，还存在裂隙，采用高压双液注浆方式，采用双液将岩洞裂隙中的填充物来置换，使围岩和溶洞裂隙形成一个整体，提高承载力。在施工中，注浆孔布置图见图2所示，在孔周围形成帷幕，钻孔时减轻倾斜钻头，保证孔尺寸的准确性，在施工中注意减少混凝土浇筑量。在施工中，采用回转式钻机金刚石钻头来钻孔，钻孔直径75mm，在桩中心的周围钻孔，半径1.3m，孔距1.0m，钻孔设计8个。在灌浆时，需要保证水玻璃与水泥混合浆的搅拌时间超过3min，为保证浆液畅通浆液浓度逐渐由稀到浓，水泥比逐渐由2：1变到0.5：1，在灌浆中需要保证注入率，始灌压力和终灌压力分别为1.0、1.5MPa，在注浆压力下，要求注入率不得超过0.4L/min，浇注半小时后停止注浆。

在柱基施工中，基岩起伏较大，而且在空洞内存在多处石芽，冲击成孔不易成型，因此在施工中采用孔内爆破的方式进行施工，在爆破期间采用小型钻机打眼，注意严格控制药量，确保施工安全。冲击成孔施工中存在较大的困难，因此采用人工挖孔的方式，但是在实际的施工中，由于地下水非常丰富，因此人工挖空容易造成坍塌孔，存在的安全隐患比较大，因此采用钢护筒围护以及爆破的施工方法。在施工中钢护筒直径15mm、直径厚12mm，内径应该大于1500mm，保证钢护筒垂直度不发生偏移现象。在抽干泥浆后，再用钻机解决基岩面起伏的问题，保证基岩面平整。

图1 地质钻孔柱状图 图2 注浆孔平面布置图

孔洞在开工中分别采用孔内爆破、人工挖孔以及冲击成孔的施工方法，通道采用片石以及混凝土进行施工，孔内溶洞及石芽采用全桩长钢护筒处理，采用的填充物包括混凝土32m3、粘土54m3，爆破石方18m3，解决桩基施工遇到的不良问题。

四、处理措施

针对柱基施工存在溶洞以及破碎岩体的问题，在施工中需要采取详细的地质勘查工作，在设计初期进行地质勘探工作，查找柱基范围内岩溶形态及发育的情况，查明溶洞的位置、发育情况以及填充物等，确定柱基位置和柱底标高，确定合理的施工方案。

在成孔方案的选择中，需要根据水文地质条件以及岩溶地区地质情况以及地质勘查资料，合理选择柱基成孔方案，认真分析，依照因地制宜的原则，合理选用方案。若是桩长比较长，地水水资源比较丰富，可以采用冲击成孔方案，若是地质条件有一定的地下水层，有溶洞、石芽等发育，采用一些挖孔桩配置方式更加合适，在本工程中采用的是联合作业方式。

在施工处理中，柱基施工出现溶洞石芽等不良地质情况，可以根据实际情况具体的施工，若是溶沟不太深，可以先把内部泥土清除掉，再采用接近基岩强度的混凝土进行填充，然后冲击成孔。若是基岩倾斜起伏比较大，可以先采用粘土填充，然后冲击成孔。若是溶洞内有石芽等，可以先采用小型钻机大眼，然后爆破，但是在采用爆破中需要严格控制药量的使用。若是溶洞中不仅存在石芽，还存在大量地下水，可以采取水下爆破的方式。若是地下水丰富，本方案就是如此，可以采用钢护筒围护方式，人工挖空作業。若是出现溶洞洞穴，可以采用混凝土全部填满。柱基溶洞处理中无论采取何种方式，都需要保证截面尺寸、孔深等，控制几何尺寸。

在桩基施工处理溶洞以及破碎岩层的处理需要高度重视施工安全工作，制作安全可靠地操作规程，并严格执行，在施工中做个好安全防护工作、孔内爆破防护等工作，保证施工设备、人员的安全。

五、结束语

综上所述，本文主要分析桩基施工中溶洞及破碎岩体的处理方式。在溶洞问题的处理中，存在多种影响因素，若是处理不当还可能造成人员伤亡，因此针对桩基施工中存在溶洞及破碎岩体的情况需要坐高详细的地质勘探工作，保证施工质量。

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