浅述岩溶地区桩基施工处理方法

陈春阳+王济时+刘元锋

【摘 要】近年来，随着高层建筑的不断发展，使的钻（冲）孔灌注桩的应用越来越广，因为各地地质情况随着我国地域广阔而不尽相同。而且由于岩溶地区地质结构复杂，从而在施工时给施工带来了一定的困难。本文结合某建筑桩基工程，介绍了岩溶地区的溶洞分类，从而进一步探讨了岩溶地区桩基施工方法、具体措施和注意事项。

【关键词】岩溶地区；桩基施工；方法

一、溶洞的主要类型

根据不同的标准，溶洞大体可以分为以下几类：

（1）根据溶洞大小进行分类：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）根据洞内添充物有无进行分类：①洞内有填充物且已填满，为已填充；②洞内有但未填满的，为半填充；③洞内无填充物的，为空洞。（3）根据是否漏水进行分类：①不漏水；②半漏水；③全漏水。（4）根據溶洞垂向数量进行分类：①单一溶洞；②复杂溶洞。某建筑桩基工程根据地质勘察资料描述，该工程溶洞主要是半填充式，填充物为灰岩和软塑状含砾黏土两种形式，局部可能有全填充式和无填充式形式；溶洞大小分布不均，小的洞高为1～2米，大的洞高达到了26.5米，且相当一部分垂向具有多个溶洞；由于溶洞较多，相互之间串联可能性较大，漏浆具有普遍性；有时一个溶洞具备以上多种形式。本文主要阐述冲击钻成孔状态下的岩溶处理。

二、岩溶区桩基成孔方案选型

本工程的特点是岩溶分布较广，岩溶强烈发育，施工技术难度大，大部分桩基在20米以下，最深达75.5米。根据岩石的硬度、结构和设计要求的入岩深度（进入完整基岩≧2m），成孔方法最终选择冲击钻成孔。

三、岩溶区桩基施工处理方法及措施

（一）岩溶区桩基施工处理方法

本工程岩溶区桩基施工处理方法主要有放抛填物（抛填片石、碎石、黏土、水泥、混凝土或几种的混合物）、护筒跟进法。岩溶地区制备造孔泥浆采用膨润土造浆，并加入适量的纯碱防止泥浆沉淀，泥浆比重应不小于1.2g/cm3，在距离溶洞顶板1m左右时，泥浆比重加大至不小于1.4g/cm3，同时应准备大量的粘土袋、草袋、木屑、碎石袋、15～25cm片石、适量袋装水泥及其它机械设备，选用小冲程进尺逐渐将顶板击穿后立即进行补浆和投掷。根据超前钻资料和现场施工情况，在穿越溶洞时，可以采用“草袋粘土包”大量抛填的方法加强钻孔结构护壁。待泥浆面稳定后，再采用小冲程冲锤轻打挤压形成泥石孔壁成孔。在对溶洞进行处理时，首先要做好准备工作。在进行钻孔开始之前，需要在周边场地准备好足够的碎石及粘土袋，同时还应有适当数量的水泥袋。

（二）岩溶区成孔施工处理措施

1.冲孔时，应对小裂缝及溶沟等地形采取投放黏土及碎石的措施，并利用水泥袋进行护壁，严防泥浆流失，确保钻孔能够正常通过。

2.如果在前期地质勘探时获得结论为小溶洞或无溶洞，但在施工时突然发生跑浆，则挤压过大，造成周边大溶洞洞壁劈裂的可能性很大。应迅速投放黏土片石块或水泥袋，对其进行护壁及固化作用，以使得钻孔能够正常通过。

3.对较小溶洞（洞高<0.5m），溶洞内有填充物，是软塑的砾质黏土，先对溶洞顶部成孔，然后用小冲程凿穿溶洞顶板，若钻进过程中泥浆损失较慢，不能有效护壁、易塌孔，应及时补充泥浆，并抛填片石+黏土按1∶1.5投放回填冲击充填挤实后再钻进。

4.当钻进入的是空洞溶洞，并且如果空洞的洞身在5m以内时，可对填充压实的方法进行采用，从而进行钻孔：①填充至空洞口以上1m高左右，缓慢下落钻具并进行冲砸，如此进行往返操作，直到在钻具冲砸时的冲撞声由小变大，或进尺变小为止。②接入高钢护筒，同时要在护筒内不加入充足泥浆，以增加其压力。同时在护筒的顶部增加振动锤，加力锤击护筒，在护筒侧顶位置开孔加泥浆并投放混合材料。等待其沉压3-5日之后，观察无特殊情况发生，即可再恢复施钻。

5.下钢护筒跟进钻孔是对于溶洞高度较大（洞高>4m）时所采用的，从而辅以片石、黏土块或C20砼封堵的方法。护筒采用振动锤或者利用锤头自重下压方式下放。对于糖葫芦串珠状的溶洞，根据情况采用多层钢护筒递进的方法钻进，采用多层钢护筒跟进时，护筒采用壁厚10～12mm的钢护筒。

6.泥浆迅速流走是因为有的溶洞与地下暗河或其他溶洞是相通的，从而使得水头高度急剧下降，使漏浆情况发生。施工时要在孔边尽可能对一定数量的片石和黏土多备足，如果有漏浆现象出现，及时多回填片石和黏土冲击造壁，并马上补水，防止水头高度继续下降。然后采用多层钢护筒递进的方法钻进。

该方法就是一面冲孔，一面接钢护筒，并且将其压到下沉至已钻成的孔内。当桩孔穿过多个溶洞，并且均已成功造壁，在下面冲孔时，上面已形成的泥石护壁坍塌漏水并且无法解决时，可以全钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏。如果在前期地质勘探时获得结论为小溶洞或无溶洞，特别是无填充以及半填充物的溶洞，应选用钻头较小型的器具进行钻探工作。同时应补充优质泥浆以及用草袋、锯末和粘土，并加水搅拌最终成软塑状，填满溶洞后观察二十四小时后，如无异常情况发生，再进行正式钻孔。

冲孔在离溶洞顶板位置约1m左右高度时，加大泥浆的掺入比重并选用较小型的冲程，逐渐击穿顶板。并且在顶板击穿之前，需要安排专人负责对孔内泥浆面变化进行密切观察，一旦发现漏浆，就应该立即提锤泥浆，同时将片石、粘土袋等混合物抛填入钻孔中，等待泥浆面稳定且不再下降之后，改用小冲程的冲锤轻打挤压形成泥石孔壁并逐渐成孔。

不管溶洞原来是否空溶洞或半填充或溶洞内填充物为软粘性土或淤泥土，也不管是否有漏浆现象，在溶洞顶板被冲锤击穿后，冲锤进入溶洞后均应向孔内投入片石块及粘土袋，当填充后超过溶洞顶面3m左右时，改用小冲程冲锤法冲击投下的混合物，如此进行反复多次操作，堵塞溶洞通道固壁，可大大减少灌桩时混凝土扩散流失量。冲锤在冲破溶洞时可能会出现滑入溶洞中的现象，在提锤时容易被溶洞顶板岩石卡住而造成埋锤。施工过程中，也严禁在溶洞周边打松锤，应将钢丝绳绷紧，从而采用小冲程进行紧击低打。

四、结束语

岩溶地区桩基施工，由于岩溶发育结构具有不定向性和不均质性，导致施工难度增加，风险难以控制，因此，施工过程前应将准备工作充分做好，从而加强施工过程管控工作，根据岩溶的发育程度合理选择成孔施工方法和措施，并特别注意以下几点：

（1）桩基施工前必须做超前钻勘察，Φ800以内桩基不少于1孔，Φ1000以上桩基不少于2孔；

（2）施工前应编写针对性岩溶处理方案；

（3）对地面出现塌陷的区域，待勘查清楚岩溶发育特征，方可施工；

（4）对岩溶发育不均匀的地域，应先施工岩溶不发育地区，再施工岩溶发育区域；

（5）参与岩溶地区桩基施工的所有人员应经培训后方可上岗。

参考文献：

[1]窦广元.浅谈岩溶地区桩基施工技术措施[J].城乡建设，2010（29）.

[2]颜建平.岩溶地区桩基施工浅析[J].岩土工程界，2009（04）：61-64.