溶岩地区深长桩基施工要点控制

张卫利

（中铁二十五局集团中铁建大湾区建设有限公司， 广东 广州 511458）

1 地质概况

贵广高铁五通义江双线特大桥，全长2794.054m，位于广西桂林临桂县境内，典型的喀斯特地貌。桥区不良地质为岩溶、软岩深厚及软硬岩差异风化严重，表层卵石土层，特殊岩土为软粉质黏土，裂隙溶洞水占岩溶水分布面积的46%，富水性强，向斜轴部节理裂隙密集，岩溶发育。全桥40m 以上桩基超过200 根，最长桩长77m，连续梁41#主墩，直径1.5m，含虚桩55m，位于义江支流，终年流水，柱状图揭示全桥桩基基本都分布有溶洞，部分还有串柱型溶洞，较大空洞，施工难度大。

2 施工中常见问题及原因分析

2.1 塌孔埋锤

案例：41 号连续梁主墩某桩基位于义江支流中，钻进施工中，突遇大溶洞，泥浆瞬间消失，几秒内孔口坍塌10*8m 大坑，钻机一侧侵入，锤头被埋至37.8m处，现场启动应急抢险机制，挖机配合牵引绳将钻机拖出，火速组织回填黄泥、水泥加片石，及时留影像资料进行四方会议纪要，结合地质柱状图及实际渣样，溶洞大，最后采用双层钢套筒分别穿越9m 多卵石层及较大溶洞，钻进、水鬼捞锤到最后成孔将近用了一年。

案例原因：因溶洞较大，泥浆瞬间下降， 9m 多卵石层渗透强，在外侧江水强大压力的作用下塌孔，锤头来不及拔出，导致埋锤。

其他原因：如护筒埋设不到位，富水渗透会导致塌孔；震动、钢筋笼下设等对孔壁的干扰导致塌孔；钻进过程泥浆比重不合理，未能有效护壁导致塌孔；灌注前清孔后泥浆比重变小的情况下，组织不利，没有及时灌注，导致塌孔；已填充的溶洞、空洞较大，填充物自重等特点，没有固结，导致填充物塌孔。

2.2 溶洞漏浆

案例，48#墩某桩设计桩长范围粗圆砾土层较厚，柱状图揭示桩基穿越串柱型溶洞、空洞及较大空洞，从2010 年9 月开始施工，一直到12 月中旬，很多次溶洞漏浆直致粗圆砾土层塌方，未成孔，频繁的漏浆使周围地面发生地陷。

案例原因：几个月的漏浆未能有效封堵，分析为较大溶腔或有裂隙渗漏。

2.3 卡锤埋锤

遇溶洞或空洞，伴随泥浆涌入或塌孔，钻头不能及时拔出，出现钻头卡溶腔里或埋锤，或遇斜坡岩未及时纠偏，出现锤头倾斜卡在孔里。

2.4 断桩、短桩、缩颈

断桩原因：由于灌注过程测量不准确，拔导管拔漏会导致断桩；导管气密性问题或遇砼大颗粒堵管处理时间长，砼未连续灌注使砼上翻困难，最终停止灌注，出现断桩；还有因泥浆比重大、沉渣厚等导致砼上翻困难，浇筑被迫中断而出现断桩；浇筑过程遇塌孔导致砼上翻困难断桩。

短桩原因:主要是技术对砼浇筑高度测绳判断不准确，虚桩有效桩长不够；砼坍落度大，测量未考虑砼中粗骨料的下沉。

缩颈原因：未及时检查锤的磨损，尺寸不足未及时补焊导致钻孔直径小于设计，出现缩颈；灌注过程局部塌方侵入砼，导致局部桩径不足；塑性土膨胀也会导致缩孔。

3 常见问题的预防及处理

3.1 塌孔预防及处理

钻孔过程突遇溶洞引起的塌孔，往往会伴随埋锤卡钻，后果很严重，只能回填重新钻孔并捞锤；浇筑过程的塌孔往往会造成断桩，砼、钢筋笼报废，重新钻孔，处理一根桩2 倍以上的费用，由此可见，溶洞塌孔的预防比处理更重要。

塌孔的预防：塌孔的预防在于“常看”、“常补”、“勤分析”。常看就是要对各地层地质情况做到心数有数，每天认真取渣样，如实填表，特别查看漏浆等异常情况，随时观察泥浆水位变化。“常补”就是当钻进松散粉砂土、卵石土或者其他特殊地质时，要及时填补优质造浆土，必要时填水泥造浆，增大泥浆比重，高粘度的泥浆对预防非岩地质或穿越溶洞孔壁塌孔尤为关键，组织有经验的技术和工班，及时分析记录，制定科学准确的方案对塌孔预防极为重要；

塌孔的处理：

孔口塌孔，要及时的把护筒拆除掉，并及时回填，分析原因后重新埋设护筒开钻。

当孔壁内局部坍塌，孔内水头无明显损失时，向孔内抛粘土，加大泥浆比重；

溶洞空洞的塌孔处理：回填黄土夹片石，过程加水泥静置，较大溶洞处理无效应改用砼封堵静置，必要时钢套筒跟进。

3.2 漏浆的处理

溶岩桩基施工中，溶洞漏浆可以说是家常便饭，有的桩基每天都会记录漏浆1～8 次，甚至更多，发生漏浆第一时间回填黄泥等并及时补浆，对预防塌孔极为重要。

轻微漏浆以回填黄泥、及时补浆为主，1～3m 漏浆及时回填黄泥卵石片石，因大溶洞或空洞引起的漏浆，先回填片石黄泥，掺水泥静置封堵；因裂隙或特大溶洞所致的反复漏浆在常规封堵无效后，进一步考虑砼封堵或钢套筒跟进，裂隙发育地段可以通过提前钻孔进行注浆封堵地层，预防和降低漏浆。

3.3 卡锤埋锤的预防及处理

卡锤埋锤的预防：卡锤主要通过调整接近斜坡岩或溶洞时的冲程进行调节预防，感觉异常及时抬锤，此类预防选择有经验的工班极为重要。

遇卡钻或埋锤，只能吊机配合变换位置拔锤，若无效只能重新换锤冲击至该位置，并用小锤四周冲干净，慢慢将锤捞出，过程请专业潜水员配合捞锤，安全风险和花费费用都非常高。

3.4 断桩、短桩、缩颈的处理

断桩、短桩、缩孔危害很大，断桩只能从新钻孔或变更补桩更经济，浅层短桩可进行补桩。首先提高技术测绳测量的准确性，加强泥浆比重、沉渣厚度的控制；其次加强过程关键环节卸料口加过滤网筛、导管垫圈安装，导管埋深拔管、砼连续灌注的控制；再次，对偶尔的突发拔漏，可以尝试二次封堵，翻浆太厚，采用泥浆泵抽取。

3.5 较大溶洞的处理

对即将穿越溶洞或发生漏浆时要短进尺，一般进度控制在60～80cm/h，冲程控制在50cm，对较大空洞或填充物较差大溶洞采用超前钻孔注浆封堵溶岩、过程灌注砼封堵、双层钢套筒下底等方法。

对于多层溶洞，溶洞间距较小，常规回填无效的，采用单层钢护筒穿越处理(见图1)。先用冲击锤进行冲孔、扩孔处理, 然后采用振动锤将钢护筒振动下沉至溶洞底部, 为保证钢护简的强度和刚度, 每隔2m, 设置加强钢板箍。

图2

对于溶洞大, 且溶洞间距较大时,拟采用双层钢套筒法施工, 即用内护筒穿过

下层溶洞的方法进行施工。护筒长度L=h+2m (h 为多层溶洞高), 内护筒内径应比设计桩径大20 cm 左右, 外径应小于外护简内径5cm（不能太小，防止被卡住）,（见图2。）

4 岩溶深长桩基施工的要点控制总结

4.1 优选队伍，加强组织

其一，选择有经验的管理人员及工班，其二，制定 24 小时值班，做好挖机，装载机，泥浆车的随时待命和片石，造浆黄泥和水泥等封堵材料的储备。

4.2 施工技术要点控制

认真结合地质资料，柱状图，试桩，分析制定初步方案，过程结合实际渣样、特殊情况灵活调整方案，加强跟设计等单位的沟通交流，加强资料收集及变更签认。

科学确定开孔顺序，严格做好钢护筒的埋设。 对塌孔、埋锤、断桩、堵管等加强预防为主，做好过程控制，严肃过程奖罚。 做好工序衔接，清孔后做到“两及时”、“两快速”，钢筋笼及时到位，钢筋笼套筒快速连接、导管快速下设，砼及时、连续。

5 结束语

本文针对岩溶桩基常见问题进行案例分析，并给出了不同的处理方案，最后对岩溶施工的施工要点进行了总结，提出了选择专业队伍，做好现场值班，加强塌孔、埋锤、断桩等预防控制的重要性。