穿多层溶洞泥浆护壁灌注桩施工技术研究

周勇勇 郭艳双 苏黎 王屿 蒋放

中国建筑第五工程局有限公司 湖南长沙 410000

在溶洞高发地区综合考虑建设施工成本，采用夹层钢制双护筒与夹层内硬质PVC板材套筒进行多层溶洞情况下桩基础施工[1]。

1 工程案例分析

岩溶地区某住宅工程项目占地面积约6万平方米，共17个单体楼栋，基础形式均为桩基础。

根据钻探揭露，场地地层自上至下一般为：第四系全新统人工层,第四系冲洪积层；下第三系新余群泥质粉砂岩、砾岩及其风化层。第三系新余群，按风化程度分为全、强及中风化层，其中风化层主要为泥质粉砂岩与砾岩互层，并夹有溶洞。溶洞无规律揭露于中风化岩层中和基岩面以上，为无充填、半充填或全充填状态，充填物主要为全风化泥质粉砂岩夹砾石，充填物以软塑状为主，局部可塑状、流塑状，大部分溶洞存在漏水现象。

项目地勘溶洞情况为见洞率47．8%，线溶率28．0%，岩溶强发育，溶洞多为全充填和半充填，少数为无充填（空洞）。溶洞呈不规则形状，大部分为多层溶洞并行的情况。

2 夹层双钢护筒与硬质PVC板材套筒护臂成桩施工技术

（1）主要材料准备：硬质PVC板材套筒、10mm厚夹层双钢护筒。

（2）施工技术。施工工艺：桩定位→桩成孔→夹层双钢护筒随桩孔的钻进下放→夹层内安装硬质板材PVC套筒→桩身钢筋笼下吊安装→桩身再次精确定位→桩身混凝土浇筑→取出夹层双钢护筒内侧护筒→砼强度达到50%取出外侧套筒→桩施工完成。

桩基施工过程中，由于溶洞桩位位于溶洞位置大多为多层溶洞，在桩身成孔施工过程中，极易造成桩孔塌孔，漏水的情况。单采用钢护筒进行桩孔施工，浇筑混凝土后，钢护筒取出的时候极易造成桩身砼的破坏及溶洞内水压对桩身的破坏，钢护筒随桩施工则极大增加施工成本，故本工程采用双钢护筒及硬质PVC套筒进行桩基施工。桩身设计完成后需预制双钢护筒及硬质PVC套筒。施工过程中预制双钢护筒制作为长度4m左右，下放过程中通过焊接形成整体护筒。硬质PVC根据设计桩长进行制作[2]。

钢制套筒及PVC套筒制作完成后，开始进行桩基成孔施工，随着成孔钻头钻进的过程中，逐步将双层钢制护筒下放，直至完成成孔工作。在成孔过程中为避免因溶洞过深及多层溶洞间岩壁过薄，导致钻头钻进及钢护筒下放过程中钢护筒倾斜。在遇多层溶洞成孔施工中应注意一下几点：第一，确保钻头成孔直径较内侧钢护筒直径大10cm，保证双层钢护筒能随钻头跟进下放和桩身垂直度；第二，根据地勘报告中溶洞标高及溶洞大致深度，在距溶洞顶部0．5m时钻头停止施工，放慢钻头钻进速率，匀速进行钻进，确保钢护筒匀速缓慢的下放。

完成成孔工作后，即进行内侧钢护筒下放，内侧钢护筒长度宜为较设计桩长大1m，与外侧钢护筒相同模式进行焊接形成整体，内侧钢护筒下放完成后，准备硬质板材PVC护筒，内外壁均涂刷油性脱模剂，涂刷完成后进行下放。施工完成后进行混凝土浇筑，浇筑完成后立即将内钢护筒取出。待混凝土强度达到50%设计强度时取出外侧护筒。

通过施工过程中遇到的实际问题，此施工技术措施在操作过程中各施工工艺需要较高的工艺水平，前期施工工作中主要分为以下几方面：第一，桩孔定位完成后，为保证钢护筒顺利下放，钻机就位位置需进行场平并进行底部垫高。第二，场地标高与地勘报告标高要一致，保证钻头钻进深度与地勘报告中溶洞标高相一致，防止钻头钻进过程中直接将溶洞打穿。第三，每截护筒下放过程中对护筒垂直度进行实测，保证桩身垂直度。

钻孔施工过程中，下述几点尤为重要：第一，护筒下放过程，护筒下放过程中，要保持泥浆护壁的持续工作，防止不良地质的塌孔。护筒下放速度保持匀速缓慢下放。第二，钻头钻进至溶洞上方时，需比较此处是否为多层溶洞区域，核查层溶洞间岩壁厚度情况，厚度较薄时，钻头缓慢将溶洞打穿，护筒自由缓慢下放，直至上层溶洞由钢护筒护壁完成。多层溶洞过程中，下层溶洞需核查是否为充填溶洞，溶洞内水压情况及流沙情况，避免因半充填或非充填溶洞内水压过大造成护筒下落过程中倾斜。若溶洞内水压过大，需更换钻头直径，采用更小直径钻头将溶洞岩壁打穿，释放溶洞内水压，再继续施工。第三，护筒下放完成后，记录护筒内水压变化数据及桩底沉沙厚度变化数据，复核水压是否会对混凝土浇筑造成破坏性影响，以便优化技术措施[3]。

上述工作完成后，即开始混凝土浇筑施工阶段，将内钢护筒下放及硬质板材PVC护筒下放，PVC护筒必须双面涂刷油性脱模剂。护筒下放完成后进行桩孔清底工作。随即进行混凝土浇筑施工，水下混凝土浇筑完成后，取出内侧钢护筒。取内侧钢护筒过程中应缓慢将钢护筒取出，类似咬合桩施工拔取护筒施工。结合上述记录水压数据，此内侧钢护筒作用为防止多层溶洞侧水压过大，通过外侧钢护筒压力传递对PVC护筒造成挤压，导致桩身不完成。

综合上述得出，遇多层溶洞区域桩孔施工及钢护筒下放为施工重点，为保证桩身完整性及桩身垂直度，本技术措施通过外侧钢护筒护壁，内侧钢护筒保证施工垂直度，夹层PVC护筒一次性护壁节约施工成本。确保桩基施工成孔，保证施工质量，避免出现塌孔及溶洞内水压过大对桩身的破坏情况[4]。

（3）质量保证措施。对多层溶洞区域进行试桩施工，记录各项数据。正式施工后，护筒下放确保桩身垂直度。多层溶洞区域，着重观测水压变化及流沙情况。浇筑砼后进行同条件试块的留置，确保达到一定的强度后进行护筒外取。保证桩的完整性。

3 结语

此技术措施为双钢护筒夹层PVC护筒，对比填砾、双护筒、灌浆等溶洞区域成孔施工方法，采用永久性PVC护筒成桩，保证成桩的完整性，桩身的有效性。节约施工成本，加快施工进度。增加半圆砼护筒，该方法更方便、经济、快捷，尤其在多层溶洞区域，对保证成孔、桩身质量效果很好。