钻孔灌注桩溶洞处理方法研究

文/陈志达

1 前言

为了有序推进我国公路路桥建设管理工作，发挥路桥管理工作优势，全面观察钻孔灌注桩溶洞处理工作存在的实际问题，施工单位应当在现有的工作基础上，加快落实钻孔灌注桩溶洞系统管理工作，充分结合当前施工建设管理现状，进一步分析现阶段钻孔灌注桩溶洞处理工作中的创新方式，以求加快内部管理技术优化，创新工作方式，提升技术手段，加快公路路桥施工建设管理水平的全面提升[1]。

2 溶洞产生的地质环境分析

为了更好地研究钻孔灌注桩溶洞处理的实际情况，分析区域范围内溶洞处理工作推进存在的具体问题，需要针对不同的地质环境结构进行分析论述。本文研究分析了不同山断层、山裂层所产生的地质结构，判断不同的岩石结构基础上溶洞产生的实际背景，并研究了大理岩以及石灰岩这种地貌下溶岩发育的实际状态所呈现出来的溶洞环境特征。

桥址基岩本身所存在的地质岩层是以单斜构造形成的，其中在不同年代的地表层中所呈现的岩石状态都有较为直接的区分，并且各个地层的角度都呈现不平整的情况。通过接触观察，我国部分的路桥建设环境所接触到的岩石有一些侏罗系砂岩、粉砂岩以及页岩等岩层，这种岩石结构本身就很容易出现破损现象，同时地质结构环境较为混乱，加之受到风化现象的影响，本身岩石层结构的强度相对较低。

通过勘察分析可知，岩石本身的强度并不能适应现阶段的施工建设环境要求，同时岩溶环境的形态主要是以多种不同大小形态的溶洞以及不同串珠形态的溶洞等。

由于这个桥段本身处于溶洞多发位置，钻孔的过程中往往会出现漏浆或是塌孔等现象。在正常的环境状态下，常见的溶洞包含小溶洞、一般溶洞、大溶洞、串珠溶洞、地质流沙层，不同的溶洞结构所产生的影响也是不同的[2]。

3 溶洞施工材料准备和处理方案确定

为了更好地提升溶洞处理质量，施工单位应当根据当前溶洞的实际情况，分析溶洞的种类，然后针对性地对溶洞进行观察，确定溶洞处理过程中所需要的多种材料内容，包含片石、碎石、黏土等多种材料。为了保证最终的钻孔机有序工作，确保不会受到塌孔、扩孔、地面沉陷等多种因素的影响而产生偏移，钻机本身的各种方向的支撑应当按要求进行加长处理。另外，结合当前我国溶洞处理过程中的实际现状，针对不同溶洞的具体情况，可以采用三种不同的方式对溶洞进行综合处理。

3.1 回填造壁法

这种方式主要是在溶洞出现的过程中通过回填黏土，然后打实造壁，在必要的环节还应当回填混凝土或是部分水泥，以保证最终的回填效果满足具体的溶洞处理要求。

3.2 岩溶注浆预处理

当钻孔施工开始前，应当对整个溶洞的内部进行混凝土浇筑，同时当出现较大空隙的溶洞环境时，应当利用混凝土完成灌注。等到混凝土出现凝固后再进行钻进工作，以保证溶洞主体的稳固性。

3.3 套筒法

套筒法的使用一般是在流沙层处于地表的一定位置之后，首先利用大型的设备进行钻孔，然后利用护筒进行突进，当整个环境满足既定的建设要求后，再通过匹配的方式将一些小型直径的护筒装置放置其中，对溶洞的底部位置进行全面防护。

4 溶洞的处理方法分析

4.1 注浆预处理

结合设计的实际要求，在进行注浆预处理的过程中，桩底板位置的三倍位置深度范围内要充分完成压浆作业，然后将溶洞完全实现填充作业，让其冲出整个桩基内部，在经过一周的加固后进行桩基的再次施工。

在实施这种处理方式时，可以利用的就是钻孔工艺。首先，严格控制设备管理，在设备设定在固定位置后，应当在现有的环境之中对注浆的空隙位置进行确定，然后将相关设备移动到固定的钻孔位置，再用一些衡量角度的设备对角度进行调整，完成安装定位；其次，在钻机钻进的过程中，钻杆应当严格按照标准位置进行钻孔，确保最终开孔的直径位置不能小于110mm。开孔过程中一定要按照轻加压、慢工作的方式，防止出现钻孔开斜的情况；再次，完成下套管作业，当钻孔到达一定的基岩位置之后，应当按照要求放下套管，同时嵌入基岩内部。套管露出的部分应当用水泥砂浆进行二次加固，同时将孔口的套管位置进行封闭处理，以防止浆液从套管的其他位置流动，导致注浆效果产生影响；最后，结合具体的钻孔要求，按照既定的深度要求，当钻孔到达一定位置后，应当及时地拧闭孔口盖，继而完成注浆作业。

另一种使用的工艺技术为注浆工艺。注浆工艺主要是通过三个部分的施工完成注浆作业。首先，在注浆作业前要做好协同处理工作，制备好基础材料，完成浆液的配比工作；其次，选择适合注浆作业的注浆设备，通过不断地调节，按照施工作业的实际要求逐步修改浆液的配比，将最终的配比合理控制在0.8∶1～1∶1之间；最后，完成注浆作业。当单孔位置的注浆作业完成之后，应当按照相关规范之中的设计管理要求，以外部环境为参考依据，关注不同环境范围内的压力变化状态，在要求的注浆压力范围之内进行注浆作业。当压力承载不会超过限制，则可以适当进行加压处理；当压力达到一个恒定值之后，就不能再次调节压力值。另外，还要明确地质条件控制标准要求、注浆范围控制标准要以及特殊条件控制标准要求，以满足最终的注浆基础要求。

4.2 回填造壁法

在实施钻孔灌注桩溶洞处理方式进行溶洞处理时，还有一种具体的处理方式就是回填造壁法，这种方式一般是用于溶槽、溶沟、裂隙和一些溶蚀现象相对较为明显的区域内。在这种溶洞施工过程中，当冲击力冲突到一定的顶板位置后，钻孔的内部区域就会因为环境的影响出现漏浆情况，在完成补浆后施工人员应当及时提起冲锤进行操作实践。若是出现一定的风化岩石，则应根据泥浆情况进行综合分析，继而有效稳固内部的环境，同时尽可能地将冲击效果降低到最低，保证后期的各项作业有序推进。

在使用这种方式时，首先应当关注的是填料的选择方面，填料的选择对于后期造壁孔位置的稳定性有着直接影响，因此在选择填料的过程中施工人员要进行多种选项之间的对比分析，观察不同的材料在完成回填作业时产生的直接影响，充分结合岩溶发育的实际状态和现场的施工现状选择合适的填料进行施工作业。同时，还要积极对回填方式进行正确的选择，当溶洞击穿出现漏浆的现象后，应当立即进行回填处理，同时完成补浆作业。在实施回填操作的过程中观察可知，其内部的回填实际高度与溶洞内部的环境大小之间联系密切，因此为了保证最终的回填质量，施工人员应当结合当前设备的大小对钻头进行调节。如出现漏浆的现象，则可以通过回填处理的方式，使溶洞能够更好地完成填充。

4.3 灌注混凝土法

当混凝土初步完成凝结后，再进行持续钻孔。灌注混凝土若是直接使用导管法进行灌注水下砼，导管上方位置就需要设置漏洞，同时在漏斗的下端应当设置隔水栓。在实施灌注的过程中，漏斗内部应当制备足够分量的砼拌和物，这种拌和物一般会按照当前实际的状态进行调节，快速完成灌注，以防止出现凝固现象。砼拌和物本身通过导管进行灌注，并始终确保导管置于砼中，使灌注好的砼顶托上方的水泥逐渐上升。为了更好地保证灌注工作的实施，施工人员应当尽可能地减少灌注的时间，使灌注混凝土在较短的时间内完成初凝。

4.4 钢护筒跟进法

对于加大的单层无填充的溶洞，孔口的钢护筒打入常规的石灰岩，首先在工作的过程中应当对溶洞的内部大小进行观察，确保最终的基础设备进入石灰岩之后不会出现坍塌。因为石灰岩内部质量的单薄，很容易受到钻孔内部漏浆环境的影响而产生坍塌现象，同时也很容易导致坍塌砂层出现破损。因此，钢护筒要穿过易塌地层，工作人员在实施钻孔的过程中就应当进行特别的关注，结合地质的不同形态对当前的钻孔的实际位置和高度进行专项分析研究。钻孔内部的实际位置超过顶端时，应适当调整变化的位置，然后缓慢地对顶板位置进行集中处理，以防止出现击穿或是卡钻的情况；当出现击穿，应当迅速地对漏洞位置进行补浆，只有确定不会出现二次漏浆的状态后，才能按照既定的工作要求推进工作落实。同时，还要严格控制钻头的冲击状态，以避免钻头的突然出现导致钢丝位置断裂。另外，钻头的实际位置超过了溶洞时，应注意不同的基础设备，判断其最终钻孔位置是否出现偏移，若出现弯孔现象，则应当重新完成钻进作业。

5 结语

在实施钻孔灌注桩溶洞处理的过程中，虽然溶洞环境较为复杂，但是通过不断的优化溶洞处理方案，加大对于施工基础资金的投入，提升施工进度管理质量，增进施工现场人员之间的协调配合，内部管理工作有序实施，一方面为我国的桥梁施工建设管理奠定了坚实的基础，另一方面也为后期的溶洞处理技术创新提供了新的思路。